TURINYS
ĮVADAS 2GELEŽIES VIETA PERIODINĖJE ELEMENTŲ LENTELĖJE 3IŠ GELEŽIES ISTORIJOS 4GELEŽIES ATOMINĖ SANDARA 4GELEŽIES RŪDA 4PAGRINDINĖS GELEŽIES RŪDOS 5GELEŽIES PAPLITIMAS 5GELEŽIES JUNGINIAI IR JŲ PANAUDOJIMAS 6GELEŽIES CHEMINĖS IR FIZINĖS SAVYBĖS 7GELEŽIS ŽMOGAUS ORGANIZME 10KRYŽIAŽODIS 11LITERATŪRA 12ĮVADASGeležis – cheminis periodinės elementų lentelės elementas, žymimas Fe(lot. ferrum), sidabriškai pilkas, blizgus metalas. Tai pats gausiausiasmetalas ir manoma, kad 10 – tas pagal gausumą elementas Visatoje. Geležis –didžiausią Žemės dalį pagal masę sudarantis elementas (34,6 proc.), taippat sudaro 4,65 proc. Žemės plutos masės. Manoma, kad didelė geležieskoncentracija labiausiai įtakoja magnetinį Žemės lauką.
Šio darbo tikslas plačiau susipažinti su geležies istorija,išnagrinėti geležies atominę sandarą, daugiau sužinoti apie geležies rūdą,apie geležies paplitimą bei geležies junginius ir jų panaudojimą. Taip patišnagrinėti geležies chemines ir fizikines savybes bei sužinoti apie geležįžmogaus organizme.GELEŽIES VIETA PERIODINĖJE ELEMENTŲ LENTELĖJE IŠ GELEŽIES ISTORIJOSD
augelyje senųjų kalbų žodis “geležis” reiškia ,,metalas iš dangaus”. Matyt,todėl, kad pirmoji geležis darbo įrankiams ir ginklams gaminti buvometeoritinė – iš meteorų, nukritusių ant žemės. Geležies amžius, žmonijosistorijos laikotarpis, prasidėjęs II tūkst. pr.m.e. pabaigoje, atradusgeležį ir ėmus iš jos gaminti darbo įrankius ir ginklus.
Anksčiausiai žmonės pradėjo vartoti meteoritinę geležį. Iš jos gamintųpapuošalų aptikta IV tūkst. pr. m. e. pradžios egiptiečių kapuose. XVIII–XIX a. geležinių daiktų turėjo babiloniečiai. Ilgą laiką geležis buvoretas ir brangus metalas; iš jos buvo gaminami prabangos daiktai. XII – IXa. M. Azijoje, Egipte, Indijoje ir kitur padėta gaminti geležinius darbo
įrankius ir ginklus. Šis laikotarpis ir laikomas geležies amžiaus pradžia.Į Europą geležies dirbiniai pateko iš M. Azijos ir Egipto. Pirmiejieuropiečiai, išmokę iš rūdos pasigaminti geležį, buvo graikai ir kiti Egėjopakrančių ir salų gyventojai.Lietuvoje geležies amžius skirstomas į 4 laikotarpius: ankstyvąjį,senąjį, vidurinįjį, vėlyvąjį. Manoma, kad Lietuvoje geležies dirbiniai buvovartojami nuo VI – V a. pr. m. e., tačiau iki mūsų eros pr. jų turėtanedaug. Geležiniai buvo peiliai, pjautuvėliai, kai kurie ginklai. GELEŽIES ATOMINĖ SANDARAGeležies branduolio krūvis 26+. Elektronų išsidėstymas sluoksniuose: 2, 8,14, 2. Atominė masė 56 (suapvalinta). Periodinėje sistemoje geležis yraketvirtajame periode, aštuntoje grupėje.Geležies atomai išoriniamesluoksnyje turi du elektronus; likusieji geležies valentiniai elektronaiyra priešpaskutiniame sluoksnyje. Geležies valentingumas cheminiuosejunginiuose tik teigiamas, lygus 2, 3, didžiausias 6. GELEŽIES RŪDAGeležies rūda – gamtinė mineralų sankaupa, kurioje yra 16 – 70% geležies.Svarbiausieji rūdiniai (mineralai) yra magnetitas Fe3O4, hematitas Fe2O3 ,limonitas Fe2O3 * nH2O. Geležis gaunama metalurginiu būdu, redukuojant josoksidus anglimi aukštakrosnėse:
[pic] Iš geležies rūdos lydomas ketus, plienas, ferolydiniai, gaminamidažai, jos dedamos į gręžinių tirpalus.Rūdų lydymosi temperatūrai sumažintidedama fliusų (CaCO3 arba SiO2).
Iš apačios į aukštakrosnę pučiamas karštas oras arba deguonis (700 –1000 0C). aukštakrosnėse gaunama geležis vadinama ketumi.
Ketus susideda iš 92 – 95 % Fe, 2 – 6 % anglies, 0.5 – 2% silicio,kartais iki 2 % fosforo ir kitų priemaišų. Ketus yra kietas, bet trapus. Išjo gaminami stovai ir kiti liejiniai. Lietuvoje rasta limonito (balųrūdos), siderito, hematito, magnetito. Limonito yra pelkėse ir upių,tekančių pelkėtomis vietomis, šlaituose. Iš limonito senovėje buvo lydomageležis. Iš jos buvo kalami žemės ūkio padargai, ginklai. PAGRINDINĖS GELEŽIES RŪDOS
1. Magnetinė rūda, pagrinde, sudaryta iš magnetito Fe3O4, kitaip dvivalentės geležies ferato Fe[FeO2] 2 mineralo. Randama Urale (Magnitogorske).2. Raudonoji druska. Jos sudėtyje, pagrinde, įeina mineralas hematitas Fe2O3. Randama Rage (“Kruvoj Rog”).
3. Rudoji rūda. Sudaryta, pagrinde, iš mineralo limonito Fe2O3*H2O. Randama Kerčės pusiasalyje Kryme. Be šių vietovių, geležies rūdų masyvų TSRS aptikta Kursko magnetinėje anomatijoje, Kolos pusiasalyje, Sibire, Tolimuosiuose Rytuose.
4. Pilkasis piritas. Sudarytas ir mineralo pirito – FeS2 – geležies polisulfido. Jis panaudojamas sieros rūgšties ir sieros vandenilio gamyboje. Geležiai gauti beveik nenaudojamas, nes siera pablogina gautos geležies savybes. GELEŽIES PAPLITIMASGeležis gamtoje yra vienas plačiausiai paplitusių metalų, sudarantis 5.1%visos Žemės plutos masės. Elementinė geležis aptikta tik meteoritųliekanose. Aktyvumo eilėje ji stovi kairiau vandenilio, yra aktyvi, todėlgamtoje aptinkama rūdose. GELEŽIES JUNGINIAI IR JŲ PANAUDOJIMASGeležis yra vidutinio aktyvumo metalas. Kambario temperatūroje geležis lėtaioksiduojasi, o įkaitinta sudega ir susidaro Fe2O3; [pic]
Kambario temperatūroje geležis su vandeniu nereaguoja. Tačiaupakaitinta apie 5000C ji skaido vandens garus: [pic]
Geležies junginiai su siera ir fosforu turi labai svarbią techninęreikšmę, nes šios priemaišos metaluose labai pablogina mechanines plienų irkitų lydinių savybes.
Cheminiuose junginiuose geležis daugiausia yra dvivalentė irtrivalentė. Atitinkamai pavadinti ir jos junginiai.
Dvivalentės geležies junginiai: FeO – juodos spalvos geležies monoksido milteliai; Fe(OH)2 – baltos spalvos, ore akimirksniu besioksiduojąs ir įgaunąspilkai žalią spalvą (2) hidroksidas; FeCl2 – žalios spalvos geležies (2) chloridas; FeSO4 – žalias geležies (2) sulfatas; FeSO4*7H2O – geležies (2) sulfatas, kristalohidratas;
Trivalentės geležies junginiai: Fe2O3 – kieta rausvai rudos spalvos medžiaga – geležies oksidas; Fe(OH)3 – rausvai rudos spalvos geležies (3) hidroksidas;
FeCl3 – rausvai rudas geležies (3) chloridas; Fe2(So4)3 – geltonas geležies (3) sulfatas.Dvivalentės geležies junginiai nepatvarūs ir ore palaipsniuioksiduojasi į trivalentės geležies junginius. Geležies hidroksidai gaunamiiš atitinkamų druskų tirpalų, veikiamų šarmų tirpalais:
[pic]
Dvivalentės geležies druskos gaunamos tirpinant geležį praskiestuoserūgštyse. Iš dvivalentės geležies junginių plačiausiai vartojamas geležiessulfatas [pic], arba žaliasis akmenėlis – šviesiai žali, vandenyje lengvaitirpstą kristalai. Ore geležies (II) sulfatas pamažu dūlėja ir kartu nuopaviršiaus oksidinasi, virsdamas gelsvai ruda bazine trivalentės geležiesdruska. Geležies sulfatas gaunamas tirpinant geležies atraižas 20 – 30 % –tinėje sieros rūgštyje: [pic]taip pat kaip atlieka ,,ėsdinant” geležį sieros rūgštimi, prieš joscinkavimą.Geležies sulfatas vartojamas rašalo ir dažų gamyboje, medienosimpregnavimui, norint apsaugoti ją nuo puvimo, žemės ūkyje kovai su augalųkenkėjais… Iš trivalentės geležies junginių praktikoje dažniausiaivartojamas geležies chloridas, [pic].
Jis vartojamas organinių dažų gamyboje, poligrafijoje ir dažymopramonėje, medicinoje. Žinomi ir šešiavalenčiai geležies junginiai –feratai: K2FeO4 – kalio feratas; BaFeO4 – bario feratas; GELEŽIES CHEMINĖS IR FIZINĖS SAVYBĖSGeležies cheminės savybės: geležis yra vidutinio cheminio aktyvumo metalas.Be drėgmės jis nereaguoja net su tokiais tipiškais nemetalais , kaipchloras, siera ir deguonis. • Reaguoja su siera, susidarant FeS, Fe2S3 sulfidams, bei FeS2 – geležies polisulfidui (piritui). • Sudega chlore [pic] .
Kaitinama, ypač susmulkinta, geležis energingai jungiasi su daugeliukitų elementų. Kaitinama ore geležis sudega ir sudaro geležies (2, 3)oksidą: [pic] (arba [pic]).
Aukštoje temperatūroje geležis skaido vandenį, išstumdama iš jovandenilį: [pic].
Kambario temperatūroje drėgname ore geležis rūdija. Savo sudėtimi
rūdys artimos geležies hidroksidui, Fe(OH)3. Jos aptraukia metalo paviršiųpuriu akytu sluoksniu, neapsaugančiu gilesnių metalo sluoksnių nuo tolesnėsoksidacijos.Chemiškai gryna geležis beveik nerūdija. Geležis gerai tirpstapraskiestose druskos ir sieros rūgštyse, išstumdama iš jų vandenilį,susidaro dvivalentės geležies druskos. Koncentruota sieros rūgštis kambariotemperatūroje geležies neveikia.
Geležis yra labai neatspari aplinkos poveikiui. Gryna geležis yrapilkas blizgantis minkštas metalas, labai neatsparus aplinkos povaikiui. Jigreitai rūdija ir virsta įvairios sudėties rūdimis – Fe2O3, [pic] (čian<3).
Didžiausios įtakos tokiems kitimams turi deguonis ir kitos agresyviosmedžiagos, esančios ore – vandens garai, anglies (IV) oksidas, H2S dujos irkt.
Drėgname ore geležis reaguoja su deguonimi:
geležis + deguonis + vanduo rūdys
Paprastai nei deguonis, nei vanduo geležies neveikia, tačiau esantankščiau aprašytoms sąlygoms geležis chemiškai yra – rūdija. Rūdijimąspartina vandenyje ištirpęs deguonis, druskos, o ypač rūgštys.Metalųkorozija vadinamas savaiminis metalų irimas, vykstantis dėl metalų iraplinkos cheminės bei elektrocheminės sąveikos. Dėl korozijos kasmetprarandama apie 10 – 20% pagamintos geležies. Gryni metalai, tarp jų irgeležis, beveik nerūdija. Įvairios priemaišos,esančios metaluose,paviršiaus įbrėžimai, įtrūkimai skatina korozijos židinių atsiradimą.
Korozija skirstoma:
A. Pagal pobūdį. 1. Ištisinė korozija. Ji vyksta visame metalo paviršiuje. Tai yra: a) Tolygioji korozija, vykstanti vienodu greičiu visame metalo paviršiuje; b) Netolygioji korozija, vykstanti nevienodu greičiu atskirose metalo paviršiaus vietose; c) Selektyvioji korozija, kada irsta vienas lydinio komponentas.
2. Vietinė korozija. a) Dėmėtąją koroziją (nedidelės korozijos dėmės atskirose paviršiaus vietose; b) Židininę koroziją (duobutės);
c) Taškinę koroziją (gilios taškinės duobutės, pereinančios į plyšius; d) Vidinę koroziją (irimas, prasidėjęs metalo paviršiuje, plečiasi į jo vidų, dėl to metalas išsipuošia ar išsisluoksniuoja); e) Tarpkristalinę koroziją ( irimas kristalo sąlyčio vietoje. Toks metalas nuo gniuždymo lengvai suyra.)B. Pagal korozijos proceso tipą skiriama.1. Cheminė korozija. Chemine korozija vadinamas savaiminis metalų irimas, veikiant sausoms dujoms ar nelaidiems elektros srovei skysčiams. Tai: a) Korozija neelektrolituose; b) Dujinė metalų korozija. Tai metalo reakcija su dujomis. 2. Elektrocheminė korozija. Elektrochemine korozija yra metalų irimas aplinkoje, laidžioje elektros srovei. Tokioje aplinkoje susidaro, taip vadinami, koroziniai galvaniniai elementai. Šių elementų teoriją pirmasis pateikė H. Gizė, išvystė N. Izgaryševas.
Apsaugoti nuo korozijos geležinius (ir kitų metalų) dirbinius galimajuos dažant, lakuojant, dengiant jų paviršių aktyvesnio metalo sluoksniu(dažniausiai cinku). H2O O
Geležis turi ypatingą savybę įsimagnetinti, todėl geležinius daiktusnesunku atski…rti nuo kitų metalinių daiktų. Medžiagos traukiančios geležį,yra nuolatiniai magnetai, nors jų magnetinės savybės išlieka tik tam tikrąlaiką.
Geležies fizinės savybės: Geležies pogrupio metalai yra sidabriškaibalsvi, kalūs, feromagnetiniai. Geležies lydymosi temperatūra 1528 0C,tankis 7.8 g/cm3. Ji lengvai apdirbama kalimo ir valcavimo būdais,skirtingai nuo kitų metalų, sugeba įsimagnetinti. GELEŽIS ŽMOGAUS ORGANIZMEGeležis – svarbiausias mūsų laikų metalas. Geležies lydiniams paplisti irįsitvirtinti padėjo ne tik naudingos jos lydinių savybės, bet ir tai, kadgeležies junginių Žemėje yra gana daug, ne itin sudėtingą ją gauti irapdoroti.
Įvairios detalės, įrankiai, mašinos gaminamos iš lydinių – ketaus(jame yra 2 – 6% anglies) ir įvairių rūšių plieno (jame yra 0.1 – 2%anglies). Geležis yra labai svarbus gyvybę palaikantis elementas. Geležies
žmogaus organizme yra 4 – 5 gramai, eritrocituose – 80 – 120 mg/100g. vienageležies funkcija yra elektronų pernešimas oksidacijos – redukcijosprocesuose (fermentuose – citochromuose – katalazėje), kita – deguoniespernešimas (hemoglobinė, mioglobinė ir kt.). daugiausia geležies yra kraujohemoglobine.Geležies atsargas organizme kaupia sudėtinis baltymas feritinaskepenyse, blužnyje, kaulų čiulpuose. Jos apykaita yra vidinio (endogeninio)pobūdžio, nes didžioji dalis geležies gaunama iš yrančių eritrocitų.Endogeninė geležies apykaita vyksta ratu: hemoglobinas feritinas hemoglobinas. Geležies perteklius kenksmingas organizmui, kaupiasi kepenyse, kaipkoloidinės geležies hidroksidas (hemosiderinas). Jis ardo kepenų ląsteles.Žmogaus organizmas negali gerai pašalinti geležies pertekliaus. (Valgytihematogeną, nesergant mažakraujyste, kenksminga).
Geležies nedateklius organizme iššaukia mažakraujystę. Tuo atvejunaudojami preparatai: geležies milteliai, tirpstantys skrandžio sultyse,kraujo kondensatas – hematogenas. Geležies įsisavinimą organizme skatinakobaltas per vitaminą B12, į kurio sudėtį jis įeina, (Žinotina, kadvitaminas B12 tampa neveiklus, naudojant kartu vitaminą C). žmogausorganizme yra apie 5 l kraujo. KRYŽIAŽODIS| | | | | | | | | | |1. | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |M | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |E | | | | | | | | | | | | | | | | | | |2. | | | |T | | | | |3. | | | | | | | | | | | | | |G | | | |A | | | ||P | | | | | | | | | | | |4. |H |E |M |O |G |L |O |B |I |N |A |S | | | | | | | | | | | | |L | | | |U | | | | |L | | | | | | | | | | | |5. | |E | | | |R | | | | |A | |6. | | | | | | | | | |M | |Ž | | | |G | | | | |D | |L | | | | |7. |Ž |A |L |I |A |S |I |S | | |I | | |8. |P |I |R |I |T |A |S | | | | | | |G | |S | | | |J | | | | |S | |M | | | | | | | | | |N | | | | | |A | || | | | |O | | | | | | | |9. |F |E |R |A |T |A |I | | | | | | | |N | | | | | | | | | |T | | | | | | |10 |K |O |R |O |Z |I |J |A | | | | | | | |I | | | | | | | | | | | | |T | | | | | | | | | |N | | | | | | | | | | | | |A | | | | | | | | | |Ė | | | | | | | | | | | | |S | | | | | | | | | | | | | | | | || | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |1. Būdas gauti geležį redukuojant jos oksidus anglimi aukštakrosnėse. (METALURGIJA)2. Metalas iš dangaus. (GELEŽIS)3. VIIIB grupės elementas. (PALADIS)4. Baltymas nudažantis kraują raudonai. (HEMOGLOBINAS).5. Rūda Fe3O4 (MAGNETINĖ)6. Svarbiausias rūdinys (mineralas) Fe2O3 * nH2O (LIMONITAS).7. Kristalohidratas FeSO4*7H2O – ……….. akmenėlis. (ŽALIASIS)8. FeS2 – geležies polisulfido. (PIRITAS)9. Šešiavalenčiai geležies junginiai – (feratai)
10. Savaiminis metalų irimas, vykstantis dėl metalų ir aplinkos cheminės bei elektrocheminės sąveikos.(KOROZIJA) LITERATŪRA1. ,,Chemija 9 kl.“ 1998 m. R. Jasiūnienė, V. Valentinavičienė2. ,,Bendroji chemija“ N. L. Glinka3. ,,Chemija“ S. Vašiučenka4. ,, Bendroji chemija“ Ona Petroševičiūtė5. ,,Mokslas ir Visata“ pažinimo džiaugsmas 1989m.6. ,,Iliustruota vaikų enciklopedija“ 1998 m.7. ,,Chemijos apibrėžimai, sąvokos, terminai“ A. Busevas, I. Jefimovas 1981m.8. ,,Neorganinės chemijos pagrindai IV“ 1988 m.9. ,,Lietuvos enciklopedija“ 1978 m.———————–[pic][pic]