Geležis

TURINYS

1. Iš geležies istorijos _____________________________________ 1
2. Geležies atominė sandara ________________________________ 1
3. Geležies rūda _________________________________________ 1
4. Pagrindinės geležies rūdos_______________________________ 2
5. Geležies paplitimas_____________________________________ 2
6. Geležies junginiai ir jų panaudojimas_______________________ 3
7. Geležies cheminės ir fizinės savybės_______________________ 4
8. Geležis žmogaus organizme______________________________ 7
9. Kryžiažodis __________________________________________ 8
Naudota literatūra___________________________________ 9

9.
IŠ GELEŽIES ISTORIJOS

D
augelyje senųjų kalbų žodis “geležis” reiškia ,,metalas iš dangaus”. Matyt, todėl, kad pirmoji geležis darbo įrankiams ir ginklams gaminti buvo meteoritinė – iš meteorų, nukritusių ant žemės. Geležies amžius, žmonijos istorijos laikotarpis, prasidėjęs II tūkst. pr.m.e. pabaigoje, atradus geležį ir ėmus iš jos gaminti darbo įrankius irr ginklus.

Anksčiausiai žmonės pradėjo vartoti meteoritinę geležį. Iš jos gamintų papuošalų aptikta IV tūkst. pr. m. e. pradžios egiptiečių kapuose. XVIII –XIX a. geležinių daiktų turėjo babiloniečiai. Ilgą laiką geležis buvo retas ir brangus metalas; iš jos buvo gaminami prabangos daiktai. XII – IX a. 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. Pirmieji europiečiai, išmokę iš rūdos pasigaminti geležį, buuvo graikai ir kiti Egėjo pakrančių ir salų gyventojai.

Lietuvoje geležies amžius skirstomas į 4 laikotarpius: ankstyvąjį, senąjį, vidurinįjį, vėlyvąjį. Manoma, kad Lietuvoje geležies dirbiniai buvo vartojami nuo VI – V a. pr. m. e., tačiau iki mūsų eros pr. jų turėta nedaug. Geležiniai b

buvo peiliai, pjautuvėliai, kai kurie ginklai.

GELEŽIES ATOMINĖ SANDARA

G
eležies branduolio krūvis 26+. Elektronų išsidėstymas sluoksniuose: 2, 8, 14, 2. Atominė masė 56 (suapvalinta). Periodinėje sistemoje geležis yra ketvirtajame periode, aštuntoje grupėje.Geležies atomai išoriniame sluoksnyje turi du elektronus; likusieji geležies valentiniai elektronai yra priešpaskutiniame sluoksnyje. Geležies valentingumas cheminiuose junginiuose tik teigiamas, lygus 2, 3, didžiausias 6.

GELEŽIES RŪDA

G
eležies 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 jos oksidus anglimi aukštakrosnėse:

1.
Iš geležies rūdos lydomas ketus, plienas, ferolydiniai, gaminami dažai, jos dedamos į gręžinių tirpalus.Rūdų lydymosi temperatūrai sumažinti dedama 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 kiitų priemaišų. Ketus yra kietas, bet trapus. Iš jo gaminami stovai ir kiti liejiniai. Lietuvoje rasta limonito (balų rūdos), siderito, hematito, magnetito. Limonito yra pelkėse ir upių, tekančių pelkėtomis vietomis, šlaituose. Iš limonito senovėje buvo lydoma geležis. 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 Fe

e2O3*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 PAPLITIMAS

G
eležis gamtoje yra vienas plačiausiai paplitusių metalų, sudarantis 5.1% visos Žemės plutos masės. Elementinė geležis aptikta tik meteoritų liekanose. Aktyvumo eilėje ji stovi kairiau vandenilio, yra aktyvi, todėl gamtoje aptinkama rūdose.

2.

GELEŽIES JUNGINIAI IR JŲ PANAUDOJIMAS

G
eležis yra vidutinio aktyvumo metalas. Kambario temperatūroje geležis lėtai oksiduojasi, o įkaitinta sudega ir susidaro Fe2O3;

Kambario temperatūroje geležis su vandeniu nereaguoja. Tačiau pakaitinta apie 5000C ji skaido vandens garus:

Geležies junginiai su siera ir fosforu turi labai svarbią techninę reikšmę, nes šios priemaišos metaluose labai pablogina mechanines plienų ir kitų lydinių savybes.

Cheminiuose junginiuose geležis daugiausia yra dvivalentė ir trivalentė. Atitinkamai pavadinti ir jos junginiai.

Dvivalentės geležies junginiai:

FeO – juodos spalvos geležies monoksido milteliai;

Fe(OH)2 – baltos spalvos, ore akimirksniu besioksiduojąs ir įgaunąs pilkai žalią spalvą (2) hidroksidas;

FeCl2 – žalios spalvos geležies (2) chloridas;

FeSO4 – žalias geležies (2) sulfatas;

FeSO4*7H2O – geležies (2) sulfatas, kristalohidratas;

3.

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 palaipsniui ok

ksiduojasi į trivalentės geležies junginius. Geležies hidroksidai gaunami iš atitinkamų druskų tirpalų, veikiamų šarmų tirpalais:

Dvivalentės geležies druskos gaunamos tirpinant geležį praskiestuose rūgštyse. Iš dvivalentės geležies junginių plačiausiai vartojamas geležies sulfatas , arba žaliasis akmenėlis – šviesiai žali, vandenyje lengvai tirpstą kristalai. Ore geležies (II) sulfatas pamažu dūlėja ir kartu nuo paviršiaus oksidinasi, virsdamas gelsvai ruda bazine trivalentės geležies druska. Geležies sulfatas gaunamas tirpinant geležies atraižas 20 – 30 % – tinėje sieros rūgštyje:

taip pat kaip atlieka ,,ėsdinant” geležį sieros rūgštimi, prieš jos cinkavimą.Geležies sulfatas vartojamas rašalo ir dažų gamyboje, medienos impregnavimui, norint apsaugoti ją nuo puvimo, žemės ūkyje kovai su augalų kenkėjais. Iš trivalentės geležies junginių praktikoje dažniausiai vartojamas geležies chloridas, .

Jis vartojamas organinių dažų gamyboje, poligrafijoje ir dažymo pramonėje, medicinoje. Žinomi ir šešiavalenčiai geležies junginiai – feratai:
K2FeO4 – kalio feratas;
BaFeO4 – bario feratas;

GELEŽIES CHEMINĖS IR FIZINĖS SAVYBĖS

G
eležies cheminės savybės: geležis yra vidutinio cheminio aktyvumo metalas. Be drėgmės jis nereaguoja net su tokiais tipiškais nemetalais , kaip chloras, siera ir deguonis.
• Reaguoja su siera, susidarant FeS, Fe2S3 sulfidams, bei FeS2 – geležies polisulfidui (piritui).
• Sudega chlore .

4.
Kaitinama, ypač susmulkinta, geležis energingai jungiasi su daugeliu kitų elementų. Kaitinama ore geležis sudega ir sudaro geležies (2, 3) oksidą:

(arba ).

Aukštoje temperatūroje geležis skaido vandenį, išstumdama iš jo vandenilį:

.

Kambario temperatūroje drėgname ore geležis rūdija. Savo sudėtimi rūdys artimos ge

eležies hidroksidui, Fe(OH)3. Jos aptraukia metalo paviršių puriu akytu sluoksniu, neapsaugančiu gilesnių metalo sluoksnių nuo tolesnės oksidacijos.

Chemiškai gryna geležis beveik nerūdija. Geležis gerai tirpsta praskiestose druskos ir sieros rūgštyse, išstumdama iš jų vandenilį, susidaro dvivalentės geležies druskos. Koncentruota sieros rūgštis kambario temperatūroje geležies neveikia.

Geležis yra labai neatspari aplinkos poveikiui. Gryna geležis yra pilkas blizgantis minkštas metalas, labai neatsparus aplinkos povaikiui. Ji greitai rūdija ir virsta įvairios sudėties rūdimis – Fe2O3, (čia n<3).

Didžiausios įtakos tokiems kitimams turi deguonis ir kitos agresyvios medžiagos, esančios ore – vandens garai, anglies (IV) oksidas, H2S dujos ir kt.

Drėgname ore geležis reaguoja su deguonimi:geležis + deguonis + vanduo rūdys. Paprastai nei deguonis, nei vanduo geležies neveikia, tačiau esant
ankščiau aprašytoms sąlygoms geležis chemiškai yra – rūdija. Rūdijimą spartina vandenyje ištirpęs deguonis, druskos, o ypač rūgštys.Metalų korozija vadinamas savaiminis metalų irimas, vykstantis dėl metalų ir aplinkos cheminės bei elektrocheminės sąveikos. Dėl korozijos kasmet prarandama apie 10 – 20% pagamintos geležies. Gryni metalai, tarp jų ir geležis, 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.

5.
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 galima juos dažant, lakuojant, dengiant jų paviršių aktyvesnio metalo sluoksniu (dažniausiai cinku).

H2O O

Geležis turi ypatingą savybę įsimagnetinti, todėl geležinius daiktus nesunku atskirti nuo kitų metalinių daiktų. Medžiagos traukiančios geležį, yra nuolatiniai magnetai, nors jų magnetinės savybės išlieka tik tam tikrą laiką.

Geležies fizinės savybės: Geležies pogrupio metalai yra sidabriškai balsvi, 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.

6.

GELEŽIS ŽMOGAUS ORGANIZME

G
eležis – svarbiausias mūsų laikų metalas. Geležies lydiniams paplisti ir įsitvirtinti padėjo ne tik naudingos jos lydinių savybės, bet ir tai, kad geležies junginių Žemėje yra gana daug, ne itin sudėtingą ją gauti ir apdoroti.

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. viena geležies funkcija yra elektronų pernešimas oksidacijos – redukcijos procesuose (fermentuose – citochromuose – katalazėje), kita – deguonies pernešimas (hemoglobinė, mioglobinė ir kt.). daugiausia geležies yra kraujo hemoglobine.

Geležies atsargas organizme kaupia sudėtinis baltymas feritinas kepenyse, 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, kaip koloidinės geležies hidroksidas (hemosiderinas). Jis ardo kepenų ląsteles. Žmogaus organizmas negali gerai pašalinti geležies pertekliaus. (Valgyti hematogeną, nesergant mažakraujyste, kenksminga).

Geležies nedateklius organizme iššaukia mažakraujystę. Tuo atveju naudojami preparatai: geležies milteliai, tirpstantys skrandžio sultyse, kraujo kondensatas – hematogenas. Geležies įsisavinimą organizme skatina kobaltas per vitaminą B12, į kurio sudėtį jis įeina, (Žinotina, kad vitaminas B12 tampa neveiklus, naudojant kartu vitaminą C). žmogaus organizme yra apie 5 l kraujo.

NAUDOTA LITERATŪRA

1. ,,Chemija 9 kl.” 1998 m. R. Jasiūnienė, V. Valentinavičienė
2. ,,Bendroji chemija” N. L. Glinka
3. ,,Chemija” S. Vašiučenka
4. ,, Bendroji chemija” Ona Petroševičiūtė
5. ,,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.

Leave a Comment