Ciklus željeza u prirodi. Željezne bakterije. Vađenje i primjena željeza

Što je željezo, odakle dolazi i kako ga izvlače? Ovaj koristan metal ima mnoge primjene. Kemijski element igra važnu ulogu u svjetskoj industriji, a cirkulacija željeza u prirodi igra važnu ulogu u životu planeta.

Što je željezo?

Željezni je metalni element koji je vrlo kemijski reaktivan, osobito kada interakcionira s kisikom. Ovo je jedan od najčešćih elemenata na Zemlji iu svemiru. Atomi željeza sadrže 26 protona u njihovim jezgrama. Kemijski simbol - Fe (ferum) potječe od latinskog imena ferum. U svom čistom obliku, to je mekan i krhki metal, koji se pojačava nečistoćama. U kombinaciji s ugljikom proizvodi se čelik koji proizvodi više od 98% danas proizvedene željezne rude.

Svi atomi željeza u svemiru formirani su u jezgrama zvijezda u posljednjoj fazi fuzije, a potom su pušteni u svemir pomoću zvjezdanih eksplozija. Ovo je četvrti najveći element zemljane kore nakon silicija, kisika i aluminija. Što je željezo? To je najčešći element koji čini naš planet, iako je najveći dio mase mnogo niži od površine - u jezgri Zemlje. To je prisutan u gotovo svim stijenama kora i plašta kao kemijska komponenta stotina različitih minerala.

Željezna ruda

U čistom obliku, ovaj metal je rijedak. Neki meteoriti sadrže elementarno željezo. Ovaj element kemijski reagira s kisikom i vodom za proizvodnju minerala koji sadrže željezo. Svaki kamen koji sadrži dovoljnu količinu ovog metala, izvađen u ekonomske svrhe, zove se željezna ruda. Njegovi najčešći minerali su:

• željezni oksid (formula Fe₂O₃), koji nastaje pod utjecajem kisika;
• hidratiranog željeznog oksida koji nastaje kao rezultat reakcije u vodi.

Najvažnije željezne rude su minerali željeznog oksida, koji se nazivaju hematit i magnetit. Visoka koncentracija Fe ih čini najpoželjnijim u industriji. Izdvajanje željeza obavlja se na najvećim naslagama rude. Najčešće su to formacije, koje su stare sedimentne stijene. Sadrže slojeve minerala željeznog oksida (formula Fe₂O₃) do nekoliko centimetara debljine.

Gdje mogu naći željezo?

Na sobnoj temperaturi, to je krutina. To je sjajni sivi metal koji se tijekom vremena pretvara u vlažan zrak. Kombinira se s mnogim drugim metalima kako bi se oblikovale legure. Područja primjene željeza su vrlo opsežne. Kada se kombinira s ugljikom, dobiva se čelik. Također se može kombinirati s drugim metalima, kao što su nikal, krom i volfram. Ove legure su vrlo izdržljive i mogu se koristiti za izradu mostova i zgrada.

Željezo je vrlo drevni element koji se dugo koristi na Zemlji. Predmeti iz njega pronađeni su čak i u drevnom Egiptu. Bilo je čak cijelo vrijeme (1200.-500. Pr.Kr.), nazvane u njegovu čast, Željezno doba, kada je upotrijebljena za izradu oružja i oružja. Da biste pronašli ovaj koristan metal, morate ga pogledati duboko ispod zemlje. Otkriveno je i u zemljinoj korahu iu jezgri Zemlje. Na Zemlji ima više željeza od bilo kojeg drugog metala. Ovaj predmet može naći na drugim planetima, uključujući i Jupitera i Saturna jezgre, kao i prašnjavi crveni površini Marsa (u vezi s tim i to je bio pozvan Crveni planet).

Zemlja cirkulacija željeza u prirodi

Željezo (Fe) slijedi geokemijski ciklus, kao i mnoge druge hranjive tvari. Obično se oslobađa u tlo ili oceana zbog vremenskih utjecaja stijena ili vulkanskih erupcija. U zemaljskom ekosustavu biljke najprije apsorbiraju željezo kroz korijenje iz tla. Ovo je izuzetno važna hranjiva tvar koja se kreće između živih organizama i geosfere.

Željezni je važan limitirajući nutrijent za biljke koje ga koriste za proizvodnju klorofila. Fotosinteza ovisi o adekvatnoj opskrbi metalom. Biljke ga asimiliraju od tla do korijena. Životinje konzumiraju biljke i koriste ih za proizvodnju hemoglobina. Kad umru, raspadaju se i bakterije vraćaju metal u tlo.

Morski ciklus željeza

Morska cirkulacija željeza u prirodi vrlo je slična zemaljskom ciklusu. Taj se proces javlja zbog vitalne aktivnosti određenih mikroorganizama koji oksidiraju metal u hidroksid i dobivaju ugljik iz ugljičnog dioksida. Iron bakterija u rijeku, more ili bilo koje drugo tijelo od ekstrakta voda energije za svog životnog ciklusa, a nakon njegova završetka, oni akumuliraju u tlu u obliku bog rude.

Uloga željeza u oceanskim ekosustavima također je značajna. Glavni proizvođači koji apsorbiraju ovaj metal su obično fitoplanktoni ili cijanobakterije. Zatim, potrošači apsorbiraju željezo kada jedu ove bakterije. Ciklus željeza u prirodi je iznimno složen proces. To ovisi o nizu istovremenih čimbenika: kemijskih reakcija, vrsta staništa i skupina mikroba. Sve to povezuje ga s drugim, ne manje važnim biogeokemijskim ciklusima Zemlje.

Opće značajke

Željezo u obliku različitih kombiniranih ruda je jedan od najčešćih elemenata koji čine oko 5% zemljinog kora. Glavni minerali su željezni oksidi i sulfidi-(hematit, magnetit, Getit, pirit, marcasite). Ovaj metal također je prisutan u meteorita, na drugim planetima i na suncu. Željezo se nalazi u morskoj i slatkoj vodi.

Zanimljive činjenice

Evo nekoliko zanimljivih činjenica o ovom naizgled jednostavnom kemijskom elementu:

• Željezo je najvažniji građevni blok za prehranu biljaka, koji pomaže u transportu kisika u krvi i time podržava život na Zemlji.
• Ovo je krhka krutina, klasificirana kao metal u skupini 8 u periodičnoj tablici elemenata. Ona u čistom obliku brzo korodi od izlaganja vlažnom zraku i visokim temperaturama.
• Ovo je četvrti najčešći element zemljane kore po težini, a najveći dio jezgre Zemlje vjeruje se da se sastoji od željeza.
• Većina se koristi za proizvodnja čelika - legura željeza i ugljika, koja se, pak, koristi u proizvodnji i konstrukciji, na primjer, za proizvodnju armiranog betona.
• Nehrđajući čelik, koji sadrži najmanje 10,5% kroma, ima veliku otpornost na koroziju. Koristi se u kuhinjskim priborom i posuđem, kao što su posude od nehrđajućeg čelika.
• Dodavanje ostalih elemenata može pružiti nova korisna svojstva čeliku. Na primjer, nikal povećava izdržljivost legure i čini ga otpornijom na toplinu i kiseline.

Kratke informacije o elementu Fe

• Broj protona u jezgri: 26.
• Atomski simbol: Fe.
• Prosječna masa atoma je 55.845 g / mol.
• Gustoća: 7.874 grama po kubičnom centimetru.
• Faza pri sobnoj temperaturi: krutina.
• Talište: 1538 ⁰C.
• Točka vrenja: 2861 ⁰C.
• Broj izotopa: 33.
• Stabilni izotopi: 4.

Glavne aplikacije

Željezo se koristi u mnogim sektorima, kao što su elektronika, proizvodnja, automobilska i građevinska. Ispod su područja primjene željeza:

• Kao primarna komponenta željezni metali, legura i čelik.
• Alloy pomoću ugljika, nikla, kroma i raznih drugih elemenata za proizvodnju lijevanog željeza ili čelika.
• U magnete.
• U gotovim metalnim proizvodima.
• U industrijskoj opremi.
• U transportnoj opremi.
• U instrumentima.
• U igračkama i sportskim proizvodima.

Željezo čini 5% zemljinog kora i jedan je od najčešćih i najčešće korištenih metala. Ovaj element se također nalazi u mesu, krumpiru i povrću te je važan za životinje i ljude. Ovo je sastavni dio hemoglobina. Metal je sivkasto izgledan i vrlo plitak i kovitljiv. Jednostavno se otapa u razrijeđenim kiselinama i kemijski je aktivan. Glavna područja proizvodnje željeza su Kina, Australija, Brazil, Rusija i Ukrajina.