Как отличить железо от других металлов


В чем разница между железом и металлом

Это вещество. Характеризуется:

  • Электропроводностью.
  • Теплопроводностью.
  • Блеском.
  • Определённой твёрдостью.
  • Температурой плавления.
  • Плотностью.
  • Ковкостью.
  • Пластичностью.

Таких материалов много: медь, алюминий, свинец, цинк, а также многие другие. Все они имеют черты сходства. Обладают теплопроводностью, электропроводностью, металлическим блеском. Остальные характеристики различаются.

Что такое железо

Это химический элемент периодической системы. Ему присвоен порядковый номер 26. По отношению к другим элементам ведёт себя как восстановитель. Образует прост

Как отличить обычные металлы

1) Распознавать металлы по цвету

Большинство металлов имеют серый цвет с трудноразличимыми оттенками. отличать.
Однако есть два металла, которые имеют характерный цвет:
- золото (желтый)
- медь (оранжево-красный)

2) Поведение металла в присутствии магнита

Магнит, расположенный рядом с несколькими металлами, притягивает только железо
Таким образом, магнитный тест может обнаружить железо среди других металлов.

Комментарии:
- В центре переработки железо можно отделить от других металлов. с помощью магнитов.
- Магнит также может притягивать сплав, содержащий железо, например сталь или чугун.
______________________________________


______________________________________

3) Плотность металлов

Плотность твердого тела или жидкости можно рассчитать с помощью следующих соотношение:
d = m
V
Где d - плотность (без единицы), m - масса (в килограммах), V - объем (в литрах или кубических дециметрах)

Каждый чистый Металл имеет свою плотность, поэтому его можно использовать для его идентификации.
Пример: плотность объекта из чистого алюминия всегда составляет 2,7 независимо от его размер и его форма. Кроме того, если плотность неизвестного металла составляет 2,7, то этот металл является чистым алюминием.

Плотность обычные металлы:
Алюминий: d = 2,7
Цинк: d = 7,1
железо: d = 7,3
Медь: d = 8,9
Серебро: d = 10,5
Или: d = 19,2
______________________________________

.

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Эта статья о железе и металле. Для инструмента, называемого утюгом, см. Глажение.

Железо - это химический элемент и металл. Это самый распространенный химический элемент на Земле (по массе) и наиболее широко используемый металл. Он составляет большую часть ядра Земли и является четвертым по распространенности элементом земной коры.

Металл используется очень часто, потому что он прочный и дешевый.Железо - основной ингредиент, используемый для производства стали. Необработанное железо магнитно (притягивается к магнитам), а составной магнетит - постоянно магнитный.

В некоторых регионах железо использовалось около 1200 г. до н. Э. Это событие считается переходом от бронзового века к железному веку.

Физические свойства [изменить | изменить источник]

Железо - серый серебристый металл. Он магнитный, хотя разные аллотропы железа обладают разными магнитными свойствами. Железо легко найти, добыть и выплавить, поэтому оно так полезно.Чистое железо мягкое и очень пластичное.

Химические свойства [изменить | изменить источник]

Железо реактивно. Он реагирует с большинством кислот, например с серной кислотой. При реакции с серной кислотой образует сульфат железа. Эта реакция с серной кислотой используется для очистки металла.

Железо реагирует с воздухом и водой с образованием ржавчины. Когда ржавчина отслаивается, обнажается больше железа, позволяя ржаветь большему количеству железа. В конце концов, вся железка заржавела. Другие металлы, такие как алюминий, не ржавеют.Железо можно легировать хромом, чтобы получить нержавеющую сталь, которая в большинстве случаев не ржавеет.

Порошок железа может реагировать с серой с образованием сульфида железа (II), твердого черного твердого вещества. Железо также реагирует с галогенами с образованием галогенидов железа (III), таких как хлорид железа (III). Железо реагирует с галогеноводородными кислотами с образованием галогенидов железа (II), таких как хлорид железа (II).

Химические соединения [изменить | изменить источник]

Железо образует химические соединения с другими элементами. Обычно другой элемент окисляет железо.Иногда берутся два электрона, а иногда три. Соединения, в которых у железа есть два электрона, называются соединениями железа. Соединения, в которых у железа есть три электрона, называются соединениями трехвалентного железа. Соединения двухвалентного железа содержат железо в степени окисления +2. В соединениях трехвалентного железа железо находится в степени окисления +3. Соединения железа могут быть черными, коричневыми, желтыми, зелеными или пурпурными.

Соединения железа являются слабыми восстановителями. Многие из них зеленые или синие. Наиболее распространенное соединение двухвалентного железа - это сульфат железа.

Соединения железа являются окислителями. Многие из них коричневые. Наиболее распространенное соединение железа - оксид железа, тоже самое, что ржавчина. Одна из причин, по которой железо ржавеет, заключается в том, что оксид железа является окислителем. Он окисляет железо, ржавея даже под покраской. Поэтому при небольшой царапине на краске все это может заржаветь.

Соединения железа (II) [изменить | изменить источник]

Соединения в степени окисления +2 являются слабыми восстановителями. Обычно они светлые.Они реагируют с кислородом воздуха. Они также известны как соединения железа.

  • Сульфид железа (II), блестящее химическое вещество, которое реагирует с кислотами с выделением сероводорода, обнаружено в земле
  • Сульфат железа (II), сине-зеленый кристаллический химикат, получаемый в результате реакции серной кислоты со сталью, используемый для уменьшения содержания ядов, таких как хромат, в бетоне
  • Хлорид железа (II), бледно-зеленый кристаллический химикат, полученный в результате реакции соляной кислоты со сталью
  • Гидроксид железа (II), темно-зеленый порошок, полученный электролизом воды железным анодом, вступает в реакцию с кислородом и становится коричневым.
  • Оксид железа (II), черный, легковоспламеняющийся, редкий
Смешанная степень окисления [изменить | изменить источник]

Эти соединения редки; только один общий.Они находятся в земле.

Соединения железа (III) [изменить | изменить источник]

Соединения в степени окисления +3 обычно коричневые. Они окислители. Они едкие. Они также известны как соединения трехвалентного железа.

  • Оксид железа (III), ржавчина, красно-коричневый, растворяется в кислоте
  • Хлорид железа (III), ядовитый и едкий, растворяется в воде с образованием темно-коричневого кислого раствора. Получается в результате реакции железа с соляной кислотой и окислителем
  • Нитрат железа (III), светло-фиолетовый, коррозионно-активный, используемый при травлении
  • Сульфат железа (III), редко, светло-коричневый, растворяется в воде.Производится в результате реакции железа с серной кислотой и окислителем.

Во Вселенной много железа, потому что это конечная точка ядерных реакций в больших звездах. Это последний элемент, который должен быть произведен до того, как взрыв сверхновой звезды выбросит железо в космос.

Металл - главный ингредиент ядра Земли. На поверхности он находится в виде соединения железа или трехвалентного железа. Некоторые метеориты содержат железо в виде редких минералов. Обычно железо находится в земле в виде гематитовой руды, большая часть которой была произведена во время Великого события оксигенации.Железо можно извлечь из руды в доменной печи. Некоторое количество железа встречается в виде магнетита.

В мясе есть соединения железа. Железо является важной частью гемоглобина красных кровяных телец.

Чугун производится на крупных заводах , , путем восстановления гематита углеродом (коксом). Это происходит в больших контейнерах, называемых доменными печами. Доменная печь заполнена железной рудой, коксом и известняком. Подается очень горячий поток воздуха, который вызывает возгорание кокса.Сильная жара заставляет углерод реагировать с железной рудой, забирая кислород из оксидов железа и образуя диоксид углерода. Двуокись углерода представляет собой газ, и он выходит из смеси. В утюг попал песок. Известняк, состоящий из карбоната кальция, превращается в оксид кальция и диоксид углерода, когда известняк очень горячий. Оксид кальция вступает в реакцию с песком, образуя жидкость, называемую шлаком. Шлак сливается, остается только чугун. В результате реакции в доменной печи останется чистое жидкое железо, где ему можно будет придать форму и закалить после охлаждения.Почти все металлургические заводы сегодня являются частью сталелитейных заводов, и почти весь чугун превращается в сталь.

Есть много способов работать с железом. Железо можно закалить, нагревая кусок металла и окропляя его холодной водой. Его можно смягчить, нагревая и давая ему медленно остыть. Его также можно штамповать с помощью тяжелого пресса. Его можно натянуть на провода. Из него можно прокатать листовой металл.

В Соединенных Штатах большая часть железа была извлечена из земли в Миннесоте, а затем отправлена ​​на корабле в Индиану и Мичиган, где из него превратилась сталь.

Как металл [изменить | изменить источник]

Железо используется больше, чем любой другой металл. Это прочно и дешево. Из него делают здания, мосты, гвозди, шурупы, трубы, фермы и башни.

Железо не очень реактивно, поэтому его легко и дешево извлечь из руды. После превращения в сталь он очень прочен и используется для армирования бетона.

Есть разные виды утюгов. Чугун - это чугун, производимый способом, описанным выше в статье. Он твердый и хрупкий.Он используется для изготовления таких вещей, как крышки ливневых стоков, крышки люков и блоки двигателя (основная часть двигателя).

Сталь - наиболее распространенная форма железа. Стали бывают нескольких видов. Мягкая сталь - это сталь с низким содержанием углерода. Он мягкий и легко сгибается, но не трескается. Используется для гвоздей и проволоки. Углеродистая сталь тверже, но более хрупкая. Используется в инструментах.

Есть и другие марки стали. Нержавеющая сталь из-за содержания хрома устойчива к ржавчине, а никель-железные сплавы могут оставаться прочными при высоких температурах.Другие стали могут быть очень твердыми, в зависимости от добавленных сплавов.

Кованое железо легко формуется и используется для изготовления заборов и цепей.

Очень чистое железо мягкое и может легко ржаветь (окисляться). Он также довольно реактивный.

Как соединения [изменить | изменить источник]

Соединения железа используются для нескольких целей. Хлорид железа (II) используется для очистки воды. Также используется хлорид железа (III). Сульфат железа (II) используется для восстановления хроматов в цементе. Некоторые соединения железа используются в витаминах.

Дефицит железа - это самый распространенный дефицит питания в мире. [1] [2] [3]

Нашему телу необходимо железо, чтобы помочь кислороду добраться до наших мышц, потому что оно лежит в основе некоторых важных макромолекул нашего тела, таких как гемоглобин, которые заставляют его работать. лучше. Во многие крупы добавлено железо (элемент , металл, , железо). [4] [5] Добавляется в крупы в виде крошечных металлических опилок. Иногда даже можно увидеть осколки, если взять очень сильный магнит и положить его в коробку.Магнит будет притягивать эти железки. Эти маленькие металлические стружки не вредны для нашего организма. [6]

Железо наиболее доступно для организма при добавлении к аминокислотам - железо в этой форме усваивается в десять-пятнадцать раз лучше, чем в качестве элемента. [7] Железо также содержится в мясе, например в стейке. Железо, содержащееся в пищевых добавках, находится в форме химического вещества, такого как сульфат железа (II), который дешев и хорошо усваивается. Организм не потребляет больше железа, чем ему нужно, и обычно ему нужно очень мало.Железо в красных кровяных тельцах перерабатывается системой, разрушающей старые клетки. Потеря крови в результате травмы или заражения паразитами может быть более серьезной. [8]

Железо токсично при попадании в организм большого количества. Когда принимается слишком много таблеток железа, люди (особенно дети) заболевают. Кроме того, существует генетическое заболевание, которое нарушает регуляцию уровня железа в организме.

Есть химические вещества, связывающиеся с железом, которые могут прописать врачи.

  1. Центры по контролю и профилактике заболеваний (2002).«Дефицит железа - США, 1999–2000». MMWR . 51 : 897–9.
  2. Hider, Robert C .; Конг, Сяоле (2013). «Глава 8. Железо: эффект перегрузки и дефицита». В Астрид Сигель, Гельмут Сигель и Роланд К. О. Сигель (ред.). Взаимосвязь между ионами эссенциальных металлов и болезнями человека . Ионы металлов в науках о жизни. 13 . Springer. С. 229–294. DOI: 10.1007 / 978-94-007-7500-8_8.
  3. Длоуи, Эдриенн К.; Ауттен, Кэрин Э. (2013). «Глава 8.4 Поглощение, транспортировка и хранение железа». В Banci, Лючия (ред.) (Ред.). Металломика и клетка . Ионы металлов в науках о жизни. 12 . Springer. DOI: 10.1007 / 978-94-007-5561-1_8. ISBN 978-94-007-5560-4 . CS1 maint: дополнительный текст: список редакторов (ссылка) электронная книга ISBN 978-94-007-5561-1 ISSN 1559-0836 электронная ISSN 1868-0402
  4. «Проверка прочности железа в зерновых». Министерство сельского хозяйства США.Проверено 29 января 2010.
  5. ↑ Адамс, Сесил. Возвращение прямого наркотика . Нью-Йорк: Ballantine Books, 1994
  6. ↑ Фелтон, Брюс. Единственный в своем роде . Нью-Йорк: Уильям Морроу и компания, 1992.
  7. Пинеда О., Эшмид HD (2001). «Эффективность лечения железодефицитной анемии у младенцев и детей раннего возраста с хелатом бис-глицината железа». Питание . 17 (5): 381–4. DOI: 10.1016 / S0899-9007 (01) 00519-6. PMID 11377130.
  8. ↑ Эндрюс Н.С. 2000. Нарушения обмена железа. Медицинский журнал Новой Англии . Соответствующая переписка, опубликована в NEJM 342 : 1293-1294.
.

9.2: Металлы и неметаллы и их ионы

За исключением водорода, все элементы, которые образуют положительные ионы, теряя электроны во время химических реакций, называются металлами. Таким образом, металлы являются электроположительными элементами с относительно низкими энергиями ионизации. Они характеризуются ярким блеском, твердостью, способностью резонировать со звуком и отлично проводят тепло и электричество. В нормальных условиях металлы являются твердыми телами, за исключением ртути.

Физические свойства металлов

Металлы блестящие, пластичные, пластичные, хорошо проводят тепло и электричество.Другие свойства включают:

  • Состояние : Металлы представляют собой твердые вещества при комнатной температуре, за исключением ртути, которая находится в жидком состоянии при комнатной температуре (в жаркие дни галлий находится в жидком состоянии).
  • Блеск : Металлы обладают свойством отражать свет от своей поверхности и могут быть отполированы, например, золотом, серебром и медью.
  • Ковкость: Металлы обладают способностью противостоять ударам молотком и могут быть превращены в тонкие листы, известные как фольга.Например, кусок золота размером с кубик сахара можно растолочь в тонкий лист, которым будет покрыто футбольное поле.
  • Пластичность: Металлы можно втягивать в проволоку. Например, из 100 г серебра можно натянуть тонкую проволоку длиной около 200 метров.
  • Твердость: Все металлы твердые, кроме натрия и калия, которые мягкие и поддаются резке ножом.
  • Валентность: Металлы обычно имеют от 1 до 3 электронов на внешней оболочке их атомов.
  • Проводимость : Металлы являются хорошими проводниками, потому что у них есть свободные электроны. Серебро и медь - два лучших проводника тепла и электричества. Свинец - самый плохой проводник тепла. Висмут, ртуть и железо также являются плохими проводниками
  • Плотность : Металлы имеют высокую плотность и очень тяжелые. Иридий и осмий имеют самую высокую плотность, а литий - самую низкую.
  • Точки плавления и кипения : Металлы имеют высокие температуры плавления и кипения.Вольфрам имеет самые высокие температуры плавления и кипения, а ртуть - самые низкие. Натрий и калий также имеют низкие температуры плавления.

Химические свойства металлов

Металлы - это электроположительные элементы, которые обычно образуют основных или амфотерных оксидов с кислородом. Другие химические свойства включают:

  • Электроположительный характер : Металлы имеют тенденцию к низкой энергии ионизации, а обычно теряют электроны (т.е.е. окисляются ) когда они вступают в химические реакции реакции Обычно они не принимают электроны. Например:
    • Щелочные металлы всегда 1 + (теряют электрон в s подоболочке)
    • Щелочноземельные металлы всегда 2 + (теряют оба электрона в s подоболочке)
    • Ионы переходных металлов не следуют очевидной схеме, 2 + является обычным (теряют оба электрона в подоболочке s ), а также наблюдаются 1 + и 3 +

\ [\ ce {Na ^ 0 \ rightarrow Na ^ + + e ^ {-}} \ label {1.{-}} \ label {1.3} \ nonumber \]

Соединения металлов с неметаллами имеют тенденцию быть ионными по природе. Большинство оксидов металлов являются основными оксидами и растворяются в воде с образованием гидроксидов металлов :

\ [\ ce {Na2O (s) + h3O (l) \ rightarrow 2NaOH (aq)} \ label {1.4} \ nonumber \]

\ [\ ce {CaO (s) + h3O (l) \ rightarrow Ca (OH) 2 (aq)} \ label {1.5} \ nonumber \]

Оксиды металлов проявляют свою химическую природу основную , реагируя с кислотами с образованием солей металла и воды:

\ [\ ce {MgO (s) + HCl (водный) \ rightarrow MgCl2 (водный) + h3O (l)} \ label {1.{2 -} \), следовательно, \ (Al_2O_3 \).

Пример \ (\ PageIndex {2} \)

Вы ожидаете, что он будет твердым, жидким или газообразным при комнатной температуре?

Решения

Оксиды металлов обычно твердые при комнатной температуре

Пример \ (\ PageIndex {3} \)

Напишите вычисленное химическое уравнение реакции оксида алюминия с азотной кислотой:

Решение

Оксид металла + кислота -> соль + вода

\ [\ ce {Al2O3 (s) + 6HNO3 (водный) \ rightarrow 2Al (NO3) 3 (водный) + 3h3O (l)} \ nonumber \]

.

Металлы

Металлы

Металлы составляют около двух третей всех элементов и около 24% массы планеты. Металлы обладают полезными свойствами, включая прочность, пластичность, высокие температуры плавления, термическую и электрическую проводимость и ударную вязкость. Из таблицы Менделеева видно, что большое количество элементов классифицируется как металл. Ниже представлены некоторые из распространенных металлов и их типичное использование.

Обычные металлические материалы

  • Железо / Сталь - Стальные сплавы используются для приложений, критических по прочности
  • Алюминий - Алюминий и его сплавы используются, потому что их легко формировать, они легко доступны, недороги и пригодны для вторичной переработки.
  • Медь - Медь и медные сплавы обладают рядом свойств, которые делают их полезными, включая высокую электрическую и теплопроводность, высокую пластичность и хорошую коррозионную стойкость.
  • Титан - Титановые сплавы используются для обеспечения прочности при более высоких температурах (~ 1000 ° F), когда вес компонента является проблемой или когда требуется хорошая коррозионная стойкость. Никель
  • - Никелевые сплавы используются при еще более высоких температурах (~ 1500-2000 ° F) или когда требуется хорошая коррозионная стойкость.
  • Огнеупорные материалы используются при самых высоких температурах (> 2000 ° F).

Ключевой особенностью, которая отличает металлы от неметаллов, является их связь. В металлических материалах есть свободные электроны, которые могут легко перемещаться от одного атома к другому. Существование этих свободных электронов имеет ряд серьезных последствий для свойств металлических материалов. Например, металлические материалы имеют тенденцию быть хорошими электрическими проводниками, потому что свободные электроны могут свободно перемещаться внутри металла.Подробнее о структуре металлов мы поговорим позже.

.

Смотрите также