37. СВОЙСТВА НА ЖЕЛЯЗОТО
Фиг. 1. Най- големият метеорит на Земята е открит в Намибия, Африка. Тежи 60 t и е наречен „Хоба“.

Желязото (Fe) е метал, известен на хората от древни времена. При археологически разкопки са намирани изделия от желязо (остриета за стрели, украшения за хора и животни), които са от около четвъртото хилядолетие преди новата ера. В тези изделия е използвано „метеоритно желязо“ – сплав от желязо и никел, от която се състоят метеоритите (фиг. 1). По тази причина в много легенди и древни литературни източници се споменава за небесния произход на желязото. Между второто и третото хилядолетие пр.Хр. в Месопотамия и в Древен Египет са изработени първите предмети, направени от претопено желязо (фиг. 2).

Фиг. 2. Чук, изработен от метеоритно желязо

РАЗПРОСТРАНЕНИЕ

Предполага се, че земното ядро е изградено предимно от сплав на металите желязо и никел. В земната кора желязото е четвърто по разпространение. По-голямата част от желязото в земната кора е във вид на руди – хематит (дижелезен триоксид), магнетит (трижелезен тетраоксид) и др. (фиг. 3).

Фиг. 3. Железни руди – хематит и магнетит
 

Установено е, че червеният цвят на планетата Марс се дължи на богатия на железни оксиди повърхностен слой.

ФИЗИЧНИ СВОЙСТВА

Таблица 1
Физични константи на желязото Стойности
Плътност (ρ), g/cm3 7,87
Температура на топене (tT ), °С 1538
Температура на кипене (tK ), °С 2750

ХИМИЧНИ СВОЙСТВА

Взаимодействие с прости вещества (неметали)

Фиг. 4. Чистото желязо е „лесна жертва“ на корозията. Около 10% от желязото, което се използва, всяка година се превръща в ръжда.
 

При стайна температура желязото не взаимодейства с прости вещества. В присъствие на влага обаче то реагира бавно с кислорода от въздуха и се образува ръжда – рохкаво, червено-кафяво вещество. Ръждата предизвиква разпадане на железните изделия (фиг. 4). Този процес се наблюдава и при някои други метали и е известен като корозия на металите. За да се предпазят от действието на влагата и кислорода, металите обикновено се боядисват, покриват се с други метали или се използват сплави, което подобрява издръжливостта им към външните условия.

В среда от чист кислород и при нагряване желязото изгаря бурно и се образува трижелезен тетраоксид.

желязо + кислород →нагряване→ трижелезен тетраоксид
3Fe + 2O2t→ Fe3O4

Взаимодействие с киселини

Освен с прости вещества при нагряване желязото реагира и с химични съединения.

Фиг. 5. Проверка на чистота на водород

Ако в епруветка се постави железен пирон и се залее с разредена сярна киселина или солна киселина, веднага започват да се отделят мехурчета от газа водород. Той може да се докаже, като към отвора на епруветката се поднесе запалена клечка кибрит – чува се лек пукот (фиг. 5). Другият продукт, който се получава също при тази реакция, остава в разтвора. Процесът може да бъде записан със следното химично уравнение:

желязо + солна киселина → железен дихлорид + водород
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

При нагряване желязото реагира с много прости вещества, а при стайна температура и с киселини.

НАЙ-ВАЖНОТО

ОПИШЕТЕ, ОБЯСНЕТЕ, ПРИЛОЖЕТЕ

  1. Опишете физичните свойства на желязото.
  2. Избройте по-важните химични свойства на желязото. Запишете химичното уравнение на взаимодействието му със сяра.
  3. Проучете в интернет и докладвайте следващия час пред класа по някоя от предложените по-долу теми:

И ОЩЕ...

Фиг. 6. Модел на молекулата на хемоглобина. В центъра ѝ се намира йонът на желязото.

Желязо има и в живите организми. В кръвта на човека и повечето животни се съдържа веществото хемоглобин, което свързва и пренася кислород от белите дробове до всички клетки. Хемоглобинът е сложна белтъчна молекула, в която има железен йон (фиг. 6).