Geležis

TURINYS

ĮVADAS 2

GELEŽIES VIETA PERIODINĖJE ELEMENTŲ LENTELĖJE 3

IŠ GELEŽIES ISTORIJOS 4

GELEŽIES ATOMINĖ SANDARA 4

GELEŽIES RŪDA 4

PAGRINDINĖS GELEŽIES RŪDOS 5

GELEŽIES PAPLITIMAS 5

GELEŽIES JUNGINIAI IR JŲ PANAUDOJIMAS 6

GELEŽIES CHEMINĖS IR FIZINĖS SAVYBĖS 7

GELEŽIS ŽMOGAUS ORGANIZME 10

KRYŽIAŽODIS 11

LITERATŪRA 12ĮVADAS

Geležis – cheminis periodinės elementų lentelės elementas, žymimas Fe

(lot. ferrum), sidabriškai pilkas, blizgus metalas. Tai pats gausiausias

metalas ir manoma, kad 10 – tas pagal gausumą elementas Visatoje. Geležis –

didžiausią Žemės dalį pagal masę sudarantis elementas (34,6 proc.), taip

pat sudaro 4,65 proc. Žemės plutos masės. Manoma, kad didelė geležies

koncentracija 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 pat

išnagrinėti geležies chemines ir fizikines savybes bei sužinoti apie geležį

žmogaus organizme.GELEŽIES VIETA PERIODINĖJE ELEMENTŲ LENTELĖJE

IŠ GELEŽIES ISTORIJOS

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 ir 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, buvo 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 buvo peiliai, pjautuvėliai, kai kurie ginklai. GELEŽIES ATOMINĖ SANDARA

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 eelektronus; likusieji geležies valentiniai elektronai

yra priešpaskutiniame sluoksnyje. Geležies valentingumas cheminiuose

junginiuose tik teigiamas, lygus 2, 3, didžiausias 6. GELEŽIES RŪDA

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:

[pic]

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 kitų 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 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 PAPLITIMAS

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. GELEŽIES JUNGINIAI IR JŲ PANAUDOJIMAS

eležis yra vidutinio aktyvumo metalas. Kambario temperatūroje ggeležis lėtai

oksiduojasi, o įkaitinta sudega ir susidaro Fe2O3;

[pic]

Kambario temperatūroje geležis su vandeniu nereaguoja. Tačiau

pakaitinta apie 5000C ji skaido vandens garus:

[pic]

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;

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

oksiduojasi į trivalentės geležies junginius. Geležies hidroksidai gaunami

iš atitinkamų druskų tirpalų, veikiamų šarmų tirpalais:

[pic]

Dvivalentės geležies druskos gaunamos tirpinant geležį praskiestuose

rūgštyse. Iš dvivalentės geležies junginių plačiausiai vartojamas geležies

sulfatas [pic], 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:

[pic]

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, [pic].

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

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 [pic] .

Kaitinama, ypač susmulkinta, geležis energingai jungiasi su daugeliu

kitų elementų. Kaitinama ore geležis sudega ir sudaro geležies (2, 3)

oksidą:

[pic] (arba [pic]).

Aukštoje temperatūroje geležis skaido vandenį, išstumdama iš jo

vandenilį:

[pic].

Kambario temperatūroje drėgname ore geležis rūdija. Savo sudėtimi

rūdys artimos geležies 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, [pic] (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.

2. Vietinė korozija.

a) Dėmėtąją koroziją (nedidelės korozijos dėmės atskirose paviršiaus

vietose;

b) ŽŽidininę 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 ggniuždymo 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 atski.rti 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. GELEŽIS ŽMOGAUS ORGANIZME

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 yyra 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. 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)

FeS2 – geležies polisulfido. (PIRITAS)

9. Šešiavalenčiai geležies junginiai – (feratai)

10. Savaiminis metalų irimas, vykstantis dėl metalų ir aplinkos cheminės

bei elektrocheminės sąveikos.(KOROZIJA) 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.

———————–

[pic]