Co je železo, odkud pochází a jak se těží? Tento užitečný kov má mnoho aplikací. Chemický prvek hraje důležitou roli ve světovém průmyslu a koloběh železa v přírodě je důležitý pro život na planetě.
Co je železo?
Železo je kovový prvek, který je vysoce chemicky reaktivní, zvláště když interaguje s kyslíkem. Je to jeden z nejběžnějších prvků na Zemi i ve vesmíru. Atomy železa obsahují ve svých jádrech 26 protonů. Chemický symbol - Fe (ferum) pochází z jeho latinského názvu ferum. Ve své čisté podobě je to měkký a křehký kov, který je zpevněn nečistotami. V kombinaci s uhlíkem se vyrábí ocel, která využívá více než 98 % dnes těžené železné rudy.
Všechny atomy železa ve vesmíru byly vytvořeny v jádrech hvězd během závěrečných fází fúze a poté uvolněny do vesmíru při hvězdných explozích. Je čtvrtý největšíprvek v zemské kůře po křemíku, kyslíku a hliníku. co je železo? Je to nejběžnější prvek, který tvoří naši planetu, i když většina z jeho hmotnosti se nachází hodně pod povrchem – v zemském jádru. Je přítomen téměř ve všech horninách kůry a pláště jako chemická složka stovek různých minerálů.
Železná ruda
Tento kov je ve své čisté formě vzácný. Některé meteority obsahují elementární železo. Tento prvek chemicky reaguje s kyslíkem a vodou za vzniku minerálů obsahujících železo. Jakýkoli kámen, který obsahuje dostatek tohoto kovu, aby mohl být těžen pro hospodářské účely, se nazývá železná ruda. Jeho nejběžnější minerály jsou:
- oxid železa (vzorec Fe2O3), který vzniká působením kyslíku;
- hydratovaný oxid železitý, který vzniká reakcí ve vodě.
Nejdůležitějšími železnými rudami jsou minerály oxidů železa zvané hematit a magnetit. Vysoká koncentrace Fe je činí nejpreferovanějšími v průmyslu. Na největších ložiskách rud se těží železo. Nejčastěji se jedná o útvary, které jsou starověkými sedimentárními horninami. Obsahují vrstvy minerálů oxidu železa (vzorec Fe2O3) o tloušťce až několika centimetrů.
Kde najdu železo?
Při pokojové teplotě anopevný. Je to lesklý šedý kov, který při vystavení vlhkému vzduchu časem rezaví. Slučuje se s mnoha dalšími kovy za vzniku slitin. Rozsah železa je poměrně rozsáhlý. Když se spojí s uhlíkem, stane se ocelí. Může být také kombinován s jinými kovy, jako je nikl, chrom a wolfram. Tyto slitiny jsou velmi pevné a lze je použít k výrobě mostů a budov.
Železo je velmi starý prvek, který se na Zemi používá již dlouhou dobu. Předměty z ní byly nalezeny ve starověkém Egyptě. Dokonce bylo po něm pojmenováno celé časové období (1200-500 př. n. l.) - doba železná, kdy se z něj vyráběly nástroje a zbraně. Abyste našli tento užitečný kov, musíte ho hledat hluboko pod zemí. Nachází se jak v zemské kůře, tak v zemském jádru. Na Zemi je více železa než jakéhokoli jiného kovu. Tento prvek lze nalézt i na jiných planetách, včetně jádra Jupiteru a Saturnu, stejně jako na červeném prašném povrchu Marsu (proto se mu říkalo Rudá planeta).
Terestický cyklus železa v přírodě
Železo (Fe) sleduje geochemický cyklus, stejně jako mnoho jiných živin. Obvykle se uvolňuje do půdy nebo oceánu zvětráváním hornin nebo sopečnými erupcemi. V suchozemském ekosystému rostliny nejprve absorbují železo svými kořeny z půdy. Je to extrémně důležitá živina, která se pohybuje mezi živými organismy a geosférou.
Železoje důležitou limitující živinou pro rostliny, které ji využívají k produkci chlorofylu. Fotosyntéza závisí na dostatečném přísunu tohoto kovu. Rostliny jej asimilují z půdy do kořenů. Zvířata rostlinu konzumují a využívají ji k produkci hemoglobinu. Když zemřou, rozloží se a bakterie vrátí kov do půdy.
Mořský cyklus železa
Mořský cyklus železa v přírodě je velmi podobný zemskému cyklu. K tomuto procesu dochází v důsledku životně důležité aktivity určitých mikroorganismů, které oxidují kov na hydroxid a získávají uhlík z oxidu uhličitého. Železné bakterie v řece, moři nebo jakékoli jiné vodní ploše získávají energii pro svůj životní cyklus a po jeho skončení se usazují v půdě ve formě bažinné rudy.
Úloha železa v oceánských ekosystémech je rovněž významná. Hlavními producenty, kteří tento kov pohlcují, jsou obvykle fytoplankton nebo sinice. Železo je pak absorbováno spotřebiteli, když tyto bakterie sní. Koloběh železa v přírodě je nesmírně složitý proces. Závisí na mnoha doprovodných faktorech: chemických reakcích, typech biotopů a skupinách mikrobů. To vše ji spojuje s dalšími stejně důležitými biogeochemickými cykly Země.
Obecné vlastnosti
Železo ve formě různých kombinovaných rud je jedním z nejběžnějších prvků, které tvoří asi 5 % zemské kůry. Nejdůležitějšími minerály obsahujícími železo jsouoxidy a sulfidy (hematit, magnetit, goethit, pyrit, markazit). Tento kov je také přítomen v meteoritech, na jiných planetách a na slunci. Železo se nachází v mořské i sladké vodě.
Zajímavá fakta
Zde jsou některá zajímavá fakta o tomto zdánlivě jednoduchém chemickém prvku:
- Železo je základním stavebním kamenem pro výživu rostlin a pomáhá přenášet kyslík v krvi, čímž podporuje život na Zemi.
- Je to křehká pevná látka, klasifikovaná jako kov ve skupině 8 periodické tabulky prvků. Ve své čisté formě rychle koroduje vystavením vlhkému vzduchu a vysokým teplotám.
- Je to čtvrtý nejrozšířenější prvek v zemské kůře podle hmotnosti a většina zemského jádra je považována za železo.
- Většina se používá k výrobě oceli, slitiny železa a uhlíku, která se zase používá ve výrobě a stavebnictví, jako je železobeton.
- Nerezová ocel obsahující alespoň 10,5 % chrómu je vysoce odolná vůči korozi. Používá se v kuchyňských příborech a náčiní, jako jsou nerezové hrnce.
- Přidáním dalších prvků může ocel získat nové užitečné vlastnosti. Například nikl zvyšuje trvanlivost slitiny a činí ji odolnější vůči teplu a kyselinám.
Stručné informace o prvku Fe
- Čísloprotony v jádře: 26.
- Atomový symbol: Fe.
- Průměrná hmotnost atomu: 55,845 g/mol.
- Hustota: 7,874 gramů na krychlový centimetr.
- Fáze při pokojové teplotě: pevná látka.
- Bod tání: 1538 0C.
- Bod varu: 2861 0C.
- Počet izotopů: 33.
- Stabilní izotopy: 4.
Hlavní aplikace
Železo se používá v mnoha odvětvích, jako je elektronika, výroba, automobilový průmysl a stavebnictví. Zde jsou aplikace železa:
- Jako primární složka železných kovů, slitin a oceli.
- Slitina využívající uhlík, nikl, chrom a různé další prvky k výrobě železa nebo oceli.
- V magnetech.
- V hotových kovových výrobcích.
- V průmyslovém zařízení.
- V dopravních prostředcích.
- V nástrojích.
- V hračkách a sportovních potřebách.
Železo tvoří 5 % zemské kůry a je jedním z nejběžnějších a nejpoužívanějších kovů. Tento prvek se nachází také v mase, bramborách a zelenině a je nezbytný pro zvířata i lidi. Je nedílnou součástí hemoglobinu. Kov je našedlého vzhledu a je vysoce tažný a tvárný. Snadno se rozpouští ve zředěných kyselinách a je reaktivní. Hlavní oblasti těžby železa jsou Čína, Austrálie, Brazílie, Rusko a Ukrajina.
