Железо, плотность железа, его свойства

Использование железа человеком насчитывает длительную историю. Металлические руды распространены довольно широко. Содержание железа в земной коре составляет 4,1 процента, то есть по этому параметру оно находится на втором месте среди металлов и на четвертом среди всех элементов. Поэтому нет ничего удивительного в том, что еще до нашей эры (II тысячелетие) был найден способ его получения и дальнейшей обработки. В дальнейшем технологии совершенствовались, открывались новые методы получения железа, и постепенно этот металл стал занимать ведущее место в материальном производстве.

Видео: № 300. Неорганическая химия. Тема 37. Железо и его соединения. Часть 3. Химические свойства

Значение железа не сводится только к области материального производства. Оно в качестве микроэлемента входит в состав гемоглобина – красный цвет наша кровь имеет благодаря присутствию в ней железа. Железо необходимо для нормального роста и развития растений, оно принимает участие в окислительных процессах и входит в состав протоплазмы.

Любое вещество, в том числе и железо, имеет свои характеристики. Если на весы положить один килограмм этого металла и один килограмм пуха, то вес у них будет одинаковый, вот только объем при этом они будут занимать совершенно несопоставимый. Все дело в том, что плотность железа значительно больше, чем у пуха. Под плотностью понимают массу, заключенную в единицу объема. У каждого вещества плотность своя. У воды, например, тысяча килограммов/кубический метр, у льда – девятьсот килограммов/кубический метр.

Видео: № 298. Неорганическая химия. Тема 37. Железо и его соединения. Часть 1. Характеристика Железа

Определяется плотность как отношение массы к занимаемому объему. На плотность оказывает влияние несколько факторов. Так, она зависит от температуры. Для многих веществ действует следующая зависимость: при понижении температуры плотность увеличивается, при повышении – уменьшается. Правда, из этого правила есть несколько исключений, и одно из них – вода. Здесь все наоборот, при понижении температуры ее плотность уменьшается.

Благодаря такому исключению на Земле есть жизнь. Лед легче воды, и он держится на поверхности. В противном случае он опустился бы на дно, лежал там и не таял. И со временем все моря и океаны полностью бы замерзли. Вот и получается, что понятие о плотности веществ позволяет сделать чрезвычайно любопытный вывод о возможности жизни на Земле.

Видео: Отличается ли железо от железа?

Плотность во многом зависит от химического состава вещества. Максимальное воздействие на плотность железа оказывают кремний и углерод. Они понижают плотность чистого железа, составляющую 7800 килограммов/кубический метр при комнатной температуре. В то же время, от содержания углерода зависят свойства железа. Фактически железо используется в сплавах, особенно с углеродом – в различных сталях и чугунах.

Чугун обычно содержит больше 2,14 процентов углерода, содержание углерода в стали – более низкое (0,8-1%). Плотность железа в этих случаях будет разной. Твердый чугун имеет плотность 7000-7200 килограммов/кубический метр при обычной температуре, сталь при тех же условиях имеет плотность 7500-7600 килограммов/кубический метр. Таким образом, сталь по плотности находится между чугуном и железом.

Видео: Свойства железа

По своим характеристикам чугун хрупок: если по нему ударить, то он раскалывается. Сталь получают, перерабатывая чугун в кислородном конвертере. При такой переработке содержание углерода снижается, он, как говорят, сгорает. По своим свойствам сталь сильно отличается от чугуна. Ее можно ковать, изготавливать прокат. Дополнительные свойства сталь приобретает благодаря добавкам, придающим ей нужные характеристики – прочность, гибкость, твердость.

В приведенном материале рассмотрено такое понятие, как плотность железа. Описаны особенности изменения плотности некоторых веществ при различных внешних условиях. Рассмотрены отдельные свойства самого железа и его значение в материальном производстве, а также в качестве микроэлемента в организме.