الحديد عنصر كيميائي معروف. إنه ينتمي إلى معادن ذات نشاط كيميائي متوسط. سننظر في خصائص وتطبيقات الحديد في هذه المقالة.

الانتشار في الطبيعة

هناك عدد لا بأس به من المعادن التي تشمل الحديد. بادئ ذي بدء ، إنه أكسيد الحديد الأسود. هو اثنان وسبعون بالمائة حديد. صيغته الكيميائية هي Fe 3 O 4. يسمى هذا المعدن أيضًا بخام الحديد المغناطيسي. لونه رمادي فاتح ، وأحيانًا يكون رمادي غامق ، إلى أسود ، مع لمعان معدني. يقع أكبر إيداع لها بين بلدان رابطة الدول المستقلة في جبال الأورال.

المعدن التالي الذي يحتوي على نسبة عالية من الحديد هو الهيماتيت ، والذي يمثل سبعين بالمائة من هذا العنصر. صيغته الكيميائية هي Fe 2 O 3. ويسمى أيضا خام الحديد الأحمر. له لون يتراوح من الأحمر-البني إلى الأحمر-الرمادي. يقع أكبر إيداع على أراضي بلدان رابطة الدول المستقلة في Krivoy Rog.

ثالث أكثر المعادن الحديدية هو الليمونيت. هنا يمثل الحديد ستين بالمائة من الكتلة الكلية. إنه هيدرات بلورية ، أي أن جزيئات الماء متشابكة في شبكتها البلورية ، وصيغتها الكيميائية هي Fe 2 O 3 .H 2 O. كما يوحي الاسم ، هذا المعدن له لون أصفر بني ، وأحيانًا بني. إنه أحد المكونات الرئيسية للمغرة الطبيعية ويستخدم كصبغة. ويسمى أيضا خام الحديد البني. أكبر أماكن حدوثها هي شبه جزيرة القرم وجزر الأورال.

في سيديريت ، ما يسمى بخام الحديد الصاري ، ثمانية وأربعون بالمائة من الحديد. صيغته الكيميائية هي FeCO 3. هيكلها غير متجانس ويتكون من بلورات ذات ألوان مختلفة مرتبطة ببعضها البعض: الرمادي والأخضر الشاحب والرمادي والأصفر والبني والأصفر ، إلخ.

آخر معدن طبيعي يحتوي على نسبة عالية من الحديد هو البيريت. لها الصيغة الكيميائية التالية FeS 2. الحديد فيه ستة وأربعون بالمائة من الكتلة الكلية. بسبب ذرات الكبريت ، فإن هذا المعدن له لون أصفر ذهبي.

يتم استخدام العديد من المعادن المدروسة للحصول على الحديد النقي. بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم الهيماتيت في صناعة المجوهرات من الأحجار الطبيعية. يمكن العثور على أزهار البيريت في مجوهرات اللازورد. بالإضافة إلى ذلك ، يوجد الحديد في الطبيعة في الكائنات الحية - وهو أحد أهم مكونات الخلية. يجب أن يدخل عنصر التتبع هذا بالضرورة إلى جسم الإنسان بكميات كافية. تعود الخصائص العلاجية للحديد إلى حد كبير إلى حقيقة أن هذا العنصر الكيميائي هو أساس الهيموجلوبين. لذلك ، فإن استخدام الحديد له تأثير جيد على حالة الدم ، وبالتالي على الكائن الحي ككل.

الحديد: الخصائص الفيزيائية والكيميائية

دعنا نلقي نظرة على هذين القسمين الكبيرين بالترتيب. الحديد هو مظهره ، وكثافته ، ونقطة انصهاره ، وما إلى ذلك ، أي جميع السمات المميزة للمادة المرتبطة بالفيزياء. الخصائص الكيميائية للحديد هي قدرته على التفاعل مع المركبات الأخرى. لنبدأ بالأول.

الخصائص الفيزيائية للحديد

في شكله النقي في ظل الظروف العادية ، فهو صلب. لها لون رمادي فضي وبريق معدني واضح. تشتمل الخصائص الميكانيكية للحديد على مستوى صلابة يبلغ أربعة (متوسط). يتمتع الحديد بموصلية كهربائية وحرارية جيدة. يمكن الشعور بالميزة الأخيرة عن طريق لمس جسم حديدي في غرفة باردة. نظرًا لأن هذه المادة توصل الحرارة بسرعة ، فإنها تأخذ معظمها من بشرتك في فترة زمنية قصيرة ، وبالتالي تشعر بالبرودة.

عند لمس شجرة ، على سبيل المثال ، يمكنك ملاحظة أن الموصلية الحرارية لها أقل من ذلك بكثير. الخصائص الفيزيائية للحديد هي درجة انصهاره وغليانه. الأول 1539 درجة مئوية ، والثاني 2860 درجة مئوية. يمكن الاستنتاج أن الخصائص المميزة للحديد هي اللدونة الجيدة ونقطة الانصهار المنخفضة. لكن هذا ليس كل شيء.

تشمل الخصائص الفيزيائية للحديد أيضًا المغناطيسية الحديدية. ما هذا؟ الحديد ، الذي يمكن أن نلاحظ خصائصه المغناطيسية في الأمثلة العملية كل يوم ، هو المعدن الوحيد الذي يتمتع بمثل هذه الميزة المميزة الفريدة. هذا يرجع إلى حقيقة أن هذه المادة قادرة على المغنطة تحت تأثير المجال المغناطيسي. وبعد إنهاء عمل الأخير ، يظل الحديد ، الذي تكونت خواصه المغناطيسية للتو ، مغناطيسًا لفترة طويلة. يمكن تفسير هذه الظاهرة بحقيقة أنه يوجد في بنية هذا المعدن العديد من الإلكترونات الحرة القادرة على الحركة.

من حيث الكيمياء

ينتمي هذا العنصر إلى معادن متوسط ​​النشاط. لكن الخصائص الكيميائية للحديد نموذجية لجميع المعادن الأخرى (باستثناء تلك الموجودة على يمين الهيدروجين في السلسلة الكهروكيميائية). إنه قادر على التفاعل مع العديد من فئات المواد.

لنبدأ بكل بساطة

يتفاعل Ferrum مع الأكسجين والنيتروجين والهالوجينات (اليود والبروم والكلور والفلور) والفوسفور والكربون. أول شيء يجب مراعاته هو التفاعلات مع الأكسجين. عندما يتم حرق الحديد ، تتشكل أكاسيده. اعتمادًا على ظروف التفاعل والنسب بين المشاركين ، يمكن أن تتنوع. يمكن الاستشهاد بمعادلات التفاعل التالية كمثال على هذه التفاعلات: 2Fe + O 2 = 2FeO؛ 4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3 ؛ 3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4. ويمكن أن تتنوع خواص أكسيد الحديد (الفيزيائية والكيميائية) حسب نوعه. تحدث هذه الأنواع من التفاعلات في درجات حرارة عالية.

التالي هو التفاعل مع النيتروجين. يمكن أن يحدث أيضًا فقط إذا تم تسخينه. إذا أخذنا ستة مولات من الحديد ومول واحد من النيتروجين ، نحصل على مولين من نيتريد الحديد. ستبدو معادلة التفاعل كما يلي: 6Fe + N 2 = 2Fe 3 N.

عند التفاعل مع الفوسفور يتكون الفوسفيد. لإجراء التفاعل ، هناك حاجة إلى المكونات التالية: لثلاث مولات من الحديد - مول واحد من الفوسفور ، ونتيجة لذلك ، يتم تكوين مول واحد من الفوسفيد. يمكن كتابة المعادلة على النحو التالي: 3Fe + P = Fe 3 P.

بالإضافة إلى ذلك ، من بين التفاعلات مع المواد البسيطة ، يمكن أيضًا تمييز التفاعل مع الكبريت. في هذه الحالة ، يمكن الحصول على الكبريتيد. يشبه المبدأ الذي تحدث من خلاله عملية تكوين مادة معينة تلك المذكورة أعلاه. وهي تحدث تفاعل الإضافة. تتطلب جميع التفاعلات الكيميائية من هذا النوع شروطًا خاصة ، ودرجات حرارة عالية بشكل أساسي ، وأقل في كثير من الأحيان محفزات.

التفاعلات بين الحديد والهالوجينات شائعة أيضًا في الصناعة الكيميائية. هذه هي المعالجة بالكلور ، المعالجة بالبروم ، المعالجة باليود ، الفلورة. كما هو واضح من أسماء التفاعلات نفسها ، فهذه هي عملية إضافة ذرات الكلور / البروم / اليود / الفلور إلى ذرات الحديد لتشكيل الكلوريد / البروميد / اليوديد / الفلورايد ، على التوالي. تستخدم هذه المواد على نطاق واسع في مختلف الصناعات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن ferrum قادر على الارتباط بالسيليكون في درجات حرارة عالية. نظرًا لتنوع الخصائص الكيميائية للحديد ، فإنه غالبًا ما يستخدم في الصناعة الكيميائية.

الفيروم والمواد المعقدة

دعنا ننتقل من المواد البسيطة إلى تلك التي تتكون جزيئاتها من عنصرين كيميائيين مختلفين أو أكثر. أول شيء يجب ذكره هو تفاعل الحديد مع الماء. هذا هو المكان الذي تتجلى فيه الخصائص الأساسية للحديد. عندما يتم تسخين الماء ، فإنه يتشكل مع الحديد (يطلق عليه ذلك لأنه عند التفاعل مع نفس الماء فإنه يشكل هيدروكسيد ، بمعنى آخر ، قاعدة). لذلك ، إذا أخذت مولًا واحدًا من كلا المكونين ، فإن المواد مثل ثاني أكسيد الحديد والهيدروجين تتشكل على شكل غاز برائحة نفاذة - أيضًا بنسب مولية من واحد إلى واحد. يمكن كتابة معادلة هذا النوع من التفاعل على النحو التالي: Fe + H 2 O = FeO + H 2. اعتمادًا على النسب التي يتم فيها خلط هذين المكونين ، يمكن الحصول على ثنائي أو ثالث أكسيد الحديد. كلتا هاتين المادتين شائعتان جدًا في الصناعة الكيميائية وتستخدمان أيضًا في العديد من الصناعات الأخرى.

مع الأحماض والأملاح

نظرًا لأن الحديد يقع على يسار الهيدروجين في النطاق الكهروكيميائي للنشاط المعدني ، فإنه قادر على إزاحة هذا العنصر من المركبات. مثال على ذلك هو تفاعل الاستبدال الذي يمكن ملاحظته عند إضافة الحديد إلى حمض. على سبيل المثال ، إذا قمت بخلط نفس النسب المولية من الحديد وحمض الكبريتات (المعروف أيضًا باسم الكبريت) بتركيز متوسط ​​، تكون النتيجة هي كبريتات الحديد (II) والهيدروجين بنفس النسب المولية. ستبدو معادلة مثل هذا التفاعل كما يلي: Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2.

عند التفاعل مع الأملاح ، تتجلى خصائص تقليل الحديد. أي بمساعدة منه ، يمكن عزل معدن أقل نشاطًا عن الملح. على سبيل المثال ، إذا أخذت مولًا واحدًا ونفس الكمية من الحديد ، فيمكنك الحصول على كبريتات الحديد (II) والنحاس النقي بنفس النسب المولية.

أهمية للجسم

الحديد هو أحد أكثر العناصر الكيميائية شيوعًا في القشرة الأرضية. لقد درسناها بالفعل ، والآن سنتعامل معها من وجهة نظر بيولوجية. يؤدي Ferrum وظائف مهمة جدًا على المستوى الخلوي وعلى مستوى الكائن الحي بأكمله. بادئ ذي بدء ، الحديد هو أساس بروتين مثل الهيموغلوبين. إنه ضروري لنقل الأكسجين عبر الدم من الرئتين إلى جميع الأنسجة والأعضاء إلى كل خلية من خلايا الجسم ، وبشكل أساسي إلى الخلايا العصبية في الدماغ. لذلك ، لا يمكن المبالغة في تقدير الخصائص المفيدة للحديد.

بالإضافة إلى حقيقة أنه يؤثر على تكوين الدم ، فإن الحديد مهم أيضًا للعمل الكامل للغدة الدرقية (وهذا لا يتطلب اليود فقط ، كما يعتقد البعض). أيضا ، الحديد يشارك في التمثيل الغذائي داخل الخلايا ، وينظم المناعة. يوجد الفيروم أيضًا بكميات كبيرة بشكل خاص في خلايا الكبد ، حيث يساعد في تحييد المواد الضارة. كما أنه أحد المكونات الرئيسية لأنواع عديدة من الإنزيمات في أجسامنا. يجب أن يحتوي النظام الغذائي اليومي للشخص على ما بين عشرة إلى عشرين ملليغرامًا من هذا العنصر الدقيق.

الأطعمة الغنية بالحديد

هناك العديد منهم. هم من أصل نباتي وحيواني. الأولى هي الحبوب والبقوليات والحبوب (خاصة الحنطة السوداء) والتفاح والفطر (بورسيني) والفواكه المجففة ووركين الورد والكمثرى والخوخ والأفوكادو واليقطين واللوز والتمر والطماطم والبروكلي والملفوف والتوت والتوت والكرفس. الخ الثاني - الكبد واللحوم. يعد تناول الأطعمة التي تحتوي على نسبة عالية من الحديد أمرًا مهمًا بشكل خاص أثناء الحمل ، لأن جسم الجنين النامي يتطلب كمية كبيرة من هذا العنصر النزف للنمو والتطور الكاملين.

علامات نقص الحديد في الجسم

أعراض نقص الحديد الذي يدخل الجسم هي التعب ، والتجميد المستمر لليدين والقدمين ، والاكتئاب ، وهشاشة الشعر والأظافر ، وانخفاض النشاط الفكري ، واضطرابات الجهاز الهضمي ، وسوء الأداء ، واضطرابات الغدة الدرقية. إذا لاحظت بعض هذه الأعراض ، فإن الأمر يستحق زيادة كمية الحديد في نظامك الغذائي أو شراء الفيتامينات أو المكملات الغذائية التي تحتوي على الحديد. تحتاج أيضًا إلى زيارة الطبيب إذا شعرت بأي من هذه الأعراض كثيرًا.

استخدام Ferrum في الصناعة

يرتبط استخدام وخصائص الحديد ارتباطًا وثيقًا. نظرًا لطبيعته المغناطيسية الحديدية ، يتم استخدامه لصنع مغناطيس ، سواء أضعف للأغراض المنزلية (مغناطيس الثلاجة التذكارية ، إلخ) ، وأقوى للأغراض الصناعية. نظرًا لحقيقة أن المعدن المعني يتمتع بقوة وصلابة عالية ، فقد تم استخدامه منذ العصور القديمة لتصنيع الأسلحة والدروع والأدوات العسكرية والمنزلية الأخرى. بالمناسبة ، حتى في مصر القديمة ، كان الحديد النيزكي معروفًا ، وخصائصه تفوق خصائص المعدن العادي. أيضا ، تم استخدام مثل هذا الحديد الخاص في روما القديمة. تم صنع أسلحة النخبة منه. يمكن فقط لشخص غني ونبيل أن يمتلك درعًا أو سيفًا مصنوعًا من معدن النيزك.

بشكل عام ، يعتبر المعدن الذي ندرسه في هذه المقالة هو الأكثر تنوعًا بين جميع المواد في هذه المجموعة. بادئ ذي بدء ، يتم تصنيع الفولاذ والحديد الزهر منه ، والتي تستخدم لإنتاج جميع أنواع المنتجات اللازمة في الصناعة وفي الحياة اليومية.

الحديد الزهر سبيكة من الحديد والكربون ، يوجد فيها الثاني من 1.7 إلى 4.5 في المائة. إذا كانت النسبة الثانية أقل من 1.7 في المائة ، فإن هذا النوع من السبائك يسمى الفولاذ. إذا كان هناك حوالي 0.02 في المائة من الكربون في التركيبة ، فهذا هو بالفعل حديد تقني عادي. يعد وجود الكربون في السبيكة ضروريًا لمنحها قوة أكبر ومقاومة للحرارة ومقاومة للصدأ.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يحتوي الفولاذ على العديد من العناصر الكيميائية الأخرى مثل الشوائب. هذا هو المنغنيز والفوسفور والسيليكون. أيضًا ، يمكن إضافة الكروم والنيكل والموليبدينوم والتنغستن والعديد من العناصر الكيميائية الأخرى إلى هذا النوع من السبائك لمنحه صفات معينة. يتم استخدام درجات الصلب التي تحتوي على كمية كبيرة من السيليكون (حوالي أربعة بالمائة) كمحولات. تلك التي تحتوي على الكثير من المنجنيز (ما يصل إلى اثني عشر إلى أربعة عشر بالمائة) تجد استخدامها في تصنيع أجزاء للسكك الحديدية والمطاحن والكسارات وغيرها من الأدوات ، والتي تخضع أجزاء منها للمحو السريع.

يضاف الموليبدينوم إلى السبيكة لجعلها أكثر مقاومة للحرارة - حيث يتم استخدام مثل هذا الفولاذ كأدوات من الفولاذ. بالإضافة إلى ذلك ، للحصول على كل ما هو معروف جيدًا وغالبًا ما يستخدم في الحياة اليومية في شكل سكاكين وأدوات منزلية أخرى ، يجب إضافة الفولاذ المقاوم للصدأ إلى سبائك الكروم والنيكل والتيتانيوم. ومن أجل الحصول على فولاذ مطيل ومقاوم للصدمات وعالي القوة ، يكفي إضافة الفاناديوم إليه. عند إضافته إلى تركيبة النيوبيوم ، من الممكن تحقيق مقاومة عالية للتآكل وتأثيرات المواد العدوانية كيميائيًا.

المغنتيت المعدني الذي ورد ذكره في بداية المقال ضروري لتصنيع الأقراص الصلبة وبطاقات الذاكرة وغيرها من الأجهزة من هذا النوع. نظرًا لخصائصه المغناطيسية ، يمكن العثور على الحديد في جهاز المحولات والمحركات والمنتجات الإلكترونية وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إضافة الحديد إلى سبائك من معادن أخرى لمنحها قوة أكبر واستقرارًا ميكانيكيًا. تستخدم كبريتات هذا العنصر في البستنة لمكافحة الآفات (جنبًا إلى جنب مع كبريتات النحاس).

لا يمكن الاستغناء عنها في تنقية المياه. بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم مسحوق المغنتيت في الطابعات بالأبيض والأسود. الطريقة الرئيسية لاستخدام البيريت هي الحصول على حامض الكبريتيك منه. تتم هذه العملية في ظروف معملية على ثلاث مراحل. في المرحلة الأولى ، يتم حرق بيريت الحديد لإنتاج أكسيد الحديد وثاني أكسيد الكبريت. في المرحلة الثانية ، يتم تحويل ثاني أكسيد الكبريت إلى ثلاثي أكسيده بمشاركة الأكسجين. وفي المرحلة النهائية ، يتم تمرير المادة الناتجة في وجود محفزات ، وبالتالي الحصول على حامض الكبريتيك.

الحصول على الحديد

في الأساس ، يتم استخراج هذا المعدن من معادنه الرئيسية: أكسيد الحديد الأسود والهيماتيت. يتم ذلك عن طريق اختزال الحديد من مركباته بالكربون على شكل فحم الكوك. يتم ذلك في أفران الصهر ، حيث تصل درجة الحرارة إلى ألفي درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك ، هناك طريقة لاستعادة الحديد مع الهيدروجين. هذا لا يتطلب فرن صهر. لتنفيذ هذه الطريقة ، يأخذون طينًا خاصًا ، ويخلطونه بالخام المسحوق ويعالجونه بالهيدروجين في فرن عمود.

استنتاج

تتنوع خصائص واستخدامات الحديد. ربما يكون هذا هو أهم معدن في حياتنا. بعد أن أصبح معروفًا للبشرية ، حل محل البرونز ، والذي كان في ذلك الوقت المادة الرئيسية لتصنيع جميع الأدوات ، وكذلك الأسلحة. يتفوق الفولاذ والحديد الزهر من نواح كثيرة على سبائك النحاس والقصدير من حيث الخصائص الفيزيائية ومقاومة الإجهاد الميكانيكي.

بالإضافة إلى ذلك ، يوجد الحديد على كوكبنا أكثر من العديد من المعادن الأخرى. في قشرة الأرض ما يقرب من خمسة في المئة. إنه رابع أكثر العناصر الكيميائية شيوعًا في الطبيعة. أيضًا ، هذا العنصر الكيميائي مهم جدًا للتشغيل الطبيعي للكائن الحي للحيوانات والنباتات ، وذلك أساسًا لأن الهيموجلوبين مبني على أساسه. يعتبر الحديد من المغذيات الدقيقة الأساسية الضرورية للحفاظ على الصحة ووظيفة الأعضاء الطبيعية. بالإضافة إلى ما سبق ، فهو المعدن الوحيد الذي يتمتع بخصائص مغناطيسية فريدة. من المستحيل تخيل حياتنا بدون حديد.

حديد

حديد-أ؛ تزوج

1. العنصر الكيميائي (Fe) ، معدن فضي اللون قابل للطرق يتكون من الفولاذ والحديد الزهر مع الكربون.

2. الاسم الشائع للصلب الطري ، معدن فضي اللون. فورج دبليو. تقرع الريح حديد السقف.

3. حول ما هو قوي وصلب وقوي (حول الصفات الجسدية الخارجية). يديك - حسنا! // حول ما هو صارم لا ينضب (حول الصفات الأخلاقية الداخلية). شخصيته جيدة.

4. الانتشار.عن دواء يحتوي على مواد غدية. الجسم يفتقر إلى الحديد. اشرب جيدا. يحتوي التفاح على w.

5. الانتشار. تقنية.أجهزة الكمبيوتر (على عكس البرامج). شراء الحديد المفقود.

◊ احترق بالحديد الساخن. اقتطع من جذوره ، دمر شيئًا ما بإجراءات متطرفة وغير عادية. اطرق على المكواة وهي ساخنة (انظر الضرب).

◁ حديد؛ غدي؛ حديد؛ الحديد (انظر).

(لات. فيروم) ، عنصر كيميائي من المجموعة الثامنة من النظام الدوري. معدن أبيض فضي لامع. أشكال تعديلات متعددة الأشكال. عند درجة الحرارة العادية ، يكون α-Fe مستقرًا (شعرية بلورية - محورها الجسم المكعب) بكثافة 7.874 جم / سم 3. α-Fe حتى 769 درجة مئوية (نقطة كوري) هي مغناطيسية مغناطيسية ؛ رالنائب 1535 درجة مئوية. يتأكسد في الهواء - يصبح مغطى بالصدأ السائب. من حيث وفرة العناصر في الطبيعة ، يحتل الحديد المرتبة الرابعة ؛ تشكل حوالي 300 معدن. تشكل سبائك الحديد مع الكربون وعناصر أخرى حوالي 95٪ من جميع المنتجات المعدنية (الحديد الزهر والصلب والسبائك الحديدية). في شكله النقي ، لا يتم استخدامه عمليًا (في الحياة اليومية ، غالبًا ما تسمى منتجات الفولاذ أو الحديد الزهر بالحديد). إنه ضروري للنشاط الحيوي للكائنات الحيوانية ؛ وهو جزء من الهيموجلوبين.

الحديد (لات. فيروم) ، الحديد ("الحديد") ، عنصر كيميائي ، العدد الذري 26 ، الكتلة الذرية 55.847. لم يتم تحديد أصل كل من الأسماء اللاتينية والروسية للعنصر بشكل لا لبس فيه. الحديد الطبيعي هو خليط من أربعة نويدات (سم.نوكليد)بأعداد الكتلة 54 (المحتوى في الخليط الطبيعي 5.82٪ بالوزن) 56 (91.66٪) 57 (2.19٪) 58 (0.33٪). تكوين الطبقتين الإلكترونية الخارجية 3 س 2 ص 6 د 6 4 ثانية 2 ... عادة ما تشكل مركبات في حالات الأكسدة +3 (التكافؤ الثالث) و +2 (التكافؤ الثاني). ومن المعروف أيضًا المركبات التي تحتوي على ذرات حديد في حالات الأكسدة +4 ، +6 وبعض المركبات الأخرى.
في النظام الدوري لمندليف ، يتم تضمين الحديد في المجموعة VIIIB. في الفترة الرابعة ، التي ينتمي إليها الحديد أيضًا ، تشمل هذه المجموعة أيضًا الكوبالت (سم.كوبالت)والنيكل (سم.نيكل)... هذه العناصر الثلاثة تشكل ثالوثًا ولها خصائص متشابهة.
يبلغ نصف قطر ذرة الحديد المحايدة 0.126 نانومتر ، ونصف قطر Fe 2+ أيون 0.080 نانومتر ، والأيون Fe 3+ 0.067 نانومتر. طاقات التأين المتتالية لذرة الحديد هي 7.893 ، 16.18 ، 30.65 ، 57 ، 79 فولت. تقارب الإلكترون هو 0.58 فولت. على مقياس باولينج ، تبلغ القدرة الكهربية للحديد حوالي 1.8.
الحديد عالي النقاوة هو معدن لامع ، فضي رمادي ، مطيل يناسب طرق المعالجة المختلفة.
التواجد في الطبيعة
ينتشر الحديد في القشرة الأرضية بدرجة كافية - فهو يمثل حوالي 4.1٪ من كتلة القشرة الأرضية (المرتبة الرابعة بين جميع العناصر ، والثانية بين المعادن). من المعروف أن عددًا كبيرًا من الخامات والمعادن المحتوية على الحديد. تعتبر خامات الحديد الأحمر (خام الهيماتيت) ذات أهمية عملية كبيرة (سم.الهيماتيت)، Fe 2 O 3 ؛ يحتوي على ما يصل إلى 70٪ حديد) ، خام الحديد المغناطيسي (خام المغنتيت (سم.مغناطيسي)، Fe 3 حوالي 4 ؛ يحتوي على 72.4٪ حديد) ، خام الحديد البني (خام الهيدروجي إيثيت Н FeO2 ن H 2 O) ، وكذلك خام الحديد الصاري (خام السديريت (سم.سيديريت)، كربونات الحديد ، FeCO 3 ؛ يحتوي على حوالي 48٪ حديد). هناك أيضًا رواسب كبيرة من البيريت في الطبيعة. (سم.بيريت) FeS 2 (أسماء أخرى - بيريت ، بيريت الحديد ، ثاني كبريتيد الحديد وغيرها) ، لكن الخامات التي تحتوي على نسبة عالية من الكبريت ليست ذات أهمية عملية بعد. من حيث احتياطيات خام الحديد ، تحتل روسيا المرتبة الأولى في العالم. في مياه البحر 1 · 10 -5 -1 · 10 -8٪ حديد.
تاريخ إنتاج الحديد
لعب الحديد ويلعب دورًا استثنائيًا في التاريخ المادي للبشرية. ربما كان أول حديد معدني سقط في يد الإنسان من أصل نيزكي. تنتشر خامات الحديد على نطاق واسع وغالبًا ما توجد حتى على سطح الأرض ، ولكن الحديد الأصلي الموجود على السطح نادر للغاية. ربما ، قبل بضعة آلاف من السنين ، لاحظ شخص أنه بعد حرق النار ، في بعض الحالات ، لوحظ تكوين الحديد من تلك القطع من الركاز التي انتهى بها المطاف في النار عن طريق الخطأ. عندما تشتعل النيران ، يحدث اختزال الحديد من الخام نتيجة تفاعل الخام مع الفحم مباشرة ومع أول أكسيد الكربون (II) CO المتكون أثناء الاحتراق. سهلت إمكانية الحصول على الحديد من الخامات إلى حد كبير اكتشاف حقيقة أنه عند تسخين الخام بالفحم ، يتشكل المعدن ، والذي يمكن بعد ذلك تكريره بشكل أكبر أثناء عملية التشكيل. تم اختراع استخراج الحديد من الخام باستخدام عملية النفخ الخام في غرب آسيا في الألفية الثانية قبل الميلاد. NS. الفترة من القرن التاسع إلى القرن السابع. قبل الميلاد قبل الميلاد ، عندما تطورت المعادن الحديدية بين العديد من قبائل أوروبا وآسيا ، سميت بالعصر الحديدي ، (سم.العصر الحديدي)التي حلت محل العصر البرونزي (سم.العمر البرونزي)... أدى التحسن في طرق النفخ (تم استبدال السحب الطبيعي بالفراء) وزيادة ارتفاع الموقد (الأفران منخفضة الحفرة - ظهرت أفران الصهر) إلى إنتاج الحديد الزهر ، الذي بدأ صهره على نطاق واسع في أوروبا الغربية منذ القرن الرابع عشر. تم تحويل الحديد الزهر الناتج إلى صلب. منذ منتصف القرن الثامن عشر ، تم استخدام فحم الكوك بدلاً من الفحم في عملية الفرن العالي. (سم.فحم الكوك)... بعد ذلك ، تم تحسين طرق الحصول على الحديد من الخامات بشكل كبير ، وفي الوقت الحالي يتم استخدام أجهزة خاصة لهذا الغرض - أفران الصهر ، محولات الأكسجين ، أفران القوس الكهربائي.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
في درجات حرارة تتراوح من درجة حرارة الغرفة إلى 917 درجة مئوية ، وكذلك في نطاق درجة الحرارة 1394-1535 درجة مئوية ، يوجد a-Fe مع شعرية مكعبة مركزها الجسم ، في درجة حرارة الغرفة المعلمة شعرية أ = 0.286645 نانومتر. عند درجات حرارة 917-1394 درجة مئوية ، يكون b Fe مع شعرية مكعبة محورها T (أ = 0.36468 نانومتر) مستقرة. في درجات حرارة تتراوح من درجة حرارة الغرفة إلى 769 درجة مئوية (ما يسمى نقطة كوري (سم.كوري بوينت)) الحديد له خصائص مغناطيسية قوية (يقال أنه مغناطيسي مغناطيسي) ، في درجات حرارة أعلى ، يتصرف الحديد مثل البارامغناطيس. في بعض الأحيان ، يعتبر البارامغناطيسي a-Fe مع شعرية مكعبة محور الجسم ، ومستقرة عند درجات حرارة من 769 إلى 917 درجة مئوية ، بمثابة تعديل g للحديد ، و b-Fe ، مستقر عند درجات حرارة عالية (1394-1535 درجة مئوية) ، يُطلق عليه تقليديًا d- Fe (ظهر مفهوم وجود أربعة تعديلات حديدية - a و b و g و d - عندما لم يكن التحليل الإنشائي للأشعة السينية موجودًا بعد ولم تكن هناك معلومات موضوعية حول الهيكل الداخلي للحديد) . نقطة الانصهار 1535 درجة مئوية ، نقطة الغليان 2750 درجة مئوية ، الكثافة 7.87 جم / سم 3. الإمكانات القياسية لزوج Fe 2+ / Fe 0 هي –0.447V ، وزوج Fe 3+ / Fe 2+ + 0.771V.
عند تخزين الحديد في الهواء عند درجات حرارة تصل إلى 200 درجة مئوية ، يتم تغطيته تدريجياً بغشاء أكسيد كثيف ، مما يمنع المزيد من أكسدة المعدن. في الهواء الرطب ، يتم تغطية الحديد بطبقة فضفاضة من الصدأ ، مما لا يمنع وصول الأكسجين والرطوبة للمعدن وتدميرها. لا يحتوي الصدأ على تركيبة كيميائية ثابتة ، ويمكن كتابة صيغته الكيميائية تقريبًا على هيئة Fe 2 O 3 xH 2 O.
يتفاعل الحديد مع الأكسجين عند تسخينه. عندما يتم حرق الحديد في الهواء ، يتشكل أكسيد Fe 2 O 3 ، وعندما يحترق في أكسجين نقي ، يتشكل أكسيد Fe 3 O 4. إذا تم تمرير الأكسجين أو الهواء عبر الحديد المصهور ، يتشكل أكسيد الحديد O. عندما يتم تسخين الكبريت ومسحوق الحديد ، يتشكل الكبريتيد ، ويمكن كتابة الصيغة التقريبية لها كـ FeS.
يتفاعل الحديد مع الهالوجينات عند تسخينه (سم.الهالوجينات)... نظرًا لأن FeF 3 غير متطاير ، فإن الحديد مقاوم للفلور حتى درجات حرارة تصل إلى 200-300 درجة مئوية. ينتج عن كلورة الحديد (عند درجة حرارة حوالي 200 درجة مئوية) FeCl 3 المتطاير. إذا استمر تفاعل الحديد والبروم عند درجة حرارة الغرفة أو عند التسخين وضغط متزايد من بخار البروم ، يتم تكوين FeBr 3. عند تسخينه ، يقوم FeCl 3 وخاصة FeBr 3 بإزالة الهالوجين وتحويله إلى هاليدات الحديد (II). عندما يتفاعل الحديد واليود ، يتشكل يوديد Fe 3 I 8.
عند تسخينه ، يتفاعل الحديد مع النيتروجين ، مكونًا نيتريد الحديد Fe 3 N ، مع الفوسفور ، مكونًا الفوسفيدات FeP ، Fe 2 P و Fe 3 P ، مع الكربون ، مكونًا كربيد Fe 3 C ، مع السيليكون ، مكونًا العديد من مبيدات السيليكون ، على سبيل المثال ، FeSi .
عند الضغط المرتفع ، يتفاعل الحديد المعدني مع أول أكسيد الكربون CO ، ويتشكل سائل ، في ظل الظروف العادية ، من الحديد المتطاير بسهولة pentacarbonyl Fe (CO) 5. يُعرف أيضًا كربونيل الحديد من التراكيب Fe 2 (CO) 9 و Fe 3 (CO) 12. تعمل مركبات الكربونيل الحديدية كمواد أولية في تركيب مركبات الحديد العضوي ، بما في ذلك فيروسين. (سم.فيروسين)تكوين.
الحديد المعدني النقي مستقر في الماء ويخفف المحاليل القلوية. لا يذوب الحديد في أحماض النيتريك والكبريتيك المركزة ، لأن فيلم أكسيد قوي يخمد سطحه.
مع الهيدروكلوريك وحمض الكبريتيك المخفف (حوالي 20٪) ، يتفاعل الحديد مع تكوين أملاح الحديد (II):
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2
Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2
عندما يتفاعل الحديد مع ما يقرب من 70٪ حمض الكبريتيك ، يستمر التفاعل مع تكوين كبريتات الحديد (III):
2Fe + 4H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 4H 2 O
أكسيد الحديد (II) FeO له خصائص أساسية ، والقاعدة Fe (OH) 2 تتوافق معه. أكسيد الحديد (III) Fe 2 O 3 مذبذب ضعيف ، وهو يتوافق مع قاعدة أضعف من Fe (OH) 2 ، Fe (OH) 3 ، والتي تتفاعل مع الأحماض:
2Fe (OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O
يُظهر الحديد (III) هيدروكسيد Fe (OH) 3 خصائص مذبذبة ضعيفة ؛ إنه قادر على التفاعل فقط مع المحاليل القلوية المركزة:
Fe (OH) 3 + KOH = K.
تكون مجمعات هيدروكسو الحديد (III) الناتجة مستقرة في المحاليل القلوية القوية. عندما يتم تخفيف المحاليل بالماء ، يتم إتلافها ، ويترسب هيدروكسيد الحديد (III) Fe (OH) 3.
يتم تقليل مركبات الحديد (III) في المحاليل بواسطة الحديد المعدني:
Fe + 2FeCl 3 = 3 FeCl 2
أثناء تخزين المحاليل المائية لأملاح الحديد (II) ، لوحظ أكسدة الحديد (II) إلى الحديد (III):
4FeCl 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe (OH) Cl 2
من أملاح الحديد (II) في المحاليل المائية ، يكون ملح Mohr ثابتًا - كبريتات مزدوجة من الأمونيوم والحديد (II) (NH 4) 2 Fe (SO 4) 2 6H 2 O.
الحديد (III) قادر على تكوين كبريتات مزدوجة مع كاتيونات أحادية الشحنة مثل الشب ، على سبيل المثال ، KFe (SO 4) 2 - شب حديد البوتاسيوم ، (NH 4) Fe (SO 4) 2 - شب حديد الأمونيوم ، إلخ.
تحت تأثير الكلور الغازي أو الأوزون على المحاليل القلوية لمركبات الحديد (III) ، تتشكل مركبات الحديد (VI) - ferrates ، على سبيل المثال ، ferrate البوتاسيوم (VI) K 2 FeO 4. هناك تقارير عن تحضير مركبات الحديد (VIII) تحت تأثير المؤكسدات القوية.
للكشف عن مركبات الحديد (III) في المحلول ، يتم استخدام تفاعل نوعي من Fe 3+ أيونات مع أيونات ثيوسيانات الجهاز العصبي المركزي. عندما تتفاعل Fe 3+ أيونات مع الجهاز العصبي المركزي - الأنيونات ، يتم تكوين ثيوسيانات الحديد الأحمر الساطع (CNS) 3. كاشف آخر لأيونات Fe 3+ هو سداسي فرات البوتاسيوم (II) K 4 (في وقت سابق كانت هذه المادة تسمى ملح الدم الأصفر). عندما تتفاعل Fe 3+ و 4- أيونات ، تتشكل ترسبات زرقاء لامعة.
يمكن أن يعمل محلول هيكساسيانوفيرات البوتاسيوم (III) K 3 ، ​​والذي كان يُسمى سابقًا بملح الدم الأحمر ، ككاشف لأيونات Fe 2+ في المحلول. عندما تتفاعل Fe 3+ و 3- أيونات ، يتشكل راسب أزرق لامع من نفس التركيبة كما في حالة تفاعل Fe 3+ و 4- أيونات.
سبائك الحديد بالكربون
يستخدم الحديد بشكل أساسي في السبائك ، وبشكل أساسي في السبائك التي تحتوي على الكربون - مختلف أنواع الحديد المصبوب والفولاذ. في الحديد الزهر ، يكون محتوى الكربون أعلى من 2.14٪ بالوزن (عادة عند مستوى 3.5-4٪) ، في الفولاذ يكون محتوى الكربون أقل (عادة عند مستوى 0.8-1٪).
يتم إنتاج الحديد الزهر في أفران الصهر. الفرن العالي عبارة عن مخروط مبتور (يصل ارتفاعه إلى 30-40 مترًا) ، مجوف من الداخل. جدران الفرن العالي مبطنة بالطوب الحراري من الداخل ، ويبلغ سمك البناء عدة أمتار. من الأعلى إلى الفرن العالي ، يتم تحميل العربات بخام الحديد المخصب (الخالي من النفايات الصخرية) ، مما يؤدي إلى اختزال فحم الكوك (فحم من درجات خاصة ، يخضع لفحم الكوك - التسخين عند درجة حرارة تبلغ حوالي 1000 درجة مئوية دون الوصول إلى الهواء) ، مثل وكذلك صهر المواد (الحجر الجيري وغيرها) التي تساهم في فصل الشوائب المعدنية المصهورة - الخبث. يتم تغذية الانفجار (الأكسجين النقي أو الهواء الغني بالأكسجين) في الفرن العالي من الأسفل. عندما يتم خفض المواد المحملة في الفرن العالي ، ترتفع درجة حرارتها إلى 1200-1300 درجة مئوية. نتيجة لتفاعلات الاختزال التي تتم بشكل رئيسي بمشاركة فحم الكوك C و CO:
Fe 2 O 3 + 3C = 2Fe + 3CO ؛
Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2
يتكون الحديد المعدني المشبع بالكربون ويتدفق لأسفل.
يتم إطلاق هذا المصهور بشكل دوري من الفرن العالي من خلال ثقب خاص - فتحة صنبور - ويسمح للذوبان بالتصلب في أشكال خاصة. الحديد الزهر أبيض ، ما يسمى بالحديد المحول (يستخدم في صناعة الصلب) والرمادي ، أو الحديد الزهر. الحديد الزهر الأبيض هو محلول صلب من الكربون الموجود في الحديد. في البنية المجهرية لحديد الزهر الرمادي ، يمكن تمييز بلورات الجرافيت الدقيقة. بسبب وجود الجرافيت ، يترك الحديد الزهر الرمادي علامة على الورق الأبيض.
يعتبر الحديد الزهر هشًا ، حيث يتم ثقبه عند ضربه ، لذلك لا يمكن تصنيع الينابيع والينابيع وأي منتجات يجب أن تعمل في الانحناء منه.
الحديد الزهر الصلب أخف من الحديد المصهور ، لذلك عندما يتصلب ، لا ينكمش (كما هو معتاد عند تصلب المعادن والسبائك) ، بل يتوسع. تتيح هذه الميزة إمكانية عمل مصبوبات متنوعة من حديد الزهر ، بما في ذلك استخدامه كمواد للصب الفني.
إذا تم تقليل محتوى الكربون في الحديد الزهر إلى 1.0-1.5٪ ، يتم تشكيل الفولاذ. الفولاذ كربوني (في مثل هذا الفولاذ لا توجد مكونات أخرى إلى جانب الحديد وجيم) وسبائك (يحتوي هذا الفولاذ على إضافات من الكروم والنيكل والموليبدينوم والكوبالت وغيرها من المعادن التي تعمل على تحسين الخصائص الميكانيكية وغيرها من الخواص للفولاذ).
يتم الحصول على الفولاذ عن طريق معالجة الحديد الخام والخردة المعدنية في محول الأكسجين ، في قوس كهربائي أو فرن مفتوح. تقلل هذه المعالجة من محتوى الكربون في السبيكة إلى المستوى المطلوب ، ويُقال إن الكربون الزائد يتم حرقه.
تختلف الخصائص الفيزيائية للصلب اختلافًا كبيرًا عن خصائص الحديد الزهر: الفولاذ مرن ، ويمكن تشكيله ، ولفه. نظرًا لأن الفولاذ ، على عكس الحديد الزهر ، يتم ضغطه أثناء التصلب ، فإن مصبوبات الفولاذ الناتجة تتعرض للضغط في مصانع الدرفلة. بعد التدحرج ، تختفي الفراغات والتجاويف التي ظهرت أثناء تصلب المواد المنصهرة في حجم المعدن.
إنتاج الصلب في روسيا له تقليد طويل وعميق ، والفولاذ الذي حصل عليه أخصائيو المعادن لدينا ذو جودة عالية.
استخدام الحديد وسبائكه ومركباته
للحديد النقي استخدامات محدودة نوعًا ما. يتم استخدامه في تصنيع نوى المغناطيس الكهربائي ، كمحفز للعمليات الكيميائية ، لعدة أغراض أخرى. لكن سبائك الحديد - الحديد الزهر والصلب - تشكل أساس التكنولوجيا الحديثة. كما يتم استخدام العديد من مركبات الحديد على نطاق واسع. لذلك ، يتم استخدام كبريتات الحديد (III) في معالجة المياه ، وتعمل أكاسيد الحديد والسيانيد كأصباغ في صناعة الأصباغ ، وما إلى ذلك.
الحديد في الجسم
الحديد موجود في الكائنات الحية لجميع النباتات والحيوانات كعنصر ضئيل ، (سم.العناصر الدقيقة)أي بكميات صغيرة جدًا (في المتوسط ​​حوالي 0.02٪). ومع ذلك ، فإن بكتيريا الحديد (سم.بكتيريا الحديد)باستخدام طاقة أكسدة الحديد (II) إلى الحديد (III) للتركيب الكيميائي (سم.الكيميائيات)يمكن أن يتراكم ما يصل إلى 17-20٪ من الحديد في خلاياهم. تتمثل الوظيفة البيولوجية الرئيسية للحديد في المشاركة في نقل الأكسجين وعمليات الأكسدة. يؤدي الحديد هذه الوظيفة في تكوين البروتينات المعقدة - البروتينات الدموية (سم.الهيموبروتيدات)، والمجموعة الاصطناعية منها مركب البورفيرين الحديدي - الهيم (سم.جوهرة)... من بين أهم البروتينات الدموية هي أصباغ الجهاز التنفسي الهيموجلوبين (سم.الهيموغلوبين)والميوغلوبين ، (سم.ميوغلوبين)حاملات عالمية للإلكترونات في تفاعلات التنفس الخلوي والأكسدة والتمثيل الضوئي للسيتوكروم ، (سم.السيتوكروم)إنزيمات الكاتالوز والبيروكسيد وغيرها. في بعض اللافقاريات ، تحتوي أصباغ الجهاز التنفسي المحتوية على الحديد مثل الهيلوريثرين والكلوروكورين على بنية مختلفة عن الهيموجلوبين. أثناء التخليق الحيوي للبروتينات الدموية ، يتم نقل الحديد إليهم من بروتين فيريتين (سم.فيريتين)، القيام بتخزين ونقل الحديد. يتركز هذا البروتين ، الذي يحتوي جزيء واحد منه على حوالي 4500 ذرة حديد ، في الكبد والطحال ونخاع العظام والغشاء المخاطي المعوي للثدييات والبشر. يتم تغطية حاجة الإنسان اليومية من الحديد (6-20 مجم) بكثرة بالغذاء (اللحوم والكبد والبيض والخبز والسبانخ والبنجر وغيرها غنية بالحديد). يحتوي جسم الشخص العادي (وزن الجسم 70 كجم) على 4.2 جرام من الحديد ، في 1 لتر من الدم - حوالي 450 مجم. مع نقص الحديد في الجسم ، يتطور فقر الدم الغدي الذي يتم علاجه بمستحضرات تحتوي على الحديد. تستخدم مستحضرات الحديد أيضًا كعوامل تصالحية. يمكن أن تكون الجرعة الزائدة من الحديد (200 مجم أو أكثر) سامة. الحديد ضروري أيضًا للتطور الطبيعي للنباتات ، لذلك توجد أسمدة تحتوي على مغذيات دقيقة تعتمد على مستحضرات الحديد.

القاموس الموسوعي. 2009 .

تعرف على الأجهزة الموجودة في القواميس الأخرى:

تزوج القاعة (القاعات) zo الجنوب. والغرب. معدن ، حمأة ، مصهورة من الخام على شكل حديد زهر ، ومزورة من هذا الأخير تحت مطرقة الانفجار. عندما يقترن بالكربون ، فإنه يشكل الفولاذ. يتم بيع الحديد على شكل: شريط أو جودة عالية ؛ أولا على التوالي ... قاموس دال التوضيحي

الحديد هو عنصر من مجموعة فرعية جانبية من المجموعة الثامنة من الفترة الرابعة من الجدول الدوري للعناصر الكيميائية ذات العدد الذري 26. ويشار إليه بالرمز Fe (لاتيني فيروم). أحد أكثر المعادن انتشارًا في القشرة الأرضية (يأتي في المرتبة الثانية بعد الألمنيوم).
مادة الحديد البسيطة (رقم سجل المستخلصات الكيميائية: 7439-89-6) هي معدن فضي-أبيض مرن مع تفاعل كيميائي عالي: يتآكل الحديد بسرعة في درجات الحرارة العالية أو في الرطوبة العالية في الهواء. في الأكسجين النقي ، يحترق الحديد ، وفي حالة التشتت الدقيق يشتعل تلقائيًا في الهواء.
في الواقع ، يُطلق على الحديد عادةً سبائكه ذات المحتوى المنخفض من الشوائب (تصل إلى 0.8٪) ، والتي تحافظ على نعومة وليونة المعدن النقي. ولكن في الممارسة العملية ، يتم استخدام سبائك الحديد مع الكربون في كثير من الأحيان: الفولاذ (حتى 2.14 بالوزن ٪ كربون) والحديد الزهر (أكثر من 2.14 بالوزن ٪ كربون) ، وكذلك الفولاذ المقاوم للصدأ (المخلوط) مع إضافة السبائك المعادن (الكروم والمنغنيز والنيكل وما إلى ذلك). مجموعة الخصائص المحددة للحديد وسبائكه تجعله "المعدن رقم 1" من حيث الأهمية بالنسبة للإنسان.
في الطبيعة ، نادرًا ما يوجد الحديد في شكله النقي ، وغالبًا ما يوجد في تكوين نيازك الحديد والنيكل. نسبة انتشار الحديد في القشرة الأرضية هي 4.65٪ (المرتبة الرابعة بعد O ، Si ، Al). ويعتقد أيضًا أن الحديد يشكل معظم نواة الأرض.

أصل الاسم

توجد عدة إصدارات من أصل الكلمة السلافية "حديد" (بيلاروسيا زاليزا ، زاليزو الأوكراني ، زيلزو السلافية القديمة ، زيلازو البلغاري ، زيلزو الصربي الكرواتي ، زيلازو البولندي ، تشيليزو ، السلوفيني سيليزو).
أحد أصول الكلام يربط براسلاف. * elzo بالكلمة اليونانية χαλκός ، والتي تعني الحديد والنحاس ، طبقًا لإصدار آخر. * يرتبط želězo بكلمتَي * žely "سلحفاة" و * glazъ "صخرة" ، مع كلمة seme الشائعة "حجر". يفترض الإصدار الثالث استعارة قديمة من لغة غير معروفة.
تستمر اللغات الرومانسية (الإيطالية ferro ، fer الفرنسية ، hierro الإسبانية ، port ferro ، الروماني fier). حديد. اللاتينية ferrum (استعارت اللغات الجرمانية اسم الحديد (القوطية eisarn ، والحديد الإنجليزي ، والألمانية Eisen ، و Ijzer الهولندية ، و Dan jern ، و Swedish järn) من سلتيك.
كلمة براكيلتيك * isarno- (> OE iarn ، OE hoiarn) ربما تعود إلى Proto-Ie. * h1esh2r-no- "دموي" مع تطور دلالي "دموي"> "أحمر"> "حديد". وفقًا لفرضية أخرى ، تعود هذه الكلمة إلى Pra-Ie. * (H) ish2ro- "قوي ، قديس ، يمتلك قوة خارقة للطبيعة".
ربما تم استعارة الكلمة اليونانية القديمة σίδηρος من نفس المصدر مثل الكلمات السلافية والجرمانية والبلطيقية للفضة.
يأتي اسم كربونات الحديد الطبيعي (سيديريت) من اللات. sidereus - نجمي. في الواقع ، كان أول الحديد الذي وقع في أيدي الناس من أصل نيزكي. ربما لم تكن هذه مصادفة. على وجه الخصوص ، فإن الكلمة اليونانية القديمة sideros () للحديد واللاتينية sidus التي تعني "نجمة" من المحتمل أن يكون لها أصل مشترك.

يستلم

في الصناعة ، يتم الحصول على الحديد من خام الحديد ، بشكل رئيسي من الهيماتيت (Fe 2 O 3) والمغنتيت (FeO · Fe 2 O 3).
هناك طرق مختلفة لاستخراج الحديد من الخامات. الأكثر شيوعًا هي عملية المجال.
المرحلة الأولى من الإنتاج هي اختزال الحديد بالكربون في فرن صهر عند درجة حرارة 2000 درجة مئوية. في فرن الصهر ، يتم تغذية الكربون على شكل فحم الكوك ، وخام الحديد على شكل تكتل أو حبيبات ، وتدفق (مثل الحجر الجيري) من الأعلى ، ويلتقي بهم تيار من الهواء الساخن القسري من الأسفل.
في الفرن ، يتأكسد الكربون على شكل فحم الكوك إلى أول أكسيد الكربون. يتكون هذا الأكسيد عند الاحتراق في نقص الأكسجين. في المقابل ، يقلل أول أكسيد الكربون من الحديد الخام. لجعل هذا التفاعل أسرع ، يتم تمرير أول أكسيد الكربون الساخن عبر أكسيد الحديد (III). يضاف التدفق للتخلص من الشوائب غير المرغوب فيها (السيليكات في المقام الأول ؛ على سبيل المثال الكوارتز) في الخام المنجم. يحتوي التدفق النموذجي على الحجر الجيري (كربونات الكالسيوم) والدولوميت (كربونات المغنيسيوم). للتخلص من الشوائب الأخرى ، يتم استخدام تدفقات أخرى.
تأثير التدفق (في هذه الحالة ، كربونات الكالسيوم) هو أنه عندما يتم تسخينه ، فإنه يتحلل إلى أكسيده. يتحد أكسيد الكالسيوم مع ثاني أكسيد السيليكون لتشكيل الخبث - الكالسيوم ميتاسيليكات. يذوب الخبث ، على عكس ثاني أكسيد السيليكون ، في فرن. أخف من الحديد ، يطفو الخبث على السطح - تسمح هذه الخاصية بفصل الخبث عن المعدن. يمكن بعد ذلك استخدام الخبث في البناء والزراعة. يحتوي الحديد المصهور المنتج في فرن الصهر على قدر كبير من الكربون (حديد خام). باستثناء في مثل هذه الحالات ، عندما يتم استخدام الحديد الزهر مباشرة ، فإنه يتطلب مزيدًا من المعالجة.
تتم إزالة الكربون الزائد والشوائب الأخرى (الكبريت والفوسفور) من الحديد الزهر عن طريق الأكسدة في الأفران أو المحولات ذات المجمرة المفتوحة. تستخدم الأفران الكهربائية أيضًا لصهر سبائك الفولاذ.
بالإضافة إلى عملية الفرن العالي ، فإن عملية الإنتاج المباشر للحديد واسعة الانتشار. في هذه الحالة ، يتم خلط الخام المسحوق بطين خاص لتشكيل كريات. يتم حرق الكريات ومعالجتها في فرن عمود مع منتجات تحويل غاز الميثان الساخنة التي تحتوي على الهيدروجين. يقلل الهيدروجين الحديد بسهولة دون تلويث الحديد بالشوائب مثل الكبريت والفوسفور ، وهما شوائب شائعة في الفحم. يتم الحصول على الحديد في صورة صلبة ، ثم يعاد صهره لاحقًا في أفران كهربائية.
يتم الحصول على الحديد النقي كيميائيا عن طريق التحليل الكهربائي لمحاليل أملاحه.

حديد (فيروم ، الحديد) - عنصر من المجموعة الثامنة من النظام الدوري لـ D. I. Mendeleev ؛ هو جزء من أصباغ الجهاز التنفسي ، بما في ذلك الهيموجلوبين ، ويشارك في عملية ربط ونقل الأكسجين إلى الأنسجة في جسم الحيوانات والبشر ؛ يحفز وظيفة الأعضاء المكونة للدم. يستخدم كدواء لفقر الدم وبعض الحالات المرضية الأخرى. يستخدم النظير المشع 59 Fe كمؤشر إشعاعي في إسفين ، البحوث المختبرية. الرقم التسلسلي 26 ، في. الوزن 55.847.

في الطبيعة ، تم العثور على 4 نظائر حديدية ثابتة بأعداد كتلتها 54 (5.84٪) و 56 (91.68٪) و 57 (2.17٪) و 58 (0.31٪).

يوجد الحديد في كل مكان ، سواء على الأرض ، وخاصة في قلبها ، وفي النيازك. تحتوي قشرة الأرض على 4.2٪ بالوزن أو 1.5 ذرية٪ من الحديد ، ويبلغ متوسط ​​محتوى الحديد في النيازك الحجرية 23٪ ، وأحيانًا يصل إلى 90٪ (تسمى هذه النيازك بالحديد). في شكل مركبات عضوية معقدة ، يعتبر الحديد جزءًا من الكائنات الحية النباتية والحيوانية.

الحديد جزء من العديد من المعادن التي تكون أكاسيد الحديد (خام الحديد الأحمر - Fe 2 O 3 ، خام الحديد المغناطيسي - FeO-Fe 2 O 3 ، خام الحديد البني - 2Fe 2 O 3 -3H 2 O) ، أو الكربونات (siderite) - FeCO 3) ، أو مركبات الكبريت (بيريت الحديد ، البيريت المغناطيسي) ، أو أخيرًا السيليكات (على سبيل المثال ، الزبرجد الزيتوني ، إلخ). Zh. يوجد في المياه الجوفية ومياه المسطحات المائية المختلفة. في مياه البحر ، يوجد الحديد بتركيز 5-10-6٪.

في التكنولوجيا ، يستخدم الحديد في شكل سبائك مع عناصر أخرى تغير خصائصه بشكل كبير. من الأهمية بمكان سبائك الحديد مع الكربون.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية للحديد ومركباته

Pure Zh. - معدن لامع قابل للطرق ، أبيض مع مسحة رمادية ؛ t ° pl 1539 ± 5 °، t ° الغليان تقريبًا. 3200 درجة ؛ يدق الوزن 7874 ؛ يمتلك ، بالمقارنة مع المعادن النقية الأخرى ، أعلى خصائص مغناطيسية حديدية ، أي القدرة على اكتساب خصائص المغناطيس تحت تأثير المجال المغناطيسي الخارجي.

هناك نوعان من التعديلات البلورية المعروفة للحديد: ألفا وجاما الحديد. الأول ، تعديل ألفا ، مستقر تحت 911 درجة وفوق 1392 درجة ، والثاني ، تعديل جاما ، في نطاق درجة الحرارة من 911 درجة إلى 1392 درجة. عند درجات حرارة أعلى من 769 درجة ، يكون حديد ألفا غير مغناطيسي ، وأقل من 769 درجة يكون مغناطيسيًا. يُطلق أحيانًا على حديد ألفا غير المغناطيسي اسم بيتا حديد ، وتعديل ألفا بدرجة حرارة عالية هو حديد دلتا. Zh يتفاعل بسهولة مع المخفف إلى التامي (على سبيل المثال ، مع الهيدروكلوريك ، الكبريتيك ، الخليك) مع إطلاق الهيدروجين وتشكيل أملاح الحديدوز المقابلة ، أي أملاح الحديد (II). تفاعل الحديد مع النيتريك المخفف بدرجة عالية يحدث بدون إطلاق الهيدروجين مع تكوين ملح نترات الحديد - Fe (NO 3) 2 وملح النيتريك الأمونيوم - NH 4 NO 3. عند التفاعل مع Zh. النيتريك الذي يشكل ملح أكسيد الحديد ، أي ملح Fe (III) ، - Fe (NO 3) 3 ، وأكاسيد النيتروجين يتم إطلاقها في وقت واحد.

في الهواء الجاف ، يُغطى الحديد بطبقة رقيقة (حوالي 3 نانومتر) من الأكسيد (Fe 2 O 3) ، لكنها لا تصدأ. في درجات الحرارة المرتفعة ، في وجود الهواء ، يتأكسد الحديد ، مكونًا مقياسًا للحديد - خليط من أكسيد النيتروز (FeO) وأكسيد (Fe 2 O 3) في وجود الرطوبة والهواء ، يتآكل الحديد ؛ يتأكسد لتشكيل الصدأ ، الحواف عبارة عن خليط من أكاسيد الحديد المميهة.غشاء رقيق من أكسيد النيتروز - Fe 3 O 4 (صبغ الصلب).

Zh. ينتمي إلى عناصر ذات تكافؤ متغير ، وبالتالي فإن مركباته قادرة على المشاركة في تفاعلات الأكسدة والاختزال. المركبات المعروفة المكونة من اثنين وثلاثة وسداسي التكافؤ.

الأكثر استقرارًا هي مركبات الحديد ثنائي التكافؤ وثنائي التكافؤ. مركبات الأكسجين من الحديد - أكسيد النيتروز (FeO) وأكسيد (Fe 2 O 3) - لها خصائص أساسية وتشكل الأملاح مع to-tami. هيدرات هذه الأكاسيد Fe (OH) 2 ، Fe (OH) 3 غير قابلة للذوبان في الماء. أملاح الحديدوز ، أي ثنائي التكافؤ ، الحديد (FeCl 2 ، FeSO 4 ، إلخ) ، تسمى أملاح الحديد (II) أو الأملاح الحديدية ، تكون عديمة اللون في الحالة اللامائية ، وفي وجود ماء تبلور أو في حالة ذائبة لها لون أخضر مزرق ؛ تنفصل لتكوين Fe 2+ أيونات. الهيدرات البلورية لملح كبريتات الأمونيوم المزدوج والحديد ثنائي التكافؤ (NH 4) 2 SO 4 -FeSO 4 -6H 2 O يسمى ملح Mohr. رد فعل حساس لأملاح Fe (II) هو التكوين مع K 3 Fe (CN) 6 من راسب أزرق دوار - Fe 3 2.

أملاح أكسيد ، أي الحديد ثلاثي التكافؤ أو Fe (III) ، تسمى أملاح Fe (III) أو فيريسول ، ملونة باللون الأصفر البني أو الأحمر البني ، على سبيل المثال ، كلوريد الحديديك ، الذي يتم تسويقه على شكل هيدرات بلورية صفراء مسترطبة FeCl 3 -6H 2 O. أملاح كبريتات مزدوجة من Fe (III) ، تسمى شب الحديد ، منتشرة على نطاق واسع ، على سبيل المثال ، شب الحديد والأمونيوم (NH 4) 2 SO 4 Fe 2 (SO 4) 3 24H 2 O. في المحلول ، تتفكك أملاح الحديد (III) لتكوين أيونات Fe 3+. التفاعلات الحساسة لأملاح الحديد (III) هي: 1) تكوين راسب Fe 4 3 الأزرق البروسي بمحلول K 4 Fe (CN) 6 و 2) تكوين الحديد رودانيك الأحمر Fe (CNS) 3 مع إضافة أملاح رودانيك (NH) 4 CNS أو KCNS).

مركبات الحديد سداسي التكافؤ هي أملاح الحديد إلى - أنت (ferrates K2FeO4، BaFeO4). إن الحديد إلى ذلك (H2FeO4) وأنهيدريده المقابل لهذه الأملاح غير مستقر ولم يتم الحصول عليه في الحالة الحرة. الفرات هي عوامل مؤكسدة قوية ، فهي غير مستقرة وتتحلل بسهولة مع إطلاق الأكسجين.

يوجد عدد كبير من المركبات المعقدة للحديد. على سبيل المثال ، عندما يضاف سيانيد البوتاسيوم إلى أملاح الحديد الحديدية ، يتشكل أولاً راسب من حديد السيانيد. Fe (CN) 2 ، والذي يذوب مرة أخرى مع وجود فائض من KCN لتكوين K 4 Fe (CN) 6 [hexacyano- (II) ferrate potassium ferric-synergistic potassium أو ferricyanide البوتاسيوم]. مثال آخر هو K 3 Fe (CN) 6 [hexacyano- (III) ferrate potassium ferrocyanide potassium أو ferrocyanide ferrocyanide] ، إلخ. يعطي Ferrocyanide Fe (CN) 4 - أيون في المحلول ، و ferricinide - Fe ion (CN) 6 3-. لا يعطي الحديد الموجود في هذه الأنيونات تفاعلات نوعية لأيونات الحديد Fe 3+ و Fe 2+. Zh. بسهولة تكوين مركبات معقدة مع العديد من العضوية to-tami ، وكذلك مع القواعد النيتروجينية. يشكل تكوين مركبات معقدة ملونة من الحديد مع a ، alpha1-dipyridyl ، أو مع o-phenanthroline أساسًا لطرق حساسة للغاية للكشف عن الكميات الصغيرة من الحديد وتحديدها الكمي. مواد نوع الهيم (انظر الهيموغلوبين) من أصل حيوي هي أيضا مركبات معقدة من الحديد.

مع أول أكسيد الكربون ، يعطي الحديد مركبات متطايرة - كاربونيل. Carbonyl Zh. Fe (CO) 5 يسمى pentacarbonyl Zh ، ويستخدم للحصول على أنقى ، وخالي من أي شوائب من Zh ، لغرض الحصول على مادة كيميائية. المحفزات وكذلك لبعض الأغراض الكهربائية.

الحديد في جسم الإنسان

يحتوي جسم الشخص البالغ على متوسط ​​4-5 جم من الحديد ، منها تقريبًا. 70 ٪ في تكوين الهيموغلوبين (انظر) ، 5-10 ٪ - في تكوين الميوغلوبين (انظر) ، 20-25 ٪ في شكل احتياطي Zh. ولا يزيد عن 0.1 ٪ - في بلازما الدم. كمية معينة من Zh. موجود في تكوين مركبات عضوية مختلفة داخل الخلايا. نعم. 1 ٪ من الحديد هو أيضًا جزء من عدد من إنزيمات الجهاز التنفسي (انظر أصباغ الجهاز التنفسي ، إنزيمات الجهاز التنفسي ، الأكسدة البيولوجية) ، والتي تحفز عمليات التنفس في الخلايا والأنسجة.

Zh. ، الموجود في بلازما الدم ، هو أحد أشكال النقل لـ Zh. ، يرتبط القطع بالبروتين الترانسفيرين ، وهو بيتا جلوبيولين ، وربما ألفا جلوبيولين وألبومين. نظريًا ، يمكن ربط 1.25 ميكروغرام من الحديد بـ 1 مجم من البروتين ، أي في المجموع ، تقريبًا. 3 ملغ من الحديد ، ولكن في الحقيقة الترانسفيرين مشبع بالحديد بنسبة 20-50٪ (بمعدل الثلث في المتوسط). كمية إضافية من Zh. ، يمكن للقطع في ظل ظروف معينة أن يتلامس مع الترانسفيرين ، ويحدد قدرة الدم على الارتباط بالحديد غير المشبع (NZHSS) ؛ الكمية الإجمالية من Zh. ، يمكن توصيل القطع عن طريق الترانسفيرين ، ويحدد القدرة الكلية لربط الحديد (OZhSS) في الدم. في مصل الدم ، يتم تحديد محتوى Zh. وفقًا لـ V. Vahlquist في تعديل V. Hagberg و E. A. Efimova. تعتمد الطريقة على حقيقة أن معقدات بروتين الحديد في بلازما الدم في وسط حمضي تتفكك مع إطلاق بروتينات J. ، وفي المرشح الخالي من البروتين يتم تحويل Fe (III) إلى Fe (II) ، والذي يشكل مركبًا ملونًا قابلًا للذوبان مع o-phenanthroline ، كثافة اللون هي rogo تتناسب مع كمية J. في المحلول. للتحديد ، خذ 0.3 مل من مصل الدم غير المنحل ، ويتم الحساب وفقًا لمنحنى المعايرة.

يتم تحديد قدرة مصل الدم على الارتباط بالحديد بواسطة A. Schade في تعديل Rath (C. Rath) و Finch (C. Finch). تعتمد الطريقة على حقيقة أنه عندما تتفاعل بيتا جلوبيولين مع الحديد ثنائي التكافؤ ، يتم تكوين مركب برتقالي أحمر. لذلك ، عند إضافة الأملاح الحديدية (عادةً ملح Mohr) إلى مصل الدم ، تزداد شدة هذا اللون ، وتستقر الحواف بشكل حاد عند نقطة تشبع البروتين. يتم الحكم على كمية الحديد المطلوبة لتشبع البروتين في NIHS. هذه القيمة ، الملخصة بكمية الحديد في مصل الدم ، تعكس TIBC.

محتوى الحديد في بلازما الدم عرضة للتقلبات اليومية ؛ حيث ينخفض ​​بنسبة النصف الثاني من اليوم. يعتمد تركيز الحديد في بلازما الدم أيضًا على العمر: في الأطفال حديثي الولادة يساوي 175 ميكروغرام ٪ ، في الأطفال الذين تتراوح أعمارهم بين سنة واحدة - 73 ميكروغرام ٪ ؛ ثم يزداد تركيز الحديد مرة أخرى إلى 110-115 ميكروجرام٪ ولا يتغير بشكل ملحوظ حتى سن 13. عند البالغين ، توجد اختلافات في تركيز الحديد في مصل الدم حسب الجنس: محتوى الحديد لدى الرجال 120 ميكروغرام٪ ، وفي النساء 80 ميكروغرام٪. في الدم كله ، يكون هذا الاختلاف أقل وضوحًا. TIBC من مصل الدم الطبيعي هو 290-380 ميكروجرام٪. في بول الشخص ، يفرز 60-100 ميكروغرام من Zhu في اليوم.

ترسب الحديد في الأنسجة

يمكن أن يكون الحديد المترسب في أنسجة الجسم من أصل خارجي وداخلي. لوحظ وجود تسمم خارجي في بعض المهن كخطر مهني ، لا سيما في عمال المناجم الذين يعملون في تطوير خام الحديد الأحمر وفي عمال اللحام الكهربائي. في هذه الحالات ، يحدث ترسب أكاسيد Fe (III) (Fe 2 O 3) في الرئتين ، أحيانًا مع تكوين عقيدات حديدي الشكل ، يتم تشخيصها بالأشعة السينية. من الناحية النسيجية ، العقيدات عبارة عن تراكم للغبار المحتوي على الحديد في تجويف الحويصلات الهوائية ، في الخلايا السنخية المتقشرة ، في الحاجز الصدغي ، في برانية القصبات الهوائية مع تطور حول النسيج الضام. في أجهزة اللحام الكهربائية ، تكون كمية الحديد المودعة في الرئتين صغيرة عادةً ؛ تكون جزيئاتها في الغالب أقل من 1 ميكرون ؛ عمال المناجم لديهم رواسب ضخمة من الحديد ، يمكن أن تصل كميتها في كلا الرئتين إلى 45 جرامًا وتشكل 39.6٪ من وزن الرماد المتبقي بعد احتراق الرئة. تسمم الرئة النقي ، على سبيل المثال ، في اللحام الكهربائي ، لا يصاحبه التهاب رئوي وإعاقة ؛ ومع ذلك ، عادة ما يعاني عمال المناجم من داء السحار السيليسي مع تطور التهاب الرئة (انظر).

لوحظ وجود تسمم خارجي في مقلة العين عند إدخال شظايا حديدية ونشارة وما إلى ذلك في العين ؛ في هذه الحالة ، يمر الحديد المعدني إلى البيكربونات ، ثم إلى هيدرات أكسيد الحديد ويترسب في عمليات الجسم الهدبي ، وظهارة الغرفة الأمامية ، وكبسولة العدسة ، والنسيج الظهاري ، والشبكية ، والعصب البصري ، حيث يمكن اكتشافه باستخدام كيماويات دقيقة مناسبة. تفاعلات. يمكن ملاحظة التسمم الموضعي الخارجي حول شظايا الحديد المحتبسة في الأنسجة أثناء الصدمات المنزلية والقتال (شظايا القنابل اليدوية ، والقذائف ، وما إلى ذلك).

مصدر الداء الحميض الداخلي في الغالبية العظمى من الحالات هو الهيموجلوبين مع تدميره خارج وداخل الأوعية الدموية. أحد المنتجات النهائية لتفكك الهيموجلوبين هو صبغة الهيموسيديرين المحتوية على الحديد ، والتي تترسب في الأعضاء والأنسجة. تم اكتشاف Hemosiderin في عام 1834 بواسطة I. Müller ، ولكن مصطلح "Hemosiderin" اقترحه A. Neumann في وقت لاحق فقط ، في عام 1888. يتكون Hemosiderin من تقسيم الهيم. إنه بوليمر من الفيريتين (انظر) [S. Granick]. كيميائيًا ، الهيموسيديرين عبارة عن مجموعة من هيدروكسيد الحديد (III) ، يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالبروتينات وعديدات السكاريد المخاطية ودهون الخلية. يحدث تكوين الهيموسيديرين في خلايا ذات طبيعة اللحمة المتوسطة والظهارية. هذه الخلايا

اقترح كل من V.V.Serov و VS Pukov تسميتها الأرومات الحديدية. في الجسيمات الحديدية للأرومات الحديدية ، يتم تصنيع حبيبات الهيموسيديرين. مجهريًا ، يحتوي الهيموسيديرين على شكل حبيبات من اللون المصفر إلى البني الذهبي ، وتقع غالبًا داخل الخلايا ، ولكن في بعض الأحيان خارج الخلية. تحتوي حبيبات الهيموسيديرين على ما يصل إلى 35٪ فهرنهايت ؛ لا يشكل الهيموسيديرين أبدًا أشكالًا بلورية.

بسبب حقيقة أن مصدر الهيموسيديرين في معظم الحالات هو الهيموجلوبين ، يمكن ملاحظة الترسبات البؤرية لهذا الأخير في أي مكان في جسم الإنسان حيث حدث النزف (انظر. Hemosiderosis). في داء الهيموسيديرين ، في أماكن ترسيب الهيموسيديرين ، يتم الكشف عن SH-ferritin (شكل sulfhydryl النشط) ، الذي له خصائص تحلل الأوعية الدموية. لوحظ وجود رواسب كبيرة من الهيموسيديرين بشكل خاص الناتجة عن الفيريتين بسبب انتهاك التمثيل الغذائي الخلوي لـ J. في داء ترسب الأصبغة الدموية (انظر) ؛ في حين أن كمية الحديد المودعة في الكبد غالبًا ما تتجاوز 20-30 جم ... إلخ.

بالإضافة إلى رواسب الهيموسيديرين ، يُلاحظ أحيانًا تشريب Zh. (Ferruginization) للإطار المرن للرئتين ، والأغشية المرنة للأوعية الرئوية ذات التصلب البني أو الأوعية الدماغية في محيط بؤرة النزف (انظر الانضغاط البني للرئتين) ). كما لوحظ تكيُّن الألياف العضلية الفردية في الرحم ، والخلايا العصبية في الدماغ في بعض الأمراض العقلية (الحماقة ، والخرف المبكر والخرف ، وضمور الذروة ، وبعض فرط الحركة). يتم تشريب هذه التكوينات بالحديد الغرواني ، ولا يمكن اكتشاف التكوينات إلا بمساعدة التفاعلات الخاصة.

للكشف عن الحديد المتأين في الأنسجة ، فإن التفاعل الأكثر استخدامًا هو تكوين تورنبول الأزرق وفقًا لثورمان شميلزر للكشف عن الحديد (II) وتفاعل تكوين الأزرق البروسي [طريقة بيرلز باستخدام Fe (III)] .

يتم إجراء تفاعل تكوين ترنبل أزرق على النحو التالي: توضع المقاطع المحضرة لمدة 1 - 24 ساعة في محلول 10٪ من كبريتيد الأمونيوم لتحويل كل الحديد إلى حديد كبريت ثنائي التكافؤ ، ثم تشطف المقاطع جيدًا في الماء المقطر ، لمدة 10-20 دقيقة. في خليط طازج من أجزاء متساوية من محلول 20٪ من بوتاسيوم الحديد و 1٪ محلول حمض الهيدروكلوريك. G. باللون الأزرق الفاتح ؛ يمكن تلوين الحبات باللون القرمزي. يجب استخدام الإبر الزجاجية فقط لحمل الأقسام.

وفقًا لطريقة بيرلز ، توضع المقاطع لبضع دقائق في خليط طازج مكون من ساعة 2٪ محلول مائي من بوتاسيوم الحديدوز السيانيد و 1.5 ساعة من محلول 1٪ من حمض الهيدروكلوريك ؛ ثم تشطف المقاطع بالماء وتدهن الحبوب بالقرمزي. زاي باللون الأزرق. تم الكشف عن SH-ferritin باستخدام كبريتات الكادميوم (ND Klochkov).

فهرس:طرق البحث البيوكيميائية في العيادة ، أد. أ. بوكروفسكي ، ص. 440 ، م ، 1969 ؛ في حوالي l الجزيرة و p. A. and At te sh e in AB الحديد في كائن حيواني ، ألما آتا ، 1967 ، ببليوغر. جلينكا ن.ل.الكيمياء العامة ، ص. 682 ، L. ، 1973 ؛ Kassirsky IA and Alekseev G.A. Clinical Hematology ، ص. 168، M.، 1970، bibliogr.؛ Levin V. I. الحصول على النظائر المشعة ، ص. 149 ، م ، 1972 ؛ Mashkovsky M.D. الأدوية ، الجزء 2 ، ص. 94 ، م ، 1977 ؛ تكوين الدم الطبيعي وتنظيمه ، أد. فيدوروفا ، ص. 244 ، م ، 1976 ؛ Petrov VN and Shcherba MM كشف وانتشار وجغرافية نقص الحديد ، إسفين ، طبي ، ت. 50 ، رقم 2 ، ص. 20 ، 1972 ، ببليوغر. P i-bov SI and Shostka GD الجوانب الوراثية الجزيئية لتكوين الكريات الحمر ، L. ، 1973 ، ببليوجر. حالات نقص الحديد Sh er b و MM ، L. ، 197 5 ؛ Klinische Hamatologie، hrsg. الخامس. Begemann، S. 295، Stuttgart، 1970؛ الأساس الدوائي للعلاجات ، أد. بواسطة L. S. Goodman أ. جيلمان ، إل ، 1975.

جي إي فلاديميروف ؛ G. A. Alekseev (hem.) ، V. V. Bochkarev (rad.) ، A. M. Vikhert (pat. An.) ، V. V. Churyukanov (pharm.).

حديد(اللاتينية ferrum) ، fe ، العنصر الكيميائي للمجموعة الثامنة من الجدول الدوري لمندليف ؛ العدد الذري 26 ، الكتلة الذرية 55.847 ؛ لامعة من المعدن الفضي والأبيض. يتكون العنصر في الطبيعة من أربعة نظائر مستقرة: 54 قدمًا (5.84٪) و 56 قدمًا (91.68٪) و 57 قدمًا (2.17٪) و 58 قدمًا (0.31٪).

مرجع تاريخي. Zh. كان معروفًا حتى في عصور ما قبل التاريخ ، لكنه وجد استخدامه على نطاق واسع في وقت لاحق ، لأنه نادر جدًا في الطبيعة في حالة حرة ، وأصبح إنتاجه من الخامات ممكنًا فقط عند مستوى معين من التطور التكنولوجي. من المحتمل أن الإنسان التقى أولاً بالحديد النيزكي ، كما يتضح من أسمائها في لغات الشعوب القديمة: المصري القديم "بني بيت" تعني "الحديد السماوي" ؛ يرتبط sideros اليوناني القديم باللاتينية sidus (genitive sideris) - نجم ، جرم سماوي. في النصوص الحثية من القرن الرابع عشر. قبل الميلاد NS. يُذكر J. كمعدن سقط من السماء. في اللغات الرومانسية ، تم الحفاظ على جذر الاسم الذي أطلقه الرومان (على سبيل المثال ، الفرنسية fer ، الإيطالية ferro).

تم اختراع طريقة الحصول على الحديد من الخامات في الجزء الغربي من آسيا في الألفية الثانية قبل الميلاد. NS ؛ بعد ذلك ، انتشر استخدام Zh. إلى بابل ومصر واليونان ؛ للتغيير العصر البرونزيأتى العصر الحديدي.يقول هومر (في الأغنية الثالثة والعشرون للإلياذة) إن أخيل منح الفائز في مسابقة رمي القرص بقرص مصنوع من بلورة حديدية. في أوروبا وروسيا القديمة ، لعدة قرون ، تلقى Zh عملية نفخ الجبن.خام الحديد تم استعادته بالفحم في تشكيل في حفرة ؛ تم ضخ الهواء في المسبك باستخدام منفاخ ، نتاج الاختزال - تم فصل الكريتسا عن الخبث بضربات المطرقة وتم تشكيل العديد من المنتجات منه. مع تحسن طرق النفخ وزيادة ارتفاع الموقد ، زادت درجة حرارة العملية وكربن جزء من الحديد ، أي ، الحديد الزهر؛ يعتبر هذا المنتج الهش نسبيًا منتج نفايات. ومن هنا جاء اسم الحديد الزهر "الخنزير" ، "الحديد الزهر" - الحديد الزهر الإنجليزي. في وقت لاحق ، لوحظ أنه عند تحميل ليس خام الحديد في المسبك ، ولكن الحديد الزهر ، يتم أيضًا الحصول على قشرة حديدية منخفضة الكربون ، واتضح أن هذه العملية ذات المرحلتين أكثر ربحية من عملية النفخ الخام. في القرنين الثاني عشر والثالث عشر. كانت طريقة الصراخ منتشرة بالفعل. في القرن الرابع عشر. بدأ صهر الحديد الزهر ليس فقط كمنتج شبه لمزيد من المعالجة ، ولكن أيضًا كمواد لصب المنتجات المختلفة. كما أن إعادة بناء الموقد وتحويله إلى فرن رمح ("فرن الصهر") ثم إلى فرن صهر يعود أيضًا إلى نفس الوقت. في منتصف القرن الثامن عشر. في أوروبا ، عملية الحصول على بوتقة أصبحالتي كانت معروفة على أراضي سوريا في أوائل العصور الوسطى ، ولكن تبين لاحقًا أنها منسية. في هذه الطريقة ، يتم الحصول على الفولاذ عن طريق صهر الشحنات المعدنية في أوعية صغيرة (بوتقات) من كتلة شديدة المقاومة للحرارة. في الربع الأخير من القرن الثامن عشر. بدأت عملية إعادة توزيع الحديد الزهر في البرك تتطور على موقد الفرن العاكس الناري. تسببت الثورة الصناعية في القرن الثامن عشر وأوائل القرن التاسع عشر ، واختراع المحرك البخاري ، وإنشاء السكك الحديدية والجسور الكبيرة وأسطول البخار ، في طلب هائل على الحديد وسبائكه. ومع ذلك ، فإن جميع الطرق الحالية لإنتاج خام الحديد لا يمكن أن تلبي احتياجات السوق. بدأ الإنتاج الضخم للصلب فقط في منتصف القرن التاسع عشر ، عندما تم تطوير عمليات Bessemer و Thomas و Open Hearth. في القرن 20th. نشأت عملية صهر القوس الكهربائي وانتشرت على نطاق واسع ، مما أدى إلى إنتاج فولاذ عالي الجودة.

الانتشار في الطبيعة. من حيث محتواه في الغلاف الصخري (4.65٪ بالكتلة) ، يأتي الحديد في المرتبة الثانية بين المعادن (الألومنيوم هو الأول). تهاجر بقوة في قشرة الأرض ، وتشكل حوالي 300 معدن (أكاسيد ، كبريتيد ، سيليكات ، كربونات ، تيتانات ، فوسفات ، إلخ). Zh. يأخذ دورًا نشطًا في عمليات الصهارة ، والحرارة المائية ، والجينات الفائقة ، والتي ترتبط بتكوين أنواع مختلفة من رواسبها. Zh. هو معدن من أعماق الأرض ؛ يتراكم في المراحل المبكرة من تبلور الصهارة ، في الصخور فوق السطحية (9.85 ٪) والصخور الأساسية (8.56 ٪) (في الجرانيت هو 2.7 ٪ فقط). في المحيط الحيوي ، يتراكم الحديد في العديد من الرواسب البحرية والقارية ، مكونًا خامات رسوبية.

تلعب تفاعلات الأكسدة والاختزال دورًا مهمًا في الكيمياء الجيولوجية للحديد - الانتقال من 2-التكافؤ إلى 3-التكافؤ والعكس بالعكس. في المحيط الحيوي ، في ظل وجود المواد العضوية ، يتم تقليل fe 3+ إلى fe 2+ وترحيله بسهولة ، وعندما يواجه الأكسجين الجوي ، يتأكسد fe 2+ ، مكونًا تراكمات من هيدروكسيدات الحديد ثلاثي التكافؤ. 3-التكافؤ الحديد باللون الأحمر والأصفر والبني. هذا يحدد لون العديد من الصخور الرسوبية واسمها - "تشكيل أحمر اللون" (الطين الأحمر والبني والطين ، والرمال الصفراء ، وما إلى ذلك).

الخصائص الفيزيائية والكيميائية. لا يتم تحديد أهمية الحديد في التكنولوجيا الحديثة فقط من خلال توزيعه الواسع في الطبيعة ، ولكن أيضًا من خلال مجموعة من الخصائص القيمة للغاية. إنه بلاستيك ، يمكن تشكيله بسهولة في حالة البرودة والحرارة ، وقابل للدرفلة والختم والرسم. تعمل القدرة على إذابة الكربون والعناصر الأخرى كأساس للحصول على مجموعة متنوعة من سبائك الحديد.

يمكن أن توجد في شكل شبكتين بلوريتين: مكعب محوره الجسم (bcc) ومكعب محوره الوجه (fcc). أقل من 910 درجة مئوية ، a - fe مع شعرية bcc مستقرة (أ = 2.86645 Å عند 20 درجة مئوية). بين 910 درجة مئوية و 1400 درجة مئوية ، يكون تعديل g مع شبكة fcc مستقرًا (a = 3.64 Å). فوق 1400 درجة مئوية ، يتم تشكيل شبكة شعرية bcc d -fe (أ = 2.94 Å) مرة أخرى ، وهي مستقرة حتى نقطة الانصهار (1539 درجة مئوية). أ - Fe هو مغنطيسي مغناطيسي يصل إلى 769 درجة مئوية (نقطة كوري). التعديلات g -fe و d -fe هي مغناطيسية.

تم اكتشاف التحولات متعددة الأشكال للحديد والصلب عند التسخين والتبريد في عام 1868 بواسطة د. تشيرنوف... أشكال الكربون مع Zh. حلول صلبةالفجوات ، حيث توجد ذرات C ، التي لها نصف قطر ذري صغير (0.77 Å) ، في فجوات الشبكة البلورية للمعدن ، والتي تتكون من ذرات أكبر (نصف القطر الذري Fe 1.26 Å). يسمى محلول الكربون الصلب في g-fe. الأوستينيتو في (a -fe- الفريت. محلول الكربون الصلب المشبع بالجرام - يحتوي Fe على 2.0٪ C بالوزن عند 1130 درجة مئوية ؛ يذوب a -fe فقط 0.02-0.04٪ C عند 723 درجة مئوية ، وأقل من 0.01٪ في درجة حرارة الغرفة. لذلك ، في تصلبيتكون الأوستينيت مارتينسيت -محلول صلب مفرط التشبع من الكربون في a-fe ، صعب جدًا وهش. مزيج من تصلب مع غادر(عن طريق التسخين إلى درجات حرارة منخفضة نسبيًا لتقليل الضغوط الداخلية) يسمح لك بإعطاء الفولاذ المزيج المطلوب من الصلابة والليونة.

تعتمد الخصائص الفيزيائية للحديد على نقاوته. في مواد الحديد الصناعية ، كقاعدة عامة ، يصاحب شوائب الكربون والنيتروجين والأكسجين والهيدروجين والكبريت والفوسفور. حتى في التركيزات المنخفضة للغاية ، فإن هذه الشوائب تغير خصائص المعدن بشدة. لذلك ، الكبريت يسبب ما يسمى. هشاشة حمراء، الفوسفور (حتى 10-20٪ P) - هشاشة باردة؛ تقليل الكربون والنيتروجين بلاستيكويزيد الهيدروجين هشاشة J. (ما يسمى هشاشة الهيدروجين). تقليل محتوى الشوائب إلى 10-7 - 10 -9٪ تؤدي إلى تغيرات كبيرة في خواص المعدن وبالأخص زيادة الليونة.

فيما يلي الخواص الفيزيائية للحديد ، المتعلقة أساسًا بالمعدن الذي يحتوي على نسبة شوائب كلية أقل من 0.01٪ بالوزن:

نصف القطر الذري 1.26 å

نصف القطر الأيوني fe 2+ o، 80 å، fe 3+ o، 67 å

الكثافة (20 درجة مئوية) 7.874 ز / سم 3

ر رر 1539 درجة مئوية

ر kipحوالي 3200 درجة مئوية

معامل درجة حرارة التمدد الخطي (20 درجة مئوية) 11.710 -6

الموصلية الحرارية (25 درجة مئوية) 74.04 الثلاثاء/(م ك)

تعتمد السعة الحرارية للحديد على هيكلها وتتغير بطريقة معقدة مع درجة الحرارة ؛ متوسط ​​الحرارة النوعية (0-1000 درجة مئوية) 640.57 ي /(كلغ·إلى) .

مقاومة كهربائية محددة (20 درجة مئوية)

9.7 · 10 -8 أوم م

معامل درجة حرارة المقاومة الكهربائية

(0-100 درجة مئوية) 6.51 10 -3

معامل يونغ 190-210103 مينيسوتا / م. 2

(19-21 10 3 كجم ق / مم 2)

معامل درجة حرارة معامل يونج

معامل القص 84.0 10 3 Mn / م 2

قوة الشد على المدى القصير

170-210 Mn / م 2

استطالة 45-55٪

صلابة برينل 350-450 Mn / م 2

قوة الخضوع 100 Mn / م 2

قوة التأثير 300 Mn / م 2

تكوين غلاف الإلكترون الخارجي لذرة fe 3 د 6 4 ثانية 2 . يُظهر الحديد تكافؤًا متغيرًا (أكثر المركبات ثباتًا هي الحديد 2 و 3 التكافؤ). مع الأكسجين ، يشكل الحديد أكسيد النيتروز ، وأكسيد Fe 2 o 3 ، وأكسيد النيتروز fe 3 o 4 (مركب Feo مع fe 2 o 3 ، الذي له البنية سبينيلز) . في الهواء الرطب في درجات الحرارة العادية ، يصبح الحديد مغطى بالصدأ السائب (Fe 2 o 3 نح 2 س). بسبب مساميته ، الصدأ لا يعيق وصول الأكسجين والرطوبة إلى المعدن وبالتالي لا يحميه من المزيد من الأكسدة. نتيجة لأنواع مختلفة من التآكل ، يتم فقدان ملايين الأطنان من الحديد سنويًا ، وعندما يتم تسخين الحديد في الهواء الجاف بدرجة حرارة تزيد عن 200 درجة مئوية ، يتم تغطيته بغشاء أكسيد أنحف يحمي المعدن من التآكل في درجات الحرارة العادية ؛ هذا هو أساس الطريقة التقنية لحماية J.- أزرق.عند تسخينه في بخار الماء ، يتأكسد الحديد بتكوين Fe 3 o 4 (أقل من 570 درجة مئوية) أو Feo (فوق 570 درجة مئوية) وتطور الهيدروجين.

يتكون هيدروكسيد Fe (oh) 2 على شكل راسب أبيض تحت تأثير القلويات الكاوية أو الأمونيا على المحاليل المائية لأملاح Fe 2+ في جو من الهيدروجين أو النيتروجين. عند التلامس مع الهواء ، يتحول لون fe (oh) 2 أولاً إلى اللون الأخضر ، ثم يتحول إلى اللون الأسود ، ثم يتحول سريعًا إلى اللون الأحمر البني هيدروكسيد fe (أوه) 3. يعرض أكسيد النيتروز Feo الخصائص الأساسية. أكسيد Fe 2 o 3 مذبذب وله وظيفة حمضية معبر عنها بشكل ضعيف ؛ يتفاعل مع المزيد من الأكاسيد الأساسية (على سبيل المثال ، مع mgo) ، فإنه يشكل حديدي - مركبات من النوع fe 2 o 3 ن meo ، التي لها خصائص مغناطيسية حديدية وتستخدم على نطاق واسع في الإلكترونيات الراديوية. يتم التعبير عن الخواص الحمضية أيضًا في الحديد 6 التكافؤ ، الموجود في شكل حديد ، على سبيل المثال ، k 2 feo 4 ، أملاح حمض الحديديك غير معزولة في الحالة الحرة.

Zh يتفاعل بسهولة مع الهالوجينات وهاليدات الهيدروجين ، مما يعطي الأملاح ، على سبيل المثال ، الكلوريدات fecl 2 و fecl 3. عند تسخين الحديد بالكبريت ، تتشكل كبريتيدات فاس وفاس 2. Zh. الكربيدات - fe 3 c ( سمنتيت) و Fe 2 c (e-carbide) - تسقط المحاليل الصلبة للكربون في الحديد عند التبريد. يتم إطلاق Fe 3 c أيضًا من محاليل الكربون في الحديد السائل بتركيزات عالية من C. من هذه النتريدات fe 4 n و fe 2 n معزولة. مع الهيدروجين ، يعطي الحديد فقط هيدرات غير مستقرة ، والتي لم يتم تحديد تركيبها بدقة. عند تسخينه ، يتفاعل الحديد بقوة مع السيليكون والفوسفور ، مكونًا مبيدات السيليكات (على سبيل المثال ، fe 3 si) والفوسفيدات (على سبيل المثال ، fe 3 p).

مركبات الحديد التي تحتوي على العديد من العناصر (O ، s ، إلخ) ، والتي تشكل بنية بلورية ، لها تركيبة متغيرة (على سبيل المثال ، يمكن أن يختلف محتوى الكبريت في أحادي الكبريتيد من 50 إلى 53.3 عند.٪). هذا بسبب عيوب في التركيب البلوري. على سبيل المثال ، في أكسيد الحديد ، يتم استبدال بعض أيونات Fe 2+ في مواقع الشبكة بأيون Fe 3+ ؛ للحفاظ على الحياد الإلكتروني ، تظل بعض المواقع الشبكية التي تنتمي إلى أيونات Fe 2+ فارغة ويكون الطور (wustite) في الظروف العادية له الصيغة fe 0.947 o.

تفاعل Zh. With حمض النيتريك.تركيز hno 3 (كثافة 1.45 ز / سم 3) يخمد الحديد نتيجة ظهور طبقة أكسيد واقية على سطحه ؛ يذوب hno 3 المخفف الحديد بتكوين أيونات fe 2+ أو fe 3+ ، ويقلل إلى mh 3 أو n 2 o و n 2.

محاليل أملاح الحديد ثنائي التكافؤ غير مستقرة في الهواء - يتأكسد fe 2+ تدريجيًا إلى fe 3+. المحاليل المائية من أملاح الحديد بسبب التحلل المائيلديك تفاعل حمضي. إضافة أيونات scn thiocyanate إلى محاليل أملاح fe 3+ تعطي لونًا أحمر دمويًا ساطعًا بسبب ظهور fe (scn) 3 ، مما يجعل من الممكن اكتشاف وجود جزء واحد من fe 3+ تقريبًا 10 6 أجزاء من الماء. التعليم هو سمة من سمات J. مركبات معقدة.

الاستلام والتقديم. يتم الحصول على الحديد النقي بكميات صغيرة نسبيًا عن طريق التحليل الكهربائي للمحاليل المائية لأملاحه أو عن طريق تقليل أكاسيده بالهيدروجين. يتم تطوير طريقة للإنتاج المباشر للحديد من الخامات عن طريق التحليل الكهربائي للمواد المنصهرة. يتزايد إنتاج الحديد النقي بشكل كافٍ تدريجيًا عن طريق اختزاله المباشر من مركزات الخام بالهيدروجين أو الغاز الطبيعي أو الفحم عند درجات حرارة منخفضة نسبيًا.

Zh .. هو أهم معدن في التكنولوجيا الحديثة. في شكله النقي ، لا يتم استخدام الحديد عمليًا بسبب قوته المنخفضة ، على الرغم من أنه في الحياة اليومية غالبًا ما يطلق على منتجات الفولاذ أو الحديد الزهر اسم "الحديد". يستخدم الجزء الأكبر من الحديد في شكل سبائك ذات تكوين وخصائص مختلفة جدًا. تمثل حصة سبائك الحديد حوالي 95 ٪ من جميع المنتجات المعدنية. السبائك الغنية بالكربون (أكثر من 2٪ من حيث الوزن) من الحديد الزهر ، مصهر في أفران الصهر من خامات الحديد المخصب. يتم صهر الفولاذ من مختلف الدرجات (محتوى الكربون أقل من 2٪ بالكتلة) من الحديد الزهر في الموقد المفتوح والأفران والمحولات الكهربائية عن طريق أكسدة (حرق) الكربون الزائد ، وإزالة الشوائب الضارة (بشكل أساسي s ، P ، O) وإضافة عناصر صناعة السبائك. يتم صهر الفولاذ عالي السبائك (الذي يحتوي على نسبة عالية من النيكل والكروم والتنغستن وعناصر أخرى) في أفران القوس الكهربائي وأفران الحث. تُستخدم العمليات الجديدة - الفراغ ، وإعادة الصهر بالكهرباء ، وذوبان البلازما وشعاع الإلكترون ، وغيرها - لإنتاج سبائك الحديد والصلب لأغراض حرجة بشكل خاص. يتم تطوير طرق لصهر الفولاذ في وحدات التشغيل المستمر التي تضمن جودة عالية للمعادن و أتمتة العمليات.

على أساس الحديد ، يتم إنشاء مواد يمكنها تحمل تأثيرات درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة ، والفراغ والضغوط العالية ، والوسائط العدوانية ، والجهد المتناوب العالي ، والإشعاع النووي ، وما إلى ذلك. يتزايد إنتاج الحديد وسبائكه باستمرار. في عام 1971 ، تم صهر 89.3 مليون متر مكعب في الاتحاد السوفياتي. تيحديد صب و 121 مليون. تيأصبح.

ل.أ.شفارتسمان ، إل في فانيوكوفا.

تم استخدام الحديد كمادة فنية منذ العصور القديمة في مصر (مسند رأس من مقبرة توت عنخ آمون بالقرب من طيبة ، منتصف القرن الرابع عشر قبل الميلاد ، متحف أشموليان ، أكسفورد) ، بلاد ما بين النهرين (تم العثور على خناجر بالقرب من كركميش ، 500 قبل الميلاد ، المتحف البريطاني ، لندن) ، الهند (العمود الحديدي في دلهي ، 415). منذ العصور الوسطى ، نجت العديد من المنتجات الفنية العالية من النساء في البلدان الأوروبية (إنجلترا ، فرنسا ، إيطاليا ، روسيا ، وغيرها) - الأسوار المزورة ، ومفصلات الأبواب ، وأقواس الحائط ، وريشة الطقس ، وتجهيزات الصناديق ، والسقالات. يتم تشكيلها من خلال منتجات مصنوعة من قضبان ومنتجات مصنوعة من صفائح معدنية مثقبة (غالبًا مع بطانة من الميكا) وتتميز بأشكال مستوية وصورة ظلية خطية واضحة وتكون مرئية بشكل فعال على خلفية الهواء الخفيف. في القرن 20th. Zh. يستخدم في صناعة المشابك والأسوار والجدران الداخلية المخرمة والشمعدانات والنصب التذكارية.

T. L.

الحديد في الجسم. Zh. موجود في الكائنات الحية لجميع الحيوانات والنباتات (في المتوسط ​​، حوالي 0.02 ٪) ؛ إنه ضروري بشكل أساسي لعملية التمثيل الغذائي للأكسجين وعمليات الأكسدة. هناك كائنات حية (تسمى المكثفات) يمكنها تجميعها بكميات كبيرة (على سبيل المثال ، بكتيريا الحديد -ما يصل إلى 17-20٪ F). تقريبا كل الحديد في الكائنات الحية للحيوانات والنباتات يرتبط بالبروتينات. Zh .. نقص يسبب تأخر النمو وظاهرة داء الكلور في النباتات ،متعلق بالتعليم الكلوروفيل.كما أن وجود الحديد الزائد له تأثير ضار على نمو النباتات ، حيث يتسبب ، على سبيل المثال ، في عقم أزهار الأرز والكلور. في التربة القلوية ، تتشكل مركبات الحديد ، التي يتعذر على جذور النباتات الوصول إليها ، ولا تستقبلها النباتات بكميات كافية ؛ في التربة الحمضية ، يتم تحويل الحديد إلى مركبات قابلة للذوبان بكميات زائدة. مع وجود نقص أو زيادة في مركبات الحديد القابلة للاستيعاب في التربة ، يمكن ملاحظة أمراض النبات في مناطق واسعة.

يدخل الحديد جسم الحيوان والإنسان بالطعام (أغنى به الكبد واللحوم والبيض والبقوليات والخبز والحبوب والسبانخ والبنجر). عادة ، يتلقى الشخص نظامًا غذائيًا يتراوح بين 60 و 110 ملغ Zh. ، وهو ما يتجاوز احتياجاته اليومية بشكل كبير. يحدث امتصاص الحديد الذي يدخل مع الطعام في الجزء العلوي من الأمعاء الدقيقة ، حيث يدخل الدم بشكل مرتبط بالبروتينات وينقل مع الدم إلى الأعضاء والأنسجة المختلفة ، حيث يترسب في الشكل من الحديد ، مركب بروتين - فيريتين. مستودع الحديد الرئيسي في الجسم هو الكبد والطحال. بسبب الفيريتين ، يتم تصنيع جميع المركبات المحتوية على الحديد في الجسم: يتم تصنيع صبغة الجهاز التنفسي في نخاع العظام الهيموغلوبين ،في العضلات - الميوغلوبين ،في أنسجة مختلفة السيتوكروماتوالأنزيمات الأخرى المحتوية على الحديد. يتم إفراز Zh. من الجسم بشكل رئيسي من خلال جدار الأمعاء الغليظة (في البشر ، حوالي 6-10 ملغفي اليوم) وإلى حدٍ ما عن طريق الكلى. تختلف حاجة الجسم للحديد حسب العمر والحالة الجسدية. لكل 1 كجم من الوزن ، يحتاج الأطفال 0.6 ، والبالغون - 0.1 والنساء الحوامل - 0.3 ملغزه. في اليوم. في الحيوانات ، تكون الحاجة إلى الحديد تقريبًا (بمقدار 1 كلغمادة جافة من النظام الغذائي): للأبقار الحلوب - 50 على الأقل ملغ ،للحيوانات الصغيرة - 30-50 ملغ ،للخنازير - ما يصل إلى 200 ملغ ،للخنازير الحوامل - 60 ملغ.

في. في كوفالسكي.

في الطب ، تُستخدم المستحضرات الطبية للحديد (الحديد المختزل ، لاكتات الحديد ، الجلسيروفوسفات من الحديد ، كبريتات الحديد ثنائي التكافؤ ، أقراص Blo ، محلول حمض الماليك ، الفيراميد ، الهيموستيمولين ، إلخ) في علاج الأمراض المصاحبة - نقص الحديد في الجسم (فقر الدم بسبب نقص الحديد) وكذلك عوامل التحصين (بعد الامراض المعدية وغيرها). تُستخدم نظائر الحديد (52 Fe ، 55 Fe ، 59 Fe) كمؤشرات في البحوث الطبية الحيوية وتشخيص أمراض الدم (فقر الدم ، اللوكيميا ، كثرة الحمر ، إلخ).

أشعل .:علم المعادن العام ، M. ، 1967 ؛ Nekrasov B.V. ، أساسيات الكيمياء العامة ، t. 3 ، M. ، 1970 ؛ ريمي جي ، دورة في الكيمياء غير العضوية ، العابرة. منه. ، ت. 2 ، م ، 1966 ؛ موسوعة كيميائية موجزة ، المجلد 2 ، M. ، 1963 ؛ Levinson NR، [منتجات من معادن غير حديدية وحديدية]، في الكتاب: Russian Decorative Art، v. 1-3، M.، 1962-65؛ Vernadsky VI ، مقالات الكيمياء الحيوية. 1922-1932 ، M. - L. ، 1940 ؛ Granik S. ، استقلاب الحديد في الحيوانات والنباتات ، في المجموعة: Microelements، trans. من الإنجليزية. ، M. ، 1962 ؛ ديكسون م ، ويب ف ، إنزيمات ، ترانس. من الإنجليزية. ، M. ، 1966 ؛ Neogi p. ، الحديد في الهند القديمة ، كلكتا ، 1914 ؛ صديق ي. n. ، الحديد في العصور القديمة ، l. ، 1926 ؛ صريح ه. ب. ، صناعة الحديد الفرنسية القديمة ، camb. (الكتلة) ، 1950 ؛ lister r. ، مشغولات حديدية مزخرفة في بريطانيا العظمى ، l. ، 1960.

تحميل الملخص