Сведения о железе: Общие сведения о железе

Общие сведения о железе

Среднее содержание железа в земной коре 4,2%. Железо образует свыше 450 минералов, но промышленное значение имеют немногие оксиды: гематит, магнетит, магномагнетит, ильменит, гидроксиды: гётит, гидрогётит, гидрогематит; карбонаты; сидерит и силикаты: шамозит и тюрингит.

Содержание железа в промышленных рудах различных минеральных типов изменяется от 15- до 70%. В магнетит-гематитовых рудах железа (в %) 50—65, в титаномагнетитовых 15—55, гидрогётитовых 35—45, в сидеритовых 30—35, в силикатных 20—40. Руды, содержащие более 45% железа, считаются богатыми, менее 45 % — бедными. Бедные руды перед металлургической переработкой обогащаются (рудоразборка, промывка, магнитная и электромагнитная сепарация и др.).

Вредные примеси в железных рудах — фосфор, сера, мышьяк, а также олово, цинк, свинец, медь. Допустимое максимальное содержание серы в рудах обычно 0,15—0,25%. Если железистые концентраты перед, плавкой предварительно подвергают агломерации (спеканию), то содержание серы в них снижается до 3—4%, так как она выгорает. Допустимое содержание фосфора от 0,01 до 1,1% в зависимости от технологии переработки руд. Максимальное содержание мышьяка в рудах 0,02—0,05 %, цинка и свинца не более чем по 0,05% каждого.

Полезные примеси — легирующие металлы: никель, кобальт, марганец, титан, хром и ванадий. Железные руды — основа черной металлургии. Главные продукты металлургического производства — чугун, сталь и железо — отличаются друг от друга содержанием углерода и различными технологическими свойствами. В чугунах углерода 1,7— 4%, в сталях 0,2—1,7%, в обычном ковком железе — менее 0,2%. Около 85—90% чугуна является «передельным» и переплавляется в мартеновских печах или в конвертерах (бессемеровский и томасовский процессы) в сталь.

При разработке технологического процесса учитываются химический состав и физические свойства железных руд. При невысоком содержании фосфора (0,07—0,1 %) чугун перерабатывается в сталь в мартеновских речах или в бессемеровских конвертерах с кислой шамотной внутренней обкладкой (футеровкой). В мартеновских печах к чугуну добавляют высококачественные (так называемые мартеновские) руды с минимальным количеством вредных примесей. Передельный чугун с высоким содержанием фосфора перерабатывают в сталь с помощью томасовского процесса в конвертерах с основной футеровкой из молотого доломита или магнезита. Образующиеся при горении окислы серы и фосфора реагируют с известью и переходят в шлак (так называемый томасшлак), использующийся в сельском хозяйстве в качестве удобрения.

Повышенное содержание СаО и MgO снижает температуру плавления и делает процесс переработки руды более экономичным. Полезные примеси, имеющиеся в природных железных рудах, существенно улучшают качество готовых продуктов железа, уменьшая расход легирующих добавок при производстве специальных сталей. Специальные марки сталей на основе железа, марганца, хрома, никеля и других металлов характеризуются повышенной механической прочностью, вязкостью, кислотоупорностью, жаростойкостью, антикоррозионными свойствами.

Месторождения железных руд широко распространены на земном шаре. Геологические запасы железистых кварцитов составляют ориентировочно 500 млрд, т, из них более половины приходится на бывший СССР. Общие запасы железных руд в промышленно развитых капиталистических и развивающихся странах оцениваются по состоянию на 1975 г. в 243 млрд, т, из них на долю развивающихся стран приходится 138 млрд, т (57%). В Бразилии, Австралийском Союзе и Канаде сосредоточено 60% запасов железных руд. Первое место по добыче железных руд в капиталистических странах до 1974 г. занимали США; в 1974 г. впервые в истории железорудной промышленности на первое место вышла Австралия, второе место занимают США, третье — Бразилия, затем идут Франция и Канада. На долю этих стран в 1971—1975 гг. приходилось 60% всей добычи железных руд (без СССР). Значительна роль в мировой добыче Швеции, Индии, Либерии и др.

В промышленное освоение все больше вовлекаются руды с низким содержанием железа, в результате процессы обогащения совершенствуются. Рыхлые и мелкозернистые продукты обогащения перед плавкой нуждаются в окусковании. Большое внимание уделяется в настоящее время производству окатышей, позволяющих значительно увеличить производительность доменных печей.

Производство чугуна в 1975 г. в промышленно развитых капиталистических странах составило 287 млн. т, что ниже уровня предыдущих лет. В развивающихся странах — Индии, Бразилии, Мексике и др. — производство чугуна за тот же период возросло до 24 млн. т. Выплавка стали в развитых капиталистических странах достигала 388 млн. т, а в развивающихся — 31 млн. т. по запасам железных руд Советский Союз занимал первое место в мире. К весьма крупным относятся месторождения, с запасами превышающими 1 млрд т, к крупным — от 300 млн. до 1 млрд т, к средним — от 50 до 300 млн. т, к мелким — менее 50 млн. т.

Получение информации о компьютере на UNIX. Сведения о железе

Обновлено: 21.05.2023 Опубликовано: 19.06.2018

В данной статье пойдет речь о способах сбора сведений об оборудовании компьютера, который находится под управлением операционных систем семейства UNIX, такие как Linux и BSD. Также, будет немного затронута тема получения системной информации и замера скорости и активности. Действия будут выполняться из командной строки без графической оболочки — их можно выполнить, подключившись к компьютеру удаленно по SSH.

Сведения о процессоре
Оперативная память
Материнская плата
Информация о HDD
Сетевые адаптеры
Сбор всех сведений
Информация о системе
Программы для тестирования

Команды для получения данных о процессоре.

1. lscpu (Linux)

Команда показывает информацию о характеристиках процессора в удобном виде:

lscpu

Пример ответа:

Architecture:          x86_64
CPU op-mode(s):        32-bit, 64-bit
Byte Order:            Little Endian
CPU(s):                8
On-line CPU(s) list:   0-7
Thread(s) per core:    1
Core(s) per socket:    4
Socket(s):             2
NUMA node(s):          1
Vendor ID:             GenuineIntel
CPU family:            6
Model:                 62
Model name:            Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2650 v2 @ 2. 60GHz
Stepping:              4
CPU MHz:               2592.918
BogoMIPS:              5187.50
Hypervisor vendor:     VMware
Virtualization type:   full
L1d cache:             32K

L1i cache:             32K
L2 cache:              256K
L3 cache:              20480K
NUMA node0 CPU(s):     0-7

* больше всего нас интересует:

• Architecture — архитектура процессора — 32 бит или 64.
• Core(s) per socket — количество ядер на процессор.
• Socket(s) — количество физических/виртуальных процессоров.
• CPU(s) — суммарное количество процессорных ядер.
• Model name — модель процессора.

2. sysctl -a (FreeBSD)

Команда отображает множество данных, поэтому добавляем фильтр:

sysctl -a | egrep -i ‘hw. machine|hw.model|hw.ncpu’

Пример ответа:

hw.model: Intel(R) Xeon(R) CPU           X5690  @ 3.47GHz

hw.machine: amd64
hw.ncpu: 2

* на самом деле, команда sysctl работает и в Linux, но формат вывода менее удобен, по сравнению с вышерассмотренной lscpu.

3. Файл /proc/cpuinfo (Linux)

Позволяет увидеть подробную информацию по каждому ядру:

cat /proc/cpuinfo

Команда для подсчета количества ядер:

cat /proc/cpuinfo | grep processor | wc -l

4. Температура процессора

Linux

Сначала необходимо установить утилиту.

На CentOS (RPM):

yum install lm_sensors

Ubuntu (Deb):

apt install lm-sensors

После установки утилиты выполняем:

sensors-detect

sensors

FreeBSD

Загружаем необходимый модуль:

kldload coretemp

* для автоматической его загрузки добавляем в файл /boot/loader.conf строку coretemp_load=»YES»

Вводим команду:

sysctl -a | grep temperature

Пример ответа:

dev. cpu.0.temperature: 40.0C
dev.cpu.1.temperature: 41.0C

1. Файл /proc/meminfo (Linux)

Команда:

cat /proc/meminfo

Пример ответа:

MemTotal:        8010284 kB
MemFree:         1058580 kB
MemAvailable:    2791616 kB
Buffers:            1884 kB
Cached:          1754092 kB
SwapCached:       122280 kB
Active:          4330296 kB

Inactive:        2006792 kB
Active(anon):    3623768 kB
Inactive(anon):   983120 kB
Active(file):     706528 kB
Inactive(file):  1023672 kB
Unevictable:           0 kB
Mlocked:               0 kB
SwapTotal:       1048572 kB
SwapFree:         597684 kB
Dirty:                20 kB
Writeback:             0 kB
AnonPages:       4466532 kB
Mapped:            92808 kB
Shmem:             25776 kB
Slab:             408732 kB
SReclaimable:     308820 kB
SUnreclaim:        99912 kB
KernelStack:        7312 kB
PageTables:        23276 kB
NFS_Unstable:          0 kB
Bounce:                0 kB
WritebackTmp:          0 kB
CommitLimit:     5053712 kB
Committed_AS:    3770324 kB
VmallocTotal:   34359738367 kB
VmallocUsed:      159328 kB
VmallocChunk:   34359341052 kB
HardwareCorrupted:     0 kB
AnonHugePages:   3248128 kB
HugePages_Total:       0
HugePages_Free:        0
HugePages_Rsvd:        0
HugePages_Surp:        0
Hugepagesize:       2048 kB
DirectMap4k:      257984 kB
DirectMap2M:     8130560 kB

* чаще всего, самое важное:

• MemTotal — общий объем оперативной памяти.
• MemFree — объем памяти, который не используется системой.
• Buffers — память, которая в данным момент ожидает записи на диск.
• Cached — объем, задействованный под кэш чтения с диска.
• MemAvailable — объем памяти, доступной в распределители без необходимости обмена.
• SwapTotal — объем файла подкачки.
• SwapFree — свободный объем файла подкачки.

* Объем используемой памяти = MemTotal – MemFree — Cached — Buffers.

Для перевода килобайт в гигабайты можно воспользоваться онлайн калькулятором.

2. free (Linux)

Данная команда позволяет получить информацию об использовании памяти в удобной таблице. Для еще большего удобства, мы выведем ее с помощью дополнительного параметра -h:

free -m

Пример ответа:

              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           3,7G        568M        378M        193M        2,8G        2,6G
Swap:          4,0G         94M        3,9G

3.

sysctl (FreeBSD)

sysctl hw.physmem

Пример ответа:

hw.physmem: 2123677696

4. dmesg

Работает на BSD и Linux:

dmesg | grep memory

Итог:

real memory  = 2147483648 (2048 MB)
avail memory = 2042109952 (1947 MB)

5. Другие команды

Для получения информации по оперативной памяти также можно использовать команды:

vmstat -s

top

htop

* для htop необходима установка одноименной утилиты.

Информация о материнской плате

1. Узнать производителя и модель:

dmidecode -t baseboard

2. Подробная информация:

dmidecode

1. df

Команда выдает информацию о подмонтированных разделах и объемах, занимаемых ими:

df -h

Пример ответа:

Файловая система              Размер Использовано  Дост Использовано% Cмонтировано в
/dev/mapper/sys-root             25G          11G   15G           41% /
devtmpfs                        1,9G            0  1,9G            0% /dev
tmpfs                           1,9G         4,0K  1,9G            1% /dev/shm
tmpfs                           1,9G         193M  1,7G           11% /run
tmpfs                           1,9G            0  1,9G            0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1                      1014M         186M  829M           19% /boot

2.

 fdisk

Подробная информация о диске и его разделах:

fdisk /dev/sda -l

Ответ:

Disk /dev/sda: 32.2 GB, 32212254720 bytes, 62914560 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes

I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x000d5e55

Устр-во Загр     Начало       Конец       Блоки   Id  Система
/dev/sda1   *        2048     2099199     1048576   83  Linux
/dev/sda2         2099200    62914559    30407680   8e  Linux LVM

3. iotop

Команда позволяем увидеть загруженность дисковой системы. Утилиты может не быть в системе — сначала ее нужно установить.

а) на Ubuntu / Debian:

apt install iotop

б) на CentOS / Red Hat / Rocky Linux:

yum install iotop

После установки утилита запускается командой:

iotop

Вывод похож на top:

Total DISK READ :       0. 00 B/s | Total DISK WRITE :       0.00 B/s
Actual DISK READ:       0.00 B/s | Actual DISK WRITE:       0.00 B/s
  TID  PRIO  USER     DISK READ  DISK WRITE  SWAPIN     IO>    COMMAND

    1 be/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % systemd —swi…
    2 be/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [kthreadd]
    3 be/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [ksoftirqd/0]
    5 be/0 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [kworker/0:0H]
 1542 be/0 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [bioset]
 …

4. smartmontools

Утилита позволяет получить SMART дисковых накопителей. По умолчанию, она не установлена — установка выполняется из репозитория.

а) на Ubuntu / Debian:

apt install smartmontools

б) на CentOS / Red Hat / Rocky Linux:

yum install smartmontools

После установки можно использовать:

smartctl -a /dev/sda

* в данном примере мы увидим полный тест для диска sda.

Список устройств с дисковыми накопителями можно посмотреть командой:

lsblk

Если нам нужно посмотреть только общее состояние здоровья, то используем опцию H:

smartctl -H /dev/sda

Если мы хотим получить информацию по всем дискам, вводим команды по очереди для каждого или:

find /dev -name ‘sd[a-z]’ -exec smartctl -a {} \;

5. Замер скорости чтения и записи.

Для данных замеров нужно использовать разные утилиты — hdparm (чтение) и dd (запись).

hdparm

Позволяет произвести замер скорости чтения. По умолчанию, отсутствует в системе и требуется установка.

а) на Ubuntu / Debian:

apt install hdparm

б) на CentOS / Red Hat / Rocky Linux:

yum install hdparm

После установки утилиты, можно начать замер скорости.

Выполняем команду:

hdparm -tT /dev/sda

* в данном примере мы замерим скорость чтения диска /dev/sda.

Чтобы посмотреть в вашей системе список дисков, используем команду:

lsblk

Мы увидим что-то на подобие:

/dev/sda:
 Timing cached reads:   9614 MB in  2.00 seconds = 4809.90 MB/sec
 Timing buffered disk reads: 1006 MB in  3.00 seconds = 334.82 MB/sec

dd

С замером скорости записи все немного проще. Утилита является встроенной.

Выполняем команду:

dd if=/dev/zero of=/tmp/output bs=8k count=1000k; rm -f /tmp/output

* в данном примере мы выполним запись около 8 Гб данных во временный файл /tmp/output. После удалим его.

Прежде чем выполнять данную команду, необходимо убедиться, что у нас достаточно места на диске.

6. Проверка блоков

Выполнить полную проверку диска на наличие испорченных кластеров можно с помощью команды badblocks.

Синтаксис:

badblocks -v <путь до диска, который нужно проверить> > <файл, куда сохранить отчет>

Например:

badblocks -v /dev/sda > /tmp/bad-blocks. txt

* в нашем примере будет выполнена проверка диска /dev/sda. Информация с результатом будет сохранена в файле /tmp/bad-blocks.txt.

Сетевые интерфейсы

Рассмотрим несколько команд по работе с сетевыми интерфейсами.

1. lspci

Самая простая команда. Она не покажет подробностей, но позволит увидеть модели сетевых адаптеров и не требует установки дополнительных пакетов:

lspci | grep -i «net»

2. ip

Данная команда покажет не только физические интерфейсы, но и логические, а также MAC-адреса и назначенные им IP-адреса:

ip address

Для вывода в компактном виде без IP-адресов:

ip link

3. ethtool

Утилита покажет более подробную информацию по сетевому адаптеру. Для начала ее необходимо установить.

а) На DEB-дистрибутив:

apt install ethtool

б) На RPM:

yum install ethtool

Теперь можно вводить:

ethtool eth0

* где eth0 — сетевой интерфейс, информацию о котором нужно посмотреть. Список данных интерфейсов мы можем посмотреть вышеописанной командной ip link.

4. Сетевая активность

Для измерения нагрузки на сеть необходимо установить утилиту nload.

а) На DEB-дистрибутив:

apt install nload

б) На RPM:

yum install nload

После установки, запускаем утилиту командой:

nload -ni eth0

* в данном примере будет запущена статистика для использования сетевого интерфейса eth0.

Сбор полной информации о конфигурации компьютера

Если говорить об аналогах таких программ, как AIDA или Speccy в Linux можно воспользоваться утилитой lshw. Для некоторых дистрибутивов ее нужно сначала установить, например:

yum install lshw

* установка в системах на основе Red Hat.

Информацию получаем вводом простой команды:

lshw

Или в более удобном и читаемом виде:

lshw -html > linux_hw_info.html

Системная информация

Немного о способах получения информации о системе UNIX.

1. Узнать, какая система установлена:

uname -a

Чтобы уточнить версию дистрибутива Linux, также нужно ввести одну из команд:

cat /etc/redhat-release

cat /etc/lsb-release

cat /proc/version

cat /etc/issue

* первая команда для дистрибутивов на базе RMP, вторая — некоторых deb, третья и четвертая — для Debian.

2. Архитектура:

uname -m

* также можно использовать команду arch.

3. Версия ядра:

uname -r

Тестирование компьютера

В рамках данной статьи дополнительно перечислим некоторые утилиты, которые можно использовать для тестирования компьютера на UNIX.

1. Stress-ng. Выполняет стресс-тест на оборудование. Полезна, если нужно вычислить сбойный элемент.
2. Phoronix Test Suite. Тест производительности.
3. Geekbench. Тест производительности процессора.
4. GFXBench. Тест видеокарты.

Железо (Элемент) — факты, история, где оно встречается, как оно используется

Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию.

Вот как это работает.

Железная руда окисляется или ржавеет при контакте с кислородом. (Изображение предоставлено: Денис Селиванов | Шаттерсток)

От того, что он является важнейшим строительным блоком стали, питает растения и помогает переносить кислород в вашей крови — железо всегда занято, помогая поддерживать жизнь на Земле.

Железо представляет собой хрупкое твердое вещество, относящееся к группе металлов 8 Периодической таблицы элементов. Самый распространенный из всех металлов, в чистом виде быстро подвергается коррозии под воздействием влажного воздуха и высоких температур. Железо также является четвертым наиболее распространенным элементом в земной коре по весу, и считается, что большая часть ядра Земли состоит из железа. По данным Лос-Аламосской национальной лаборатории, помимо того, что он обычно встречается на Земле, его много на Солнце и в звездах. По данным лаборатории Джефферсона, железо имеет решающее значение для выживания живых организмов. В растениях он играет роль в производстве хлорофилла. У животных он является компонентом гемоглобина — белка в крови, который переносит кислород от легких к тканям организма.

По данным Королевского химического общества, девяносто процентов всех металлов, перерабатываемых в наши дни, составляет железо. Большая его часть используется для производства стали — сплава железа и углерода, которая, в свою очередь, используется в производстве и гражданском строительстве, например, для производства железобетона. Нержавеющая сталь, содержащая не менее 10,5% хрома, обладает высокой устойчивостью к коррозии. Он используется в кухонных столовых приборах, бытовой технике и посуде, такой как сковороды и сковороды из нержавеющей стали. Добавление других элементов может придать стали другие полезные свойства. Например, никель повышает его прочность и делает более устойчивым к воздействию тепла и кислот; По данным Jefferson Lab, марганец делает его более прочным, а вольфрам помогает ему сохранять твердость при высоких температурах.

Только факты

• Атомный номер (количество протонов в ядре): 26
• Символ атома (в Периодической таблице элементов): Fe
• Атомный вес (средняя масса атома): 55,845
• Den город : 7,874 г на кубический сантиметр
• Фаза при комнатной температуре: Твердая
• Температура плавления: 2800,4 градуса по Фаренгейту (1538 градусов по Цельсию)
• отопы (атомы одного и того же элемента с разное количество нейтронов): (укажите, сколько стабильных изотопов): 33 Стабильные изотопы: 4
• Наиболее распространенные изотопы: железо-56 (естественное содержание: 91,754 процента)

(Изображение предоставлено: Грег Робсон/Creative Commons, Андрей Маринкас Шуттерсток)

История и свойства железа

По оценкам археологов, люди использовали железо по данным лаборатории Джефферсона, более 5000 лет. На самом деле получается, что часть самого древнего железа, известного человеку, буквально упала с неба. В исследовании, опубликованном в 2013 году в Journal of Archeological Science, исследователи изучили древние египетские железные бусы, которые датируются примерно 3200 годом до нашей эры. и обнаружил, что они сделаны из железных метеоритов. По данным Национальной лаборатории Лос-Аламоса, в Ветхом Завете в Библии также несколько раз упоминается железо.

Железо в основном получают из минералов гематита и магнетита. По данным Jefferson Lab, в меньших количествах его также можно получить из минералов таконита, лимонита и сидерита. По данным Лос-Аламосской национальной лаборатории, железо имеет четыре различные аллотропные формы, а это означает, что оно имеет четыре различные структурные формы, в которых атомы связываются по разным схемам. Эти формы называются ферритами, известными как альфа (магнитные), бета, гамма и омега.

Железо является важным питательным веществом в нашем рационе. Дефицит железа, наиболее распространенный дефицит питательных веществ, может вызывать анемию и усталость, которые влияют на способность выполнять физическую работу у взрослых. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, это также может ухудшить память и другие психические функции у подростков. Центры по контролю и профилактике заболеваний предупреждают, что у женщин с дефицитом железа во время беременности повышен риск рождения маловесных и ранних детей.

Существует два типа пищевого железа: гемовое железо и негемовое железо. Гемовое железо, которое легче усваивается, содержится в мясе, рыбе и птице, тогда как негемовое железо, которое также усваивается, но в меньшей степени, чем гемовое, содержится в обеих растительных продуктах (таких как шпинат, капуста и брокколи) и мясо, по данным Американского Красного Креста. Люди усваивают до 30 процентов гемового железа по сравнению с 2-10 процентами негемового железа, сообщает ARC, добавляя, что продукты, богатые витамином С, такие как помидоры или цитрусовые, могут помочь людям усваивать негемовое железо.

Кто знал?

• Кровь имеет красный цвет из-за взаимодействия между железом и кислородом, по данным Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Кровь выглядит красной из-за того, как химические связи между двумя элементами отражают свет.
• Чистое железо на самом деле мягкое и податливое, по данным Университета Денвера.
• В 2007 году исследователи обнаружили огромный шлейф богатой железом воды, исходящий из гидротермальных источников в южной части Атлантического океана.
• Железо необходимо для роста фитопланктона — крошечных морских бактерий, которые используют углекислый газ из атмосферы для фотосинтеза. Поэтому некоторые исследователи утверждают, что удобрение океанов дополнительным железом может помочь поглотить избыток углекислого газа. Но исследование, опубликованное в Интернете в ноябре 2010 года в Proceedings of the National Academy of Sciences, показало, что это может быть не такой уж хорошей идеей, поскольку все это дополнительное железо может фактически вызвать рост токсинообразующих водорослей, которые способствуют загрязнению морской среды. дикая природа.
• По данным Королевского химического общества, около 90 процентов всех металлов, перерабатываемых сегодня, составляют железо.
• Согласно данным Лос-Аламосской национальной лаборатории, железо является важнейшим компонентом класса метеоритов, известного как сидериты.
• Согласно данным Лос-Аламосской национальной лаборатории, железный столб, датируемый примерно 400 годом нашей эры, до сих пор стоит в Дели, Индия. Столб имеет высоту около 23,75 футов (7,25 метра) и диаметр 15,75 дюймов (40 сантиметров). Несмотря на воздействие погодных условий, столб не подвергся сильной коррозии благодаря уникальному составу металлов.
• Примеры продуктов, богатых железом, включают мясо, такое как говядина, индейка, курица и свинина; морепродукты, такие как креветки, моллюски, устрицы и тунец; овощи, такие как шпинат, горох, брокколи, сладкий картофель и стручковая фасоль; хлеб и злаки, такие как отруби, цельнозерновой хлеб и обогащенный рис; другие продукты, такие как бобы, чечевица, томатная паста, тофу и патока, по данным американского Красного Креста.
• Поверхность Марса имеет красный цвет из-за большого количества оксида железа (ржавчины) на его поверхности, сообщает Nature. В коре Марса в два раза больше оксида железа, чем на Земле.
• Твердое внутреннее и жидкое внешнее ядра Земли в основном состоят из железа (приблизительно 85 процентов и 80 процентов по весу соответственно). По данным НАСА, электрический ток, генерируемый жидким железом, создает магнитное поле, защищающее Землю. Железо также содержится в ядрах всех планет Солнечной системы.
• Согласно данным JPL, железо является самым тяжелым элементом, образующимся в ядрах звезд. Элементы тяжелее железа могут быть созданы только при взрыве звезд большой массы (сверхновых).
• Латинское название железа — ferrum, что является источником его атомного символа Fe.
• Слово «железо» происходит от англо-саксонского слова iren. Слово «железо», возможно, произошло от более ранних слов, означающих «священный металл», потому что оно использовалось для изготовления мечей, используемых в крестовых походах, согласно WebElements.

Текущие исследования

Железо было предметом многочисленных медицинских исследований, некоторые из которых показывают, что высокий уровень железа в крови может фактически быть связан с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний. «Есть некоторые исследования, показывающие, что люди, у которых больше ферритина в системе крови и маркеров более высокого уровня железа в организме, могут быть более подвержены риску некоторых сердечно-сосудистых заболеваний», — сказала Джудит Уайли-Розетт, профессор кафедры эпидемиологии. и здоровье населения и медицинский факультет Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна Университета Йешива в Нью-Йорке. «И является ли это причиной риска или биомаркером чего-то еще, неясно», — сказал Уайли-Розетт Live Science. (Ферритин — это тип белка, в котором хранится железо, а тест на ферритин измеряет количество железа в крови.) 

В исследовании более 1900 финских мужчин в возрасте от 42 до 60 лет, опубликованном в 1992 году в журнале Circulation, исследователи обнаружили связь между высоким уровнем железа и повышенным риском сердечного приступа. В более позднем исследовании, опубликованном онлайн в январе 2014 года в Journal of Nutrition, исследователи обнаружили, что гемовое железо, содержащееся в мясе, увеличивает риск ишемической болезни сердца на 57 процентов, но такой связи между негемовым железом и риск ишемической болезни сердца.

Интересно, что недавние исследования также связывают накопление железа в мозге с болезнью Альцгеймера. В исследовании, опубликованном в августе 2013 года в Журнале болезни Альцгеймера, исследователи обнаружили, что количество железа в гиппокампе — области мозга, связанной с формированием воспоминаний, — было увеличено и связано с повреждением тканей в области гиппокампа у людей. с болезнью Альцгеймера, но не у здоровых пожилых людей.

«На накопление железа в головном мозге могут влиять модифицирующие факторы окружающей среды, такие как количество красного мяса и пищевых добавок с железом, которые мы потребляем, а также наличие у женщин гистерэктомии до менопаузы», — автор исследования доктор Джордж Барцокис, профессор. психиатрии Семельского института неврологии и поведения человека Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, говорится в заявлении.

Дефицит железа также был связан с депрессией, согласно исследованию 2017 года, опубликованному в Журнале психиатрических исследований группой австралийских исследователей, которые пытались найти связь между генетикой, уровнем железа и депрессией, особенно у подростков. Исследователи обнаружили, что, хотя существует связь между уровнем железа в крови и степенью депрессии, нет никаких доказательств генетической связи между ними. Исследователи использовали данные, полученные в результате исследований близнецов, и рассмотрели множество факторов при сравнении близнецов-подростков со взрослыми близнецами. Связь между уровнем железа и депрессией чаще всего наблюдается в периоды времени, когда организму требуется большее количество железа, например, во время всплесков роста.

В статье 2017 года, опубликованной в Европейском журнале питания исследовательской группой из Ирана, описано исследование, в котором добавки железа давали новым матерям без анемии с послеродовой депрессией (ППД). Группа из 70 женщин начала двойное слепое исследование через неделю после родов, а через шесть недель сравнили симптомы ППД. В группе, принимавшей добавку железа, наблюдалось значительно большее улучшение симптомов ПРЛ, чем в группе, принимавшей плацебо.

Дополнительный отчет Рэйчел Росс, Live Science Contributor

Будьте в курсе последних научных новостей, подписавшись на нашу рассылку Essentials.

Свяжитесь со мной, чтобы сообщить о новостях и предложениях от других брендов Future. Получайте электронные письма от нас от имени наших надежных партнеров или спонсоров.

1. 1

   Косатки потопили 3 лодки в Европе и, кажется, учат других делать то же самое. Но почему?

2. 2

   Захоронение «жидкий гипс» из римской Британии, отсканированное в 3D, раскрывающее секреты 1700-летней давности

3. 3

   Почему лошади спят стоя?

4. 4

   Возможно, на Луне уже существует жизнь, и следующая миссия НАСА сможет ее найти подниматься деревья

1. 1

   Рак — антропогенная болезнь, спорные утверждения исследования

2. 2

   Палеолитическая стоянка во Франции окончательно раскрыта

3. 3

   Самое известное предсказание Стивена Хокинга может означать, что все во Вселенной обречено на испарение, говорится в новом исследовании. 03

4. 5

   В Млечном Пути могут быть сотни миллионов обитаемых планет, предполагает новое исследование

Железо незаменимого элемента | Периодическая таблица

Знакомство с железом

Железо — пластичный металл серебристо-серого цвета, очень активно взаимодействующий с окружающим нас воздухом. Это невероятно прочные сплавы, которые используются в различных областях производства, строительства и электроники. Железо также играет важную роль в телах живых организмов и даже отвечает за красный цвет нашей крови.

Десять интересных и забавных фактов о железе

1. Железо легко реагирует как с кислородом, так и с водой с образованием оксида железа (III) или оксида железа, широко известного как ржавчина, в следующей несбалансированной реакции: Fe + O ₂  + H ₂ O → Fe ₂ O ₃ H ₂ O
2. При испытании пламенем железо горит ярко-золотым цветом
3. Символ элемента 900 89 «Fe» происходит от латинского слова «железо». название «железо», означает «твердость».
4. Железо — второй по распространенности металл на Земле, второй после алюминия
5. Считается, что внутреннее ядро ​​Земли состоит в основном из железа и никеля.
6. Чистое железо на самом деле довольно мягкое и пластичное, как и большинство металлов — добавление углерода и тепла делает железо жестким
7. Железо может быть переработано с огромными экологическими преимуществами
8. Исследования показывают, что мантия Марса содержит в два раза больше железа, чем земная, и что красноватый цвет планеты на самом деле является ржавчиной на поверхности Марса
9. Железо используется для создания искр в фейерверках
10. Железный хребет — это совокупность районов добычи железа, граничащих с Верхним озером

Железо в периодической таблице

Символ элемента железа — Fe, и его атомный номер двадцать шесть. Как переходный металл железо расположено в d-блоке, в частности, в группе 8 и периоде 4. Электронная конфигурация железа — [Ar] 3d6 4s2, и, таким образом, оно имеет 2 валентных электрона. Это очень стабильный элемент. Электроотрицательность железа равна 1,83 по шкале Полинга.

Биологическое значение железа

Элемент железа является важным минералом для всех живых организмов. У животных железо используется для производства гемоглобина, белка в красных кровяных тельцах, ответственного за транспортировку кислорода из легких в остальные части тела. Железо также присутствует в миоглобине, мышечных клетках, которые хранят и транспортируют кислород. Слишком мало железа у животных может привести к анемии, а избыток железа может быть токсичным и вредным для организма. Рекомендуемая суточная доза в США составляет 18 миллиграммов железа. В растениях железо необходимо для производства хлорофилла.

Сплавы элемента железа

Железо и углерод образуют хорошо известный сплав стали. Железо является основным легирующим агентом в ферросплавах, классификации сплавов с содержанием железа менее 50% и высокой концентрацией кремния, марганца, алюминия, никеля, хрома, молибдена, ванадия или других элементов. Ферросплавы не подходят для самостоятельного использования; скорее, из-за их низких температур плавления их добавляют в жидкую сталь для образования легированной стали. В зависимости от основного легирующего агента в легированной стали металл может иметь различные химические свойства. Например, висмут в стали улучшает обрабатываемость, кремний повышает магнитные свойства.

Применение железа в современном мире

Для чего используется элементарное железо?

Использование железа в конструкциях

Элемент железа имеет решающее значение в архитектурном и структурном проектировании. В качестве ключевого легирующего агента железо используется в качестве основы при производстве стали, листового железа, чугуна и кованого железа. Железо и его сплавы используются в самых разных отраслях обрабатывающей промышленности, образуя ключевые конструкционные компоненты транспортных средств, зданий, кораблей и других приборов; Элемент железа может поддерживать более крупные и прочные конструкции, чем другие строительные материалы, например, камень, дерево и кирпич, с меньшими затратами материала и низкой стоимостью. Сталь используется для зданий, инфраструктуры, машин, штамповки металлов, изготовления и многого другого — например, стальная вата, которая в основном представляет собой чистое железо с небольшим добавлением углерода.

Железо в качестве катализатора

Активированное или промотированное железо также используется в качестве катализатора в различных химических отраслях промышленности. В частности, магнетит, оксид железа, используется в качестве катализатора в процессе Габера-Боша. Железо ускоряет реакцию между водородом и азотом с образованием аммиака, что является обычным крупномасштабным промышленным процессом. Кроме того, магнетит используется в процессах преобразования газа в жидкость (GTL), которые превращают природный газ в синтетическое топливо.

Когда и как было открыто железо?

История железа

Историки и археологи считают, что элемент железа использовался около пяти тысяч лет. Хотя железо иногда использовалось ранее в истории, оно было популяризировано во время железного века (1200 г. до н.э. — 600 г. до н.э.), третьего этапа развития каменного-бронзового-железного веков. Железный век начался в Средиземноморье и Восточной Европе около 1200 г. до н.э., хотя он распространился на азиатские регионы только ближе к 600 г. до н.э. В этот период железо постепенно заменило бронзу в качестве основного материала для изготовления инструментов и оружия; историки подозревают, что использование железа стало более распространенным, когда люди популяризировали выплавку железа и углерода для создания гораздо более прочной стали.

Кто открыл железо

Мало что известно об открытии железа, потому что оно использовалось людьми с древних времен. Археологи могут проследить бусины из сплава железа и никеля до Египта 3200 г. до н.э.

Где во Вселенной встречается железо

Железо невероятно распространено в природе. Это четвертый по распространенности элемент в земной коре и второй металл после алюминия, кислорода и кремния. Железо также считается основным компонентом ядра Земли. Железо редко встречается в природе в чистом виде; скорее, он встречается в виде железной руды, объединенной массы железа и других минералов и элементов. Наиболее распространенными рудами железа являются: гематит (Fe ₂ O ₃ ), магнетит (Fe ₃ O ₄ ), лимонит (FeO(OH)·n(h3O)), гетит (FeO(OH)) и сидерит (FeCO ₃ ) и таконит.

Железо также содержится на солнце, в звездах и в метеоритах. Удивительно, но железо действительно может сплавляться в ядрах звезд. Гелий является исходной основой ядра звезды, но если звезда достаточно горячая и выделяет достаточно энергии, она может постепенно сплавлять гелий с углеродом, затем с кислородом, затем с кремнием. Если звезда настолько велика, что ее масса в 8-12 раз больше массы Солнца, называемая «сверхгигантом», у нее достаточно энергии, чтобы сплавить свое кремниевое ядро ​​с железом. В этот момент звезда высвобождает огромное количество энергии. Однако из-за того, что атомная структура железа настолько стабильна, он не может подвергаться дальнейшему синтезу, и ядро ​​звезды внезапно не может поддерживать свое равновесие. В этот момент звезда либо взорвется сверхновой, либо превратится в черную дыру.

Химия железа – соединения, реакции, степени окисления

Химические свойства элемента железа

Элемент железа является очень химически активным металлом и открыто реагирует с кислородом во влажном воздухе; на самом деле, свободное железо не так легко найти в природе. Железо растворяется в воде и реагирует с паром с образованием газообразного водорода. Железо также реагирует с галогеноводородными кислотами с образованием галогенидов железа. Кроме того, железо образует координационные соединения благодаря своей электронной структуре.

Ферромагнетизм железа

Железо является одним из трех металлов, обладающих ферромагнитными свойствами при нормальных условиях (помимо кобальта и никеля). Большинство объемных материалов не являются магнитными, потому что их неспаренные электроны вращаются в противоположных направлениях и нейтрализуют любые магнитные свойства. Но когда ферромагнитный материал сталкивается с внешними магнитными полями, его неспаренные электроны фактически перестраиваются параллельно друг другу, чтобы намагнитить материал. Более того, ферромагнитные металлы действительно сохранят свой магнетизм после устранения внешней силы. Этот магнетизм исчезает, когда достигается максимальная температура, известная как температура Кюри.

Феррожидкости, изготовленные из частиц железа в жидкости-носителе, будут шипеть на магните

Почему железо ржавеет

Железо быстро окисляется в присутствии воздуха, требуя как кислорода, так и воды в качестве среды для наиболее частого образования оксида железа (III) (Fe ₂ O ₃ ) и оксид железа(II,III) (Fe ₃ O ₄ ). Эти и другие оксиды железа известны под общим названием ржавчина. Оксиды железа (II) могут образовываться и стабильны в виде солей, но в дальнейшем легко окисляются до солей железа (III) с анионами гидроксида или кислорода. Ржавление не является обратимым процессом и может привести к расширению металла, что приведет к увеличению напряжения. Ржавление железа неизбежно, но можно принять меры, чтобы замедлить этот процесс. Слой масла предотвратит попадание влаги на металл. Гальванизация железа, покрывая его тонким слоем цинка, также предотвратит доступ кислорода и воды к металлу. Это замедляет процесс ржавчины.

Степени окисления железа

Элемент железа имеет различные степени окисления, включая 0, +2, +3, +4 и +6, но наиболее распространенными являются Fe ⁺² (железо) и Fe ^{+ 3} (железо). Чистое железо можно найти только в среде с низким содержанием кислорода из-за его легкого окисления. Железо может легко переключаться между степенями окисления +2 и +3.

Соединения железа

Поскольку железо настолько реакционноспособно, оно образует множество соединений, включая, помимо прочего, оксиды, гидроксиды, галогениды, сульфаты, сульфиды и хлориды. Чаще всего он образует двухвалентные и трехвалентные соединения из-за его склонности к степени окисления +2 и +3. Некоторые дополнительные соединения помимо оксидов:

Сульфаты:

> FeSO ₄ (сульфат железа): в чистом виде сульфат железа используется для лечения железодефицитной анемии

> Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ (сульфат железа) : Сульфат железа имеет дополнительные медицинские преимущества. Он обычно используется в качестве кровоостанавливающего средства во время операции.

> FeSO ₄ ·7h3O (Зеленый купорос): Гептагидрат сульфата железа представляет собой кристаллический сульфат железа зеленого или бирюзового цвета. Это производится путем объединения разбавленной серной кислоты с железом, часто образующимся в качестве побочного промышленного продукта. Он также известен как зеленый купорос и используется в производстве пестицидов и удобрений.

Хлориды:

> FeCl ₂ (хлорид железа): кристаллический желто-зеленый хлорид железа образуется при пропускании сухого хлористого водорода над горячим железом. Его можно получить в жидкой форме FeCl ₂ ∙4h3O растворением твердого железа в соляной кислоте. Хлорид железа чаще всего используется в красильной промышленности в качестве восстановителя.

> FeCl ₃ (Хлорид железа): Хлорид железа представляет собой бесцветный или светло-коричневый раствор, широко используемый в качестве обычного хлорирующего агента. Растворение железной руды непосредственно в соляной кислоте приведет к образованию хлорида железа, как и окисление хлорида железа (II) газообразным хлором.

Сульфиды:

> FeS ₂ (пирит): пирит, также известный как «золото дураков», встречается в природе в изобилии. Его блестящий желто-латунный цвет может привести к тому, что его можно будет принять за золото; однако его хрупкий состав, отсутствие удобства использования и широкая доступность делают его невыгодным. Пирит можно отличить от золота по его грубым краям, в отличие от золота, которое гораздо более гладкое. Золото дураков также способствовало золотой лихорадке 1840-х годов.

Изоляция железа

Извлечение железа из железной руды обычно происходит в доменной печи посредством окислительно-восстановительной реакции. Железная руда и, как правило, углерод (или монооксид углерода) помещаются вместе в большой контейнер и нагреваются. Поскольку углерод более реакционноспособен, углерод окисляется, а железо восстанавливается с образованием жидкого железа.

Это можно увидеть в следующей реакции:

2Fe ₂ O ₃ (т) + 3C(т) → 4Fe(ж) + 3CO ₂ (г)

делается с алюминием в качестве восстановителя в экзотермической реакции окисления-восстановления, называемой термитной реакцией.

Физические свойства железа

Железо представляет собой блестящий серебристо-серый твердый металл, очень пластичный в чистом виде.

• Обозначение: Fe
• Температура плавления: 1536°C
• Температура кипения: 2861°C
• Плотность: 7,8 г·см-3
• Атомный вес: 55,845
• Атомный номер: 26
• Электроотрицательность: 1,83
• Классификация : Переходный металл, металл группы 8
• Естественное содержание 5% в земной коре
• Конфигурация электронной оболочки: [Ar] 3d6 4s2
• Изотопы: 5,845% ⁵⁴ Fe 91,754% ⁵⁶ Fe, 2,119% ⁵⁷ Fe и 0,286% ⁵⁸ Fe.
• Встречается в природе в минералах: гематите, магнетите, таконите

Где можно купить элементарное железо?

Железо можно найти в Интернете в таких магазинах, как Amazon.