Залізо у природі
Залізо – елемент восьмої групи четвертого періоду періодичної системи хімічних елементів з атомним номером 26. Один із найпоширеніших у земній корі металів. Це ковкий метал сріблясто-білого кольору з високою хімічною реакційною здатністю: залізо швидко корродує за високих температур або за високої вологості на повітрі. У чистому кисні воно горить, а в дрібнодисперсному стані самозаймається і на повітрі.
У природі залізо рідко зустрічається у чистому вигляді, найчастіше воно зустрічається у складі залізо-нікелевих метеоритів. Власне залізом зазвичай називають його сплави з малим вмістом домішок. На практиці частіше застосовуються сплави заліза з вуглецем: сталь (до 2,14 вага. % вуглецю) і чавун (більш 2,14 ваг. % вуглецю), а також нержавіюча (легуюча сталь) з добавками легуючих металів (хром, марганець, нікель та ін).
Як інструментальний матеріал, залізо відоме з найдавніших часів. Найдавніші вироби з нього, знайдені при археологічних розкопках, датуються 4-м тисячоліттям до н. е. і відносяться до давньошумерської та давньоєгипетської цивілізацій. Але першими освоїли метод виплавки заліза хети, на це вказує найдавніша (2-е тисячоліття до н. е.) згадка його в текстах хет. На той час залізо використовувалося як ювелірний метал, з нього робили трони та інші регалії царської влади. Вже римляни вміли доводити температуру печі до плавлення сталі (близько 1400 градусів, а чисте залізо плавиться при 1535 градусах). При цьому утворюється чавун з температурою плавлення 1100-1200 градусів, дуже тендітний в твердому стані (навіть не піддається ковці) і не має пружності сталі.
Залізо – один із найпоширеніших елементів у Сонячній системі, особливо на планетах земної групи, зокрема, на Землі. Значна частина заліза планет земної групи перебуває у ядрах планет, де його вміст, за оцінками, близько 90%. Вміст їх у земної корі становить 5 %, а в мантії близько 12 %. З металів залізо поступається за поширеністю в корі лише алюмінію. При цьому в ядрі знаходиться близько 86% заліза, а в мантії 14%.
За кристалохімічними властивостями іон Fe2+ близький до іонів Mg2+ та Ca2+ — інших головних елементів, що становлять значну частину всіх земних порід. В силу кристалохімічної подібності залізо заміняє магній і, частково, кальцій у багатьох силікатах. При цьому вміст його в мінералах змінного складу, зазвичай, збільшується зі зменшенням температури.
Відомо велика кількість руд та мінералів, що містять залізо. Найбільше практичне значення мають червоний залізняк (гематит, Fe2O3; містить до 70 % Fe), магнітний залізняк (магнетит, FeFe2O4, Fe3O моніт (гетит та гідрогетит, відповідно FeOOH і FeOOH*nH2O). У природі також поширені сульфіди заліза — пірит FeS2 (сірчаний чи залізний колчедан) і пірротин. Вони не є залізною рудою — пірит використовують для отримання сірчаної кислоти, а пірротин часто містить нікель і кобальт. У промисловості залізо одержують із залізної руди, переважно з гематиту (Fe2O3) і магнетиту (FeO*Fe2O3).
Залізо в людині міститься в кількості до 4 г. Воно переважно входить до складу гемоглобіну крові (75%). Крім цього, воно знаходиться в печінці, селезінці та кістковому мозку. Багата ним і протоплазма, де за його участю відбувається процес внутрішньоклітинного дихання.
Продукти харчування мають бути багатими на залізо. Воно міститься у вигляді сполук у печінці, м'ясі, яєчному жовтку, у пшениці, житі, картоплі, овочах, яблуках, винограді тощо. Для людей з недокрів'ям, а особливо після втрати крові, лікарі призначають спеціальну дієту та залізо у вигляді препаратів.
Цікаво, що жіночий організм потребує вдвічі більше заліза, ніж чоловічий. Так, добова потреба у залізі становить у чоловіків приблизно 5 мг, а у жінок – до 10 мг.
