Movatterモバイル変換

[0]ホーム
URL:

Jump to content
Վիքիպեդիա
Որոնել

Երկաթ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Անվան այլ կիրառումների համար տե՛ս՝Երկաթ (այլ կիրառումներ)
26Մանգան

←Երկաթ →Կոբալտ

Ուլտրամաքուր երկաթ Կռելի, արծաթափայլ, սպիտակ, պինդ մետաղ է
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվԵրկաթ / Ferrum (Fe),Fe, 26
Խումբ,պարբերություն, բլոկ8, 4, d
Ատոմային զանգված
(մոլային զանգված)		55,847(2) զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա[Ar] 3d6 4s2
Ատոմի շառավիղ140պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտ շառավիղ125 պմ
Վան-դեր-Վալսի շառավիղ...
Էլեկտրոդային պոտենցիալFe←Fe3+ −0,04 В
Fe←Fe2+ −0,44 В
Օքսիդացման աստիճաններ+2, +3
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Հալման ջերմաստիճան1812 Կ (1538,85 ° C)
Եռման ջերմաստիճան3134Կ
Գոլորշիացման տեսակարար ջերմունակություն6088 կՋ/կգ ~ 340 կՋ/մոլ
Մոլյար ջերմունակություն25,14 Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ7.1 սմ³/մոլ
Պարզ նյութիբյուրեղային ցանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածքխորանարդ
Բյուրեղացանցի տվյալներ2,866
Դեբայի ջերմաստիճան460 Կ
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն(300 Կ) 80.4 Վտ/(մ·Կ)
CAS համարCAS գրանցման համար?
26
Երկաթ
55,847
3d64s2

Երկաթ, քիմիական նշանը՝Fe (լատին․՝ Ferrum)։ Երկաթը d-տարր է,պարբերական համակարգի ութերորդ խմբի երկրորդական ենթախմբում է, ատոմային համարը՝ 26։ Այն սպիտակ-արծաթափայլ մետաղ է։ Ատոմի էլեկտրոնային բանաձևն է 1s22s22p63s23p63d64s2։ Բացի Էներգիական չորրորդ մակարդակի 2 էլեկտրոնից, քիմիական կապերի առաջացմանը կարող են մասնակցել նաև երրորդ մակարդակի d-էլեկտրոնները։ Երկաթին բնորոշ են գերազանցապես +2 և +3 օքսիդացման աստիճանները։ Սակայն կան շատ քիչ թվով խիստ անկայուն միացություններ, որոնցում դրսևորվում է +6 օքսիդացման աստիճան։ Բնության մեջ տարածվածությամբ (4,65%) զբաղեցնում է չորրորդն է՝ թթվածնից(O), սիլիցիումից (Si) և ալյումինից (Al[1]).) հետո։ Ազատ վիճակում երբեմն հանդիպում է միայն որոշ երկաթաքարերի տեսքով։ Գտնվում է հիմնականում օքսիդային հանքաքարերում, որոնցից կարևորներն են գորշերկաթաքարը (լիմոնիտ)(Fe2O3 . nH2O), կարմիր երկաթաքարը (հեմատիտ)(Fe2O3), մագնիսական երկաթաքարը (մագնետիտ) (Fe3O4),սիդերիտը (FeCO3), պիրիտ (հրաքար)՝ FeS2 և այլն։ Մարդու օրգանիզմում կա ~ 3գ երկաթ տարր գերազանցապես հեմոգլոբինի բաղադրության մեջ։

Անվան ծագում

[խմբագրել |խմբագրել կոդը]

Սլավոներենում*želězo (բելառուս․՝ жалеза,ուկրաիներեն՝залізо,հին սլավոներեն՝ желѣзо,բուլղար․՝ желязо,լեհ.՝żelazo,չեխ․՝ železo,սլովեն.՝železo) ունի հստակ զուգահեռներԲալթյան Լեզուներ հետ (լիտ.՝geležis,լատիշ․՝dzelzs)։ Կա մի քանի տարբերակներ նաև բալթո-սլավոնական բառերի ստուգաբանությունում։ Դրանցից մեկը կապվում է հունարեն բառի՝ χαλκός հետ, որը նշանակում է երկաթ ու պղինձ, համաձայն մի ուրիշ վարկածի*želězo բառը*žely նշանակում է «կրիա» և*glazъ-«ժայռ», ընդհանուր անվամբ«քար»[2][3].[4]։ Ռոմանական լեզուներում՝ (իտալ.՝ferro,ֆրանսերեն՝ fer,իսպ.՝hierro,պորտ.՝ferro,ռումիներեն՝ fier) շարունակվում էլատին․՝ ferrum։ Լատրներենում՝ ferrum (<*ferzom), ամենայն հավանականությամբ, վերցված է որոշ արևելյան լեզուներից, երևի փյունիկյան լեզուներից։

Գերմանական լեզուներից երկաթի անվանումը վերցվել է (գոթ.՝ eisarn,անգլ.՝iron,գերմ.՝Eisen,հոլ.՝ijzer,դանիերեն՝jern,շվեդ.՝järn) հինականում կելտերենից[5]։ Պրակելտական բառը*isarno- (> др.-ирл. iarn, др.-брет. hoiarn), հավանաբար թվագրվում է «ուժեղ, սուրբ, տիրապետող, գերբնական ուժեր»[6]։ հասկացությունների մասին։ Հունարենում բառըσίδηρος, հնարավոր է վերցվել է նույն աղբյուրից, ինչը սլավոնական լեզուներում էր, գերմաներենում և բալթյան լեզուներում վերցվել է արծաթ բառից[7]։ Բնական երկաթի կարբոնատի անվանումը գալիս էլատին․՝ sidereus - աստղ բառից, իսկապես, առաջին անգամ երկաթը հայտնվելով մարդու ձեռքին ունեցել է երկնաքարային ծագում։ Հնարավոր է նաև որ այդ համընկնումը պատհական չի եղել։ Մասնավորապես, հունարենում բառը նշանակումսիդերիտ (σίδηρος) երկաթի համար և լատիներենիցsidus, «աստղ» բառից։

Իզոտոպներ

[խմբագրել |խմբագրել կոդը]
Հիմնական հոդված՝Երկաթի իզոտոպներ

Բնական երկաթը ունի չորսը կայուն իզոտոպներ.54Fe (իզոտոպի տարածվածությունը 5,845 %),56Fe (91,754 %),57Fe (2,119 %) և58Fe (0,282 %)։ Հայտնի է ավելի քան 20 անկայուն երկաթի իզոտոպներ հետևյալ զանգվածային թվերով 45-ից 72, որոնցից առավել կայուն է60Fe իզոտոպը։56Fe երկաթի իզոտոպը պատկանում է առավել կայուն միջուկների թվին. հետևյալ բոլոր տարրերը կարող են փոքրացնել էներգիայի կապը մեկ նուկլոնի անկման միջոցով, իսկ բոլոր նախորդ տարրեր, սկզբունքորեն, կարող են նվազեցնել պարտադիր էներգիայի կապը մեկ նուկլոնի սինթեզի միջոցով։

Երկաթի ստացում

[խմբագրել |խմբագրել կոդը]

Արդյունաբերությունում երկաթը ստանում են երկաթի հանքաքարից հիմնականում հեմատիտից (Fe2O3) և մագնիտից (FeO·Fe2O3)։ Գոյություն ունեն տարբեր որակական եղանակներ երկաթը հանքաքարից ստանալու համար։ Առավել տարածված եղանակներից է, երբ երկաթը ստանում են բացառապես հրամետաղարտադրական եղանակով՝ դոմնային վառարանում։

Արտադրության առաջին փուլ
[խմբագրել |խմբագրել կոդը]

Երկաթը վերականգնում են ածխածնով դոմնային վառարանում 2000 °C ջերմաստիճանում։ Ստանում են ածխածնով կամ ածխածնի օքսիդով օքսիդներից վերականգնման միջոցով։ Վառարանում ածխածինը օքսիդանում է մինչև ածխածնի մոնօքսիդը.

2C+O2→2CO{\displaystyle {\mathsf {2C+O_{2}\rightarrow 2CO}}}

Իր հերթին ածխածնի մոնօքսիդը վերականգնում է երկաթը հանքաքարից։ Որպեսզի հետևյալ ռեակցիան ընթանա արագ, տաքացված շմոլ գազը բաց են թողնում երկաթի(III) օքսիդի վրայով.

3CO+Fe2O3→2Fe+3CO2{\displaystyle {\mathsf {3CO+Fe_{2}O_{3}\rightarrow 2Fe+3CO_{2}}}}
Fe+C→Fe+CO{\displaystyle {\mathsf {Fe+C\rightarrow Fe+CO}}}
Fe2O3+3C→2Fe+CO{\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}O_{3}+3C\rightarrow 2Fe+CO}}}

Օդում, խոնավության առկայությամբ, հեշտությամբ օքսիդանում է (ժանգոտում է).

4Fe+3O2+6H2O→4Fe(OH)3{\displaystyle {\mathsf {4Fe+3O_{2}+6H_{2}O\rightarrow 4Fe(OH)_{3}}}}

Ֆիզիկական հատկություններ

[խմբագրել |խմբագրել կոդը]

Երկաթը արծաթափայլ, սպիտակ, պինդ մետաղ է, խտությունը 7,87 գ/սմ3 է, հալման ջերմաստիճանը՝ 1539 °C։ Շնորհիվ ատոմում առկա չզույգված շատ էլեկտրոնների՝ երկաթն ունի պարամագնիսական հատկություն. ձգվում է մագնիսի կողմից։ Այդ մետաղին բնորոշ են արագ մագնիսանալու և ապամագնիսանալու հատկությունները, ինչը հնարավորություն է տալիս երկաթը լայնորեն օգտագործելու էլեկտրատեխնիկայում և էլեկտրոնային սարքերում։ Չափազանց մաքուր երկաթը բավականին կայուն է օդի թթվածնի նկատմամբ, սակայն սովորական մետաղը (խառնուկներ պարունակող) օդում աստիճանաբար ենթարկվում է կերամշակման, մանավանդ խոնավության առկայությամբ.

2Fe+O2+2H2O→2Fe(OH)2{\displaystyle {\mathsf {2Fe+O_{2}+2H_{2}O\rightarrow 2Fe(OH)_{2}}}}

Քիմիական հատկություններ

[խմբագրել |խմբագրել կոդը]
Օքսիդացման աստիճանի բնույթ
[խմբագրել |խմբագրել կոդը]
Օքսիդացման աստիճանըօքսիդՀիդրօքսիդԲնույթըԾանոթությունը
+2FeOFe(OH)2Թույլ հիմնայինԹույլ վերականգնող
+3Fe2O3Fe(OH)3Շատ թույլ հիմնային, հաճախ ամֆոտերիկԹույլ օքսիդացնող
+6ձեռք չի բերվելH2FeO4*ԹթուՈւժեղ օքսիդացնող

Երկաթի տաքացված լարը թթվածնի մեջ մտցնելիս բուռն այրվում է՝ արձակելով շիկացած շիթեր և վերածվելով, այսպես կոչված, «խառը» օքսիդի՝ Fe3O4.

3Fe+2O2→Fe3O4{\displaystyle {\mathsf {3Fe+2O_{2}\rightarrow Fe_{3}O_{4}}}}

Ջրածնի հետ երկաթը չի փոխազդում։ Հալոգենների հետ օքսիդանում է մինչև +3 օքսիդացման աստիճան։ Օրինակ՝

3Fe+3Cl2→2FeCl3{\displaystyle {\mathsf {3Fe+3Cl_{2}\rightarrow 2FeCl_{3}}}}

Դիտարժան է նաև երկաթի ռեակցիան ծծմբի հետ։ Այդ նյութերի փոշիների խառնուրդը փորձանոթում տաքացնելիս սկսվում է բուռն ջերմանջատիչ ռեակցիա, որի հետևանքով գոյանում է երկաթի սուլֆիդ.

Fe+S→FeS{\displaystyle {\mathsf {Fe+S\rightarrow FeS}}}

Երկաթը սովորական թթուներից անջատում է ջրածին՝ առաջացնելով երկվալենտ երկաթի աղ։ Օրինակ՝

Fe+2HCl→FeCl2+H2{\displaystyle {\mathsf {Fe+2HCl\rightarrow FeCl_{2}+H_{2}}}}
Fe+H2SO4→FeSO4+H2{\displaystyle {\mathsf {Fe+H_{2}SO_{4}\rightarrow FeSO_{4}+H_{2}}}}

Օքսիդիչ թթուներից խիտ ծծմբականի հետ չի փոխազդում սովորական ջերմաստիճաններում, ինչը հնարավորություն է տալիս մեծաքանակ թթուն տեղափոխելու երկաթե տարողություններով։ Խիտ ազոտական թթուն ևս չի փոխազդում երկաթի հետ։ Նշված երկու թթուներն էլ պասիվացնում են երկաթը՝ վերջինիս մակերևույթի վրա առաջացնելով օքսիդացման այնպիսի արգասիքներ, որոնք արգելափակում են թթվի անմիջական հպումը մետաղի հետ։ Նոսր ազոտական թթուն, այնուամենայնիվ, փոխազդու է երկաթի հետ.

8Fe+30HNO3→8Fe(NO3)3+3NH4NO3+9H2O{\displaystyle {\mathsf {8Fe+30HNO_{3}\rightarrow 8Fe(NO_{3})_{3}+3NH_{4}NO_{3}+9H_{2}O}}}

Երկաթն ակտիվ մետաղ է և կարող է մի շարք մետաղների դուրս մղել իրենց աղերի ջրային լուծույթներից.

Fe+CuCl2→FeCl2+Cu{\displaystyle {\mathsf {Fe+CuCl_{2}\rightarrow FeCl_{2}+Cu}}}

Ջրի հետ փոխազդում է միայն շատ բարձր ջերմաստիճաններում (ջրային գոլորշու հետ).

3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2{\displaystyle {\mathsf {3Fe+4H_{2}O\rightarrow Fe_{3}O_{4}+4H_{2}}}}
Փոխազդեցությունը թթուների հետ
[խմբագրել |խմբագրել կոդը]
  • Աղաթթվի հետ.
Fe+2HCl→FeCl2+H2↑{\displaystyle {\mathsf {Fe+2HCl\rightarrow FeCl_{2}+H_{2}\uparrow }}}
  • Նոսր ծծմբական թթվի հետ.
Fe+H2SO4→FeSO4+H2↑{\displaystyle {\mathsf {Fe+H_{2}SO_{4}\rightarrow FeSO_{4}+H_{2}\uparrow }}}
  • Խիտ ազոտական և ծծմբական թթուների հետ.
2Fe+6H2SO4→Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O{\displaystyle {\mathsf {2Fe+6H_{2}SO_{4}\rightarrow Fe_{2}(SO_{4})_{3}+3SO_{2}\uparrow +6H_{2}O}}}
  • Երկաթը արյվում է օդում
3Fe+2O2→Fe3O4{\displaystyle {\mathsf {3Fe+2O_{2}\rightarrow Fe_{3}O_{4}}}}
  • Այրումը մաքուր թթվածնով.
4Fe+3O2→2Fe2O3{\displaystyle {\mathsf {4Fe+3O_{2}\rightarrow 2Fe_{2}O_{3}}}}
2Fe+O2→2FeO{\displaystyle {\mathsf {2Fe+O_{2}\rightarrow 2FeO}}}
Fe+S→FeS{\displaystyle {\mathsf {Fe+S\rightarrow FeS}}}
2Fe+3Cl2→2FeCl3{\displaystyle {\mathsf {2Fe+3Cl_{2}\rightarrow 2FeCl_{3}}}}
2Fe+3Br2→2FeBr3{\displaystyle {\mathsf {2Fe+3Br_{2}\rightarrow 2FeBr_{3}}}}
3Fe+4I2→Fe3I8{\displaystyle {\mathsf {3Fe+4I_{2}\rightarrow Fe_{3}I_{8}}}}
6Fe+N2→2Fe3N{\displaystyle {\mathsf {6Fe+N_{2}\rightarrow 2Fe_{3}N}}}
Fe+P→FeP{\displaystyle {\mathsf {Fe+P\rightarrow FeP}}}
2Fe+P→Fe2P{\displaystyle {\mathsf {2Fe+P\rightarrow Fe_{2}P}}}
3Fe+P→Fe3P{\displaystyle {\mathsf {3Fe+P\rightarrow Fe_{3}P}}}
3Fe+C→Fe3C{\displaystyle {\mathsf {3Fe+C\rightarrow Fe_{3}C}}}
Fe+Si→FeSi{\displaystyle {\mathsf {Fe+Si\rightarrow FeSi}}}
3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2↑{\displaystyle {\mathsf {3Fe+4H_{2}O\rightarrow Fe_{3}O_{4}+4H_{2}\uparrow }}}
Fe+CuSO4→FeSO4+Cu{\displaystyle {\mathsf {Fe+CuSO_{4}\rightarrow FeSO_{4}+Cu}}}
Fe+2FeCl3→3FeCl2{\displaystyle {\mathsf {Fe+2FeCl_{3}\rightarrow 3FeCl_{2}}}}

Արտաքին հղումներ

[խմբագրել |խմբագրել կոդը]

Տես նաև

[խմբագրել |խմբագրել կոդը]

Ծանոթագրություններ

[խմբագրել |խմբագրել կոդը]
  1. ↑Карапетьянц М. Х., Дракин С. И. Общая и неорганическая химия: Учебник для вузов. — 4-е изд., стер. — М.: Химия, 2000,ISBN 5-7245-1130-4, с. 529
  2. ↑М. Фасмер. Этимологический словарь русского языка. — Прогресс. — 1986. — Т. 2. — С. 42—43.
  3. ↑Трубачёв О. Н. Славянские этимологии. // Вопросы славянского языкознания, № 2, 1957.
  4. ↑Boryś W. Słownik etymologiczny języka polskiego. — Kraków: Wydawnictwo Literackie. — 2005. — С. 753—754.
  5. ↑Мейе А. Основные особенности германской группы языков. — УРСС. — 2010. — С. 141.
  6. ↑Matasović R. Etymological Dictionary of Proto-Celtic. — Brill. — 2009. — С. 172.
  7. ↑Mallory, J. P., Adams, D. Q. Encyclopedia of Indo-European Culture. — Fitzroy-Dearborn. — 1997. — P. 314.
Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկվածՀայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 3, էջ 593)։
 Պարբերական աղյուսակ
H He
LiBe BCNOFNe
NaMg AlSiPSClAr
KCa ScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
RbSr YZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
CsBaLaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn
FrRaAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLrRfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg
Ստացված է «https://hy.wikipedia.org/w/index.php?title=Երկաթ&oldid=10518443» էջից
Կատեգորիաներ:
Թաքցված կատեգորիաներ:
[8]ページ先頭
©2009-2026 Movatter.jp