Гвожђе илижелезо (ијек.жељезо)[а] (Fe),метал јеVIIIB групе.[2] Има 16изотопа чије сеатомске масе налазе између 49 — 63. Постојани изотопи су: 54, 56, 57 и 58. Најзаступљенији је изотоп 56 (91%). СимболFe долази одлат.ferrum назива за гвожће.Ферат је назив за гвожђе у анјонском комплексу.Телурско гвожђе је назив за елементарно гвожђе, које је настало у Земљиној кори.
Потпуно чисто гвожђе је мекан металсребрeнкастог сјаја. Познато је од прадавних времена, а данас је вероватно најважнији технички метал који налази мноштво облика примене. Оно се првенствено користи у видучелика, у којем јеугљеник заступљен са до 2,06%. Гвожђерђа навлажном ваздуху и раствара се у разређенимкиселинама.[3]
Гвожђе се у природи најчешће налази као минералмагнетит, који је кристализован се у облику црних кубних кристала. Оно је један од распрострањенијих металнихелемената уЗемљиној кори, где је по масеном уделу одмах изаалуминијума. У Земљиној кори је удео гвожђа око 5%, а у целој Земљи се претпоставља да је 37%. Унутрашњост Земље се претежно састоји од гвожђа. Концентрација гвожђа у морима је врло мала (око 4x10−3 ppm). Елементарно гвожђе се у природи налази као метеоритско које је доспело на земљу из Свемира, и као телурно које је присутно у Земљиној кори од исконских времена. Познато је да је гвожђе присутно у саставу Сунца, месечевим стенама и другимнебеским телима, где га има око 14,3%, што сведочеметеорити пали наЗемљу од којих се половина састоји претежно од гвожђа.
На површини Земље природно гвожђе се веома ретко налази у елементарном стању (на пример телурно гвожђе наДиско, западно одГренланда).
У елементарном стању чисто гвожђе је сребрнобели, релативно мекан и кованметал. Такође, оно је и феромагнетично, што значи да задржава магнетска својства и након престанка деловања магнетског поља.
Гвожђе је хемијски врло реактивно и каонеплеменити метал раствара се у неоксидирајућимкиселинама. Наваздуху је врло нестабилно и релативно брзо сеоксидује (кородира). У оксидирајућим киселинама (концентриранојсумпорној иазотној киселини) површина гвожђа се не раствара, него се пасивизира стварањем заштитног слоја.
Гвожђе има 9изотопа (масени број од 52 до 60) и четврти је елемент по уделу уземљиној кори. Уприроди се гвожђе налази као смеша четири стабилна изотопа: гвожђе-54 (5,8%), гвожђе-56 (91,72%), гвожђе-57 (2,2%) и гвожђе-58 (0,28%), а остали су изотопирадиоактивни, с краткимвременом полураспада, осим изотопа гвожђе-60 (t1/2 = 3x105година). Изотоп гвожђе-56 познат је каонуклид с најстабилнијом језгром, јер има највећунуклеарну енергију везивања.
Каобиогени елемент, гвожђе спада у групуесенцијалних елемената где учествује у преносу кисеоника. Гвожђе је важно заживотбиљака као иживотиња, и налази се у саставухемоглобина ихлоропласта у крви, па мора бити садржано ухрани топлокрвних животиња, као итлу у коме расту биљке. У организму одраслогчовека има око 5,85грама гвожђа; од тога је 55% везано за хемоглобин, 10% је у миоглобину и 17% ућелијским хеминима; око 17% гвожђа се налази и у другим органима (каоферитин и хемосидерин). Препарати гвожђа убрајају се у најстаријалековита средства; били су познати већ уримско време. Данас се гвожђе у облику растворних феросола највише употребљава за лечење разних обликаанемије. Мањак гвожђа доводи до анемије, а вишак може изазвати оштећењејетре ибубрега. За нека једињења гвожђа се претпоставља да суканциногена.[4]
Ситније честице гвожђа могу сагоревати у ваздуху, при чему се јављају искре усијаногоксида, а у сасвим фином раздељењу гвожђе је ипирофорно, тј. самозапаљиво на ваздуху. С усијаним гвожђемводена пара реагује уз настанак оксида Fe3O4 (магнетит) иводоника. На високој температури гвожђе се директно спаја схлором и сасумпором. У разређеним се киселинама техничко гвожђе се лако раствара. Концентрисанасумпорна киселина не нагриза гвожђе (стога се она може одлагати и превозити у жељезним посудама), а у концентрованој азотној киселини гвожђе постаје пасивно.
Гвожђе директно реагује с већином неметала при умереним температурама. Осим с кисеоником реагује сугљеником, сумпором, хлором,фосфором и другима.
Дијаграм стања (фазни дијаграм) гвожђа – угљеник приказује разне алотропије гвожђа и челика.
Гвожђе се јавља у 4алотропске модификације: α, ß, γ и δ гвожђе. Његова кристална структура се мења с променом температуре.
α железо поседује просторно (запремински) центрирану кубну кристалну решетку, а стабилно је у температурском интервалу између 723 °C и 770 °C. Ова алотропска модификација железа одликује се феромагнетичним особинама.
У температурском интервалу од 770 до 906 °C железо и даље има просторно (запремински) центрирану кубну кристалну решетку, међутим изнад 770 °C одликује се парамагнетним својствима. Због разлике у физичким карактеристикама, користи се друга ознака — ß железо.
Изнад температуре од 906 °C па све до 1401 °C железо карактерише површински центрирана кубна кристална решетка. Ова алотропска модификација означава се као γ железо.
Између 1401 °C и 1539 °C железо се поново одликује просторно (запремински) центрираном кубном кристалном решетком и назива се δ железо. Разлика између α и δ железа јесте у параметру кристалне решетке.[5]
Изнад 1539 °C железо више не поседује кристалну решетку већ се налази у течном стању — у стању растопа.
Гвожђе формира једињења у којима имаоксидационе бројеве +2, +3 и +6, а у најважнијима и највећем броју једињења има оксидацијски број +2 (феро) и +3 (фери). Стање +2 је најстабилније. Шестовалентно гвожђе је фератнијон FeO4 — који је постојан само уалкалном медију, а укиселом медију се распада на Fe3+ икисеоник, уз нештоозона.[6]
Нестабилнији Fe2+ јон у се воденом раствору у присуству кисеоника лако оксидује у Fe3+ јон.
Гвожђе због свог негативног стандардног електродног потенцијала Fe2+/Fe, раствара се у киселинама уз развијањеводоника.
Јони Fe2+ и Fe3+ имају изражену способност стварања комплекса координацијског броја 6. Раствор јона Fe2+ је светлозелене боје. Раствор јона Fe3+ је жуте боје, осим бромида који је црвене.Диметил-глиоксим обоји раствор Fe2+ јона црвено.[7]
Гвожђе(III) оксид (Fe2O3) и феро-фери-оксид (Fe3O4 x Fe2O3), који настаје као црвени прах кад се жари Fe(OH)3, Fe(NO3)2 или Fe2(SO4)3. Каоминерал,хематит формира више или мање густе стене, местимично и велике црвенекристале. Главни је састојак гвоздених боја (капут мортум, колкотар,окер).
Фери-феро-оксид, Fe3O4 = FeO x Fe2O3, настаје при жарењу гвожђа и гвоздених оксида на вишим температурама. Каомагнетит најважнија је руда (минералне сировине), а од њега се праве и електроде за техничкуелектролизу. Састојак јетермитне смеше.
Гвожђе(II) хидроксид, Fe(OH)2, настаје као бео до светлозеленог талога кад се растворусоли двовалентног гвожђа у одсуствукисеоника додалужина. На ваздуху лако прелази у смеђецрвенигвожђе(III) хидроксид, Fe(OH)3. То једињење се таложи (с промењивим количинама апсорбоване воде) као црвеносмеђи зелатиносни талог, кад се раствору соли тровалентног гвожђа дода лужина. Састојак је различитих минерала истена (хидрохематит, тургит, лимонит, ксантосидерит, гетит, стилпносидерит, окер, лепидокрокит).
Хидратизовано гвожђе(III) хлорид.Берлинско плаво јепигмент с хемијском формулом Fe7(CN)18.Хематит је минерал гвожђе оксида, хемијске формуле α-Fe2O3, најстабилнији је и најраспрострањенији од свих оксида гвожђа.Магнетит, с хемијском формулом Fe3O4, је црни феримагнетични оксид гвожђа.
Гвожђе(II) нитрат, Fe(NO3)2, настаје када се гвожђе раствара у разређеној врућојазотној киселини. Хладна концентрована HNO3 не раствара гвожђе јер на површини настаје заштитни слој оксида. Ова сокристалише из раствора са 6 или 9молекулаводе у виду безбојних кристала који су растворни у води и збогхидролизе дају смеђираствор. Употребљава се умедицини као адстрингенс против крварења ужелуцу ицревима. Такође служи за отежавањесвиле, за штављење коже, убојима и штампи у боји, за производњу берлинског плавог и др. Водени раствор гвожђе(II) нитрата је зелене боје.
Гвожђе(III) нитрат, со је гвожђа са хемијском формулом Fe(NO3)3. Будући да је хигроскопан, често се налази у нонахидратном облику, Fe(NO3)3 x 9H2O), који је кристална материја безбојне до блиједо љубичасте боје. Настаје реакцијом гвожђа или оксида гвожђа с азотном киселином.
Гвожђе карбид илицементит, Fe3C, врло тврдо и крто једињење, састојак је техничког жељеза где доприноситврдоћи тог материјала.
Гвожђе(II) карбонат (FeCO3,сидерит) позната је карбонатна руда гвожђа, која се налази у природи као минерал сидерит. Ова со настаје као бели аморфни талог кад се раствор соли двовалентног гвожђа (било које гвожђе(II) соли) помеша с раствором бикарбонатне соде. На ваздуху губи угљен-диоксид и оксидује се до Fe2O3. У води има растворљивост од 3,13 x 10−11. У води која садржи растворени угљен-диоксид полако се раствара у облику хидрокарбоната (Fe(HCO3)2), састојка многих минералних вода. Из њих се у додиру са ваздухом таложи смеђи оксидохидрат, па стога природне воде с високим садржајем гвожђа нису прикладне за пиће и употребу у индустријске сврхе.
Гвожђе(II) халогениди су FeBr2, FeF2, FeI2 и FeCl2. Они су растворне соли, као игвожђе(III) халогениди FeF3, FeCl3 и FeBr3, изузевгвожђе(III) флуорида који је незнато растворан.
Гвожђе(II) хлорид, FeCl2 x 4H2O, формира модрозелене моноклоналне кристале који се овлажују на ваздуху и растворни су у води; добија се растварањем гвожђа ухлороводоничној киселини или директном синтезом из елемената. Служи као редукционо средство у производњи боја. Кристализује се као хидрат из раствора насталог растварањем гвожђа у соној киселини. Разређени раствор је жуте боје, који након концентрисања постаје црвен. Безводни материјал се добија грејањем гвожђа у атмосфери хлороводика.
Гвожђе(III) хлорид хексахидрат (или тетрахидрат, FeCl3 x 6 H2O). Хидратисана со је жуте боје. На ваздуху влажи, и лако је растворна у води,алкохолу иетру. Ова со се користи као хемијски реагенс, као коагуланс за чишћење површинских вода, оксидационо и кондензационо средство, као преносилацхлора у синтези боја, налази примену у бојењу текстила, користи се за нагризање метала (израду штампаних плоча у електротехници), у медицини као адстригенс (нпр. вата за заустављање крварења рана), итд. У продаји је у облику прљавожутих кристалних груда (обично као хексахидрат — са 6 молекула воде). Безводни хлорид је хигроскопна материја. Настаје жарењем гвожђа у струји сувог хлора или растварањем гвожђа у хлороводичној киселини уз увођење хлора. Кристалише се из воденог раствора формираног растварањем гвожђе(III) оксида у соној киселини.
Гвожђе(II) сулфид (FeS) у природи се налази као минерал пирхотин (бронзане боје), добија се у облику тамносивих или црних груда, плоча или штапића с металним сјајем тако што се растопљена смеша гвожђа и сумпора лије на одговарајућу површину или у калуп; у разређеним киселинама се раствара уз развијањесумпороводика H2S, па се у лабораторији употребљава за добивање тога гаса.
Сулфидни (S2-) јон се таложи као црни талог у неутралном раствору. Ова со није растворна у води, али је растворна у киселинама:
Гвожђе дисулфид (FeS2) позната је сулфидна руда гвожђа и врло је раширена у природи као минералпирит (мање каомарказит) који је златножуте боје с металним сјајем. Из њега се пржењем добија сумпор-диоксид за производњусулфита (тиме исумпорасте киселине) и сулфатне киселине.
1. Сумпороводик у киселом раствору редукује гвожђе уз излучивање сумпора:
2. Амонијум сулфид ((NH4)2S) таложи црни талог који је растворан у киселинама:
Гвожђе(II) сулфат, FeSO4 x 7H2O, добија се у облику светлозелених моноклалних призама из раствора гвожђа у сумпорној киселини; у техници се добија и оксидацијом пирита на влажном ваздуху, а отпада у знатним количинама као споредни производ при цементацијибакра, при добијањукалаја, при производњихром алауна ититанијумског белила; најважнија је техничка со гвожђа и служи за добијање других једињења гвожђа, такође за производњу тинте, за уништавање штеточина (инсектицид) и корова, у бојењу и кожарству, за дезинфекцију и дезодоризацију, за конзервирање дрвета, уветеринарској медицини као адстрингенс итд.
Гвожђе(III) сулфат, Fe2(SO4)3, формира бели или сивобели прах који се у води полако раствара, а на ваздуху влажи дајући смеђу течност; добија се тако што се кисели раствор зелене галице оксидује азотном киселином; налази примену у бојењу, у производњи берлинског плавог и гвоздених алауна, који се употребљавају у бојењу, фотографији и хемијској анализи.
Амонијум гвожђе(II) сулфат хексахидрат (NH4)2Fe(SO4) x 36H2O познат је каоМохрова со.
Гвожђе(II) ацетат, (CH3COO)2Fe x 4H2O или Fe(C2H3O2)2 или Fe(CH3COO)2) добија се растварањем гвожђа усирћетној киселини, а употребљава се у бојењу, и у медицини као адстрингенс.
Гвожђе(III) ацетат (Fe(CH3COO)3) у води формира црвени талог. Ово једињење настаје при доказивању Fe2O3 (--> 6CH3COOH + 2Fe --> 2(CH3COO)3Fe + 3H2)
Гвожђе амонијум оксалат, (NH4)3Fe(C2O4) x 3H2O, зелени, у води лако растворни кристали који на светлу губеоксалну киселину оксидацијом до CO2, при чему тровалентно гвожђе прелази у двовалентно. То се својство употребљава за мерење количинесветла, за копирање нацрта, и сл. У исту сврху, а и као лек противслабокрвности, употребљава се игвожђе(II) цитрат.
Гвожђе је најкоришћенији од свих метала и његова производња чини 95% (масено) од укупне светске производње метала. Разлог томе је комбинација ниске цене и погодних физичких својстава, због чега је гвожђе неизоставни материјал уаутомобилској индустрији,бродоградњи играђевинарству.
Техничко гвожђе представља распрострањену легуру гвожђа с већим или мањим количинамаугљеника,силицијума,мангана,сумпора ифосфора. Својства материјала у великој мери зависе од количине тих састојака, односно примеса. Додацима других метала, као што сухром,титанијум,молибден,никл,тантал,ванадијум,кобалт,ниобијум,волфрам и др., својства гвожђа се могу даље модификовати у ширим границама него било којег другог техничког метала. Стога данас има на хиљаде врста техничких гвожђа за најразличитије намене. Техничко гвожђе, осим врста које су посебним додацима (првенствено никла и хрома) учињене хемијски отпорнима (нерђајући челик), хемијски је мање отпорно од чистог гвожђа. Оно на влажном ваздуху рђа, тј. превлачи се слојем хидроксида који не штити метал од даљег нагризања. Гвожђе загрејано на вишу температуру се покрива црвеном превлаком оксида. Fe3O4.
Гвожђе се првенствено користи у обликучелика.Око године 400. подигнут јегвоздени стуб у Делхију, висок 7 метара и тежак више од 6 тона, који и дан данас одолева монсунским кишама и корозији.Када семетални метеорити полирају и гравирају, показују познате Wидманстатенове фигуре.
Гвожђе се првенствено користи у обликучелика, и у мањој мери каосирово илиливено гвожђе. Челик је легура гвожђа с 0,05 до 2,06%угљеника. То је најважнији технолошки и конструкциони материјал, а данас је познато више од хиљаду врста челика. Одликују се великомчврстоћом,тврдоћом, жилавошћу, подесни су за ливење и механичку обраду, и имају знатну еластичност.
Археолошки докази употребе „метеоритског гвожђа“ за израду ситног накита и оружја сежу до 5. миленијума п. н. е. у данашњемИрану и врхови копља, који датирају из 4. миленијума п. н. е. издревног Египта.Хијероглифски записи из 2. века п. н. е. говоре о „црвеном балону с неба“, што се односи наметеоритско гвожђе. Ово гвожђе се користило као украсни део на врховимакопља. Гвожђе се тада није добијало ливењем или топљењем руда гвожђа, него се обрађивало на начин на који се обрађивао камен.
Негде између 3. и 2. миленијума п. н. е. ушла је у употребу обрада гвожђа у подручјуМесопотамије,Анатолије иЕгипта. Овакви рани почеци обрађеног гвожђа разликују се од гвожђа метеоритског порекла, јер не садрженикл у свом саставу. Чини се да су људи у то време користили гвожђе искључиво у религијске сврхе, и оно је тада било вредније одзлата и вероватно је настало као нуспродукт производњебронзе.
Између 16. и 12. века п. н. е. гвожђе се почиње снажније користити; додуше и у то време бронза је још увек била у широкој употреби. Од 1200. п. н. е. почиње прелазбронзаног доба угвоздено доба. Сматра се да овај прелаз људског друштва није подстакла премоћ и квалитета једног материјала над другим, него недостатаккалаја (који је неопходан за формирање бронзе). Ови први кораци обраде гвожђа на почецима гвозденог доба укључивали су и кориштењедрвеног угљена током обраде, а резултат овакве обраде гвожђа био је први произведеничелик (површински слој гвожђа). Хлађењем овако обрађеног гвожђа (по правилу помоћу неке течности) добијени материјал је добијао еластичност и чврстоћу, која је била супериорна у односу на особине бронзе.
Гвожђе се почело добијати изруда, највероватнијехематита (Fe2O3), око 1500. п. н. е., најпре уАнатолији, данашњојМалој Азији, као тзв. „порозно гвожђе“. У то време, због недовољне температуре примитивних пећи, није било могуће добијање ливеног гвожђа, већ је настајало порозно гвожђе, које се ковањем претварало у употребљив метал. Налазишта у Уру (Ирак), те у Египту сведоче о раном добијању гвожђа из руда. Гвожђе је у то време било невероватно важан стратешки материјал. Сматра се, да је племеХетита из Мале Азије постигло своју велику војну моћ управо због ране производње гвозденог оружја. У то је време цена гвожђа била већа од цене злата, а начин његовог добијања чувао се као најстрожа тајна.
Устарој Грчкој гвоздено доба почиње око 1300. п. н. е, а 1200. п. н. е. гвожђе је већ познато у читавом “старом свету”. Очвршћавање гвожђа закаљивањем било је познато око 900. п. н. е, а такође и опорављање (попуштање) загревањем. О томе сведоче налази и писани документи изРима,Халстата (Немачка) иЛа Тене (Француска).
Гвожђе је човеку било познато већ упраисторијским временима, а данас је оно далеко најважнији технички метал. Од њега се правемостови,жељезнице,машине,бродови,грађевине, итд. као и безброј ситница потребних у свакодневном животу:игле,ексери,завртњи,кајле, спајалице за документе, кутије за конзерве итд.
Висока пећ у месту Сестао,Шпанија.Сирово жељезо је због већег садржаја нечистоћа и угљеника, јако крто и неподесно за обраду или примену.Бесемерови конвертери за добијања челика.Рад у близини високе пећи.
За добивање гвожђа данас се углавном користеоксидне, а ређекарбонатнеруде. Црвена гвоздена руда садржи минералхематит. Друге руде садрже минералмагнетит, који је црне боје имагнетичан. Гвожђе се ретко налази у елементарном облику, који је присутан у близини вулкана и у метеорима. Знатне количине гвожђа су кориштене од гвозденог доба. У првом миленијуму п. н. е. гвожђе се добијало топљењемминерала гвожђа, као што је хематит.
Из оксидних руда, гвожђе се добија редукцијом рудакоксом, односно угљеник(II) оксидом (угљен-моноксидом) увисоким пећима. Из руда које су сиромашне гвожђем (нпр.лимонита), гвожђе се добија тзв. киселим топљењем и Круповим поступком.
Кроз горњи отворвисоке пећи (гротло), пећ се наизменично пуни слојевима кокса и руде с топионичким додацима. Зависно од руде, топионички додатак јекречњак илидоломит (ако су руде киселе, јер јаловине садржесиликате иалуминијум оксид) иликварцнипесак (ако су руде алкалне, јер јаловине садржекалцијум оксид). Најнижи слој кокса се запали, и доводи се врућ ваздух (до 800 °C) обогаћенкисеоником. При том кокс изгара дајући најпреCO2, а затим проласком кроз следећи слој кокса прелази уCO:
Насталиугљеник(II) оксид (угљен-моноксид) главно је редукционо средство које постепено, зависно од температуре појединих зона пећи, све више редукујеоксиде гвожђа, док коначно не настане тзв.порозно гвожђе, а све реакције се сумарно могу свести на:
Реакцијама ослобођени CO2 (који настаје распадомкарбоната) реагује с угрејаним коксом дајући поново CO, који се у мање врућим деловима пећи распада на CO2 и фино диспергованиугљеник, који се раствара у порозном гвожђу. Угљеник тако снижаватачку топљења редукованог гвожђа на 1100 — 1200 °C. Растопљено гвожђе се, због веће густине полако слива у доњи део пећи и скупља се на дну одакле се испушта у калупе или вагонете којима се одвози на даљњу прераду. Течна и лакшатроска плива на растаљеном гвожђу и испушта се кроз нешто више смештен испуст.
Производи који настају у високој пећи су:
Сирово гвожђе. Полаганим хлађењем добија се сиво сирово гвожђе из којег се излучиографит. Наглим хлађењем добива се бело сирово гвожђе из којег графит није стигао да се излучи. Међутим, сирово гвожђе се обично не хлади, него се одмах прерађује учелике.
Троска или згура, која је углавном калцијум алумосиликат, употребљава се за производњуцемента и каоизолацијски материјал.
Гротлени гас настаје као производ наведених процесагорења, а састоји се одазота, угљен-диоксида, угљен-моноксида,водоника иметана. Користи се за загревање ваздуха који се удувава у пећ.
Сирово гвожђе је због већег садржаја нечистоћа и угљеника, јако крто и неподесно за обраду или примену. Може се користити само за ливење најгрубљих масивних предмета (нпр. постоља), који нису механички или топлотно оптерећени. Да би се добило квалитетније гвожђе или челик, сирово гвожђе се прерађује, што укључује смањење садржаја свих примеса и подешавање садржаја угљеника у гвожђу, који битно одређује квалитет челика.Челиком се сматра легура гвожђа која садржи од 0,05 до 2,06% угљеника. Пречишћено сирово гвожђе које садржи више од 1,7%, а мање од 2,5% угљеника обично се називаливено гвожђе, а користи се за израду масивнијих гвоздених одливака за разна постоља, носаче, конструкцијско и грађевинско гвожђе итд. Мешањем сировог гвожђа с растопом кварцног песка и претапањем те смеше у пећима обложеним Fe2O3, у растопу се добија порозно гвожђе, у којем присутни Fe2O3 оксидује већину примеса. Добија се тзв. профилно гвожђе јер се директно из пећи, подпритиском који истискује силикатну масу с отопљеним примесама, извлаче профилни производи гвожђа (цеви,шине, шипке итд.).
Примесе знатно утичу на физичка својства гвожђа. Тачка топљења чистог гвожђа је 1535 °C, а гвожђа са свега 0,83% угљеника 740 °C.Састав сировог гвожђа:
Постоји више поступака прераде гвожђа у челике, а најчешћи су:[8]
непосредним продувавањемкисеоника иливаздуха обогаћеног кисеоником кроз растопљено гвожђе у конвертерима. Највише се користе Бесемеров и Томасов поступак. Разликују се у томе што се Томасовим поступком из сировог гвожђа може уклонити и фосфор.
посредномоксидацијом која се спроводи у Сименс-Мартиновим пећима. Код овог поступка оксидацију врши кисеоник из гасова изнад растопа.
ЛД поступком с чистим кисеоником (99,9%), у којем се кисеоник не проводи кроз растоп, него проводи кроз водом хлађену капљасту цев, која сеже до једног метра изнад отопине. Данас се овај поступак све више примењује.
електролучни поступак у којем се сирово гвожђе топиелектричним луком. Ово је модернији поступак добивања легираних челика у којима је удео других метала већи од 5%.
Рециклирање метала је процес поновног кориштења металних материјала, понајвишеалуминијума и челика. Сви производи сачињени од алуминијума и челика у великом се уделу могу рециклирати, а рециклирањем истих сировина штеди се до 95% енергије потребне за производњу нових материјала. Метали имају јако велики постотак поновне искористивости, а понајвише челик – до 100%.
Гвожђа има у саставу Месеца, Сунца и других небеских тела као и на Земљи, где је најраспрострањенији метал. Земљино језгро се највећим делом састоји од гвожђа, с нештоникла, а управо тај састав гвожђа у спољашњој течности језгра и у његовим чврстим унутрашњим деловима даје Земљимагнетно поље. Гвожђе се може се наћи иминерала, мада је то ретко случај јер гвожђе с лакоћом реагује скисеоником иводом стварајућиоксиде и друге минерале. Повремено се налази у неким промењенимбазалтима, где су гвоздени минерали сведени на урођено гвожђе.
Гвоздени цвет илигвоздени шешир су рударски називи за делове лежишта руде гвожђа (пирита, хематита, магнетита, сидерита), где су оне прешле у лимоните.
У природи (на многим местима Земљине површине) гвожђе се накупило у већим концентрацијама, а стене које садрже 20% и више гвожђа могу служити као руде гвожђа. Најчешће и најважније су оксидне руде које садрже минералехематит (Fe2O3 x H2O), најмање заступљен лимонит (FeO(OH) x nH2O) имагнетит (Fe3O4), те врло распрострањени пирит (FeS2) који је сулфидна руда, сидерит (FeCO3) који је карбонатна руда.Вивијанит је кристал, гвоздени фосфат. Гвожђе се налази и у силикатним рудама (једињењима).
Све руде се морају пржити пре прераде у сирово грожђе да пређу у оксиде. Из руде се сирово гвожђе добија прерадом у високој пећи. Тако добивено сирово гвожђе се употребљава мањим делом за производњу предмета ливењем, а већим делом се прерађује у челик.
За добијање 1 тоне сировог гвожђа потребно је: 1,65 t руде с додацима, 0,5 t кокса, 1,5 – 2,5 t врућег ваздуха и 10 m3 воде за хлађење. Притом још настаје: 0,3 t троске, 3 — 3,5 t гротлених гасова и прашине.
Ајфелова кула је саграђена 1889. поводом светске изложбе уПаризу. Иако је Александар Густав Ајфел (1832—1923) имао највише успеха у пројектовању челичних мостова, његов најзначајнији пројект је познати париски челични торањ који је по њему добио име. Са четири решеткаста носача уздиже се до висине око 300 метара, а тежи 9 700 тона. Челични носачи спајају три платформе на висинама 58, 116 и 276 метара које су посетиоцима приступачне лифтом или степеницама. С једне од туристички најпознатијих грађевина на свету пружа се поглед на раздаљину од око 140 km. На торњу се налазиметеоролошка станица, а служи и каоантенски стуб.
Железо је неопходно за очување здравља.Атом железа се налази у многимензимима[9]:хемоглобину,миоглобину... Потребе за гвожђем се разликују у зависности од старости, тежине, пола, здравља минималне количине које је потребно дневно унети крећу се у широким оквирима. Код одраслих особа од 10 милиграма дневно до 20 код жена, док је за време дојења потребно 30. Иако човеков организам има солидне механизме за регулацију количине гвожђа, у неким ситуацијама може доћи до обољења хемохроматозе. То обољење се јавља услед превелике дозе гвожђа у организму. Велике количине гвожђа(II) су отровне. Соли гвожђа(III-VI) су безопасне, зато што их организам не апсорбује.
Правилна концентрација гвожђа у крви:
средња вредност
мушкарци 21,8 микроmol политру, 120 микрограма по децилитру
жене 18,5 микроmol по литру, 100 микрограма по децилитру
минималне и максималне концентрације:
мушкарци 17,7 — 35,9 микроmol по литру, 90 — 200 микрограма по децилитру
жене 11,1 — 30,1 микроmol по литру, 60 — 170 микрограма по децилитру
^У колоквијалном говору ихемијској литератури се термин гвожђе користи да означихемијски елемент. Међутим, умашинству термин гвожђе се користи за означавањелегуре хемијског елемента заугљеником. Машинство за хемијски елемент углавном користи назив железо.
H. R. Schubert,History of the British Iron and Steel Industry ... to 1775 AD (Routledge, London, 1957)
R. F. Tylecote,History of Metallurgy (Institute of Materials, London 1992).
R. F. Tylecote, "Iron in the Industrial Revolution" in J. Day and R. F. Tylecote,The Industrial Revolution in Metals (Institute of Materials 1991), 200–60.
_NIST_ASD_emission_spectrum.png)
_chloride_hexahydrate.jpg)
