Физичка и хемијска својства гвозденог метала
Гвожђе (ФЕ) је један од најчешће коришћених метала због њиховог обиља, снаге и свестраности. Испод је преглед физичких и хемијских својстава гвожђа.
Кључна физичка и хемијска својства гвожђа
| Имовина | Вредност / опис |
|---|---|
| Изглед | Сребрнали-сива, металик сјај |
| Густина | 7.87 г / цм³ |
| Тачка топљења | 1538 степени (2800 степени ф) |
| Тачка кључања | 2862 степени (5182 степени ф) |
| Електрична проводљивост | Добро, али не тако високо колико и бакар или алуминијум |
| Топлотна проводљивост | 80 W/m·K |
| Магнетизам | Ферромагнетни (магнетизабилан) |
| Тврдоћа | 4.5 На скали мохс (мека у чистом облику) |
| Дуктилност | Дуктилни и превршни у чистом облику |
| Реактивност са кисеоником | Обрађује гвожђе оксид (рђа) |
| Реактивност са водом | Формирају гвожђе хидроксид и водоник гас |
| Реактивност са киселинама | Формирају гвожђе соли и водоник гас |
| Уобичајена оксидациона стања | Фе²⁺ и фе³⁺ |
| Отпорност на корозију | Подложан рђу, али побољшан у легурама |
Физичка својства гвожђа
Изглед:
Гвожђе је сребрни-сиви метал са металним сјајем.
Релативно је мекано када је у свом чистом облику, али може се ојачати легирајућим елементима попут угљеника (за прављење челика).
Густина:
Густина гвожђа је приближно7.87 г / цм³.
Ова релативно висока густина чини гвожђе одговарајући материјал за апликације које захтевају масу и снагу.
Тачка топљења:
Гвожђе има високу тачку топљења отприлике1538 степени (2800 степени ф).
Ова висока тачка топљења доприноси његовој употреби у апликацијама са високим температурама као што су челична производња.
Тачка кључања:
Тачка кључања гвожђа је2862 степени (5182 степени ф).
Електрична проводљивост:
Гвожђе јеДобар проводник електричне енергије, иако није тако добар као бакар или алуминијум. Често се користи у електричним компонентама и проводницима када је то потребно.
Топлотна проводљивост:
Гвожђе има добру топлотну проводљивост, са топлотном проводљивошћу од око80 W/m·K.
То га чини ефикасном материјалом за вођење топлоте у различитим индустријским апликацијама.
Магнетизам:
Гвожђе јемагнетниу чистом облику и јеферромагнетскиМатеријал. То значи да се привлачи магнете и може постати магнетизован.
Ова некретнина је разлог због којег се гвожђе користи у производњи електромагнетима, мотора и других магнетних уређаја.
Тврдоћа:
Чисто гвожђе је релативно мекано, са тврдоћом4.5 На скали Мохс. Међутим, легуре гвожђа попут челика много је теже и јача.
Тврдоћа гвожђа може се значајно побољшати додавањем угљеника и других елемената, формирајући материјале попут ливеног гвожђа и челика.
Дуктилност и месавост:
Гвожђе једуктиланикоји се креће. Може се увући у жице и чекиће се у листове када је у свом чистом облику. Међутим, постаје више крхки на вишим садржајима угљеника.
Хемијска својства гвожђа
Реактивност са кисеоником:
Гвожђе реагира лако кисеоником у ваздуху да се формираИрон оксид (фе₂о₃), обично познат као хрђа.
Хрђајућије оксидациона реакција где гвожђе губи електроне и обликује гвожђе оксид, посебно у присуству влаге и ваздуха.
Реакција са водом:
Гвожђе може да реагујеводити водуда би се формирао гвожђе хидроксид и гас водоника. Овај поступак се јавља спретније када је гвожђе изложен влаги и топлоти.
Реакција је:
Фе +2 Х2О → ФЕ (ох) 2+ Х2фе + 2 х _2 о \ Риво [{7}}} ФЕ +2 Х2 о → ФЕ (ох) 2 + Х2
Реакција са киселинама:
Гвожђе реагује са киселинама да се формирајуводонични гасиГвоздене соли. На пример, када гвожђе реагује са хлороводоничном киселином (ХЦл), он формира гвожђе хлорид и гас водоника:
ФЕ +2 ХЦл → ФЕЦЛ 2+ Х2ФЕ + 2 ХЦл \ Ригхт је Фецл _2 + ХЦ +2 ХЦл → ФЕЦЛ2 + ХЦ2
Оксидационе државе:
Гвожђе обично постоји у два оксидациона стања:+2}} (Фе²⁺)и+3}}}}}}}}}.
У свом+2 држава, једињења гвожђа као што су попут гвожђа (ии) оксида (фео), док су у њеном+3 држава, Формира једињења попут гвожђа (иии) оксида (фе₂о₃).
Реакција са халогенима:
Гвожђе реагује сахалогени(као што су хлор, флуор, бром и јод) да се формирајугвожђе халогеношке. На пример, када гвожђе реагује са хлором, он формира гвожђе хлорид:
ФЕ + ЦЛ2 → ФЕЦЛ2ФЕ + ЦЛ _2 \ ТургеРов ФЕЦЛ _2 ФЕ + ЦЛ2 → ФЕЦЛ2
Реакција са угљеном:
Гвожђе реагује саугљеникна високим температурама да се формирајуИрон Царбиде (Фе₃Ц), која је кључна компонента у челичном и ливеном гвожђу. Ово је једна од примарних реакција у челичној пракси.
Отпорност на корозију:
Иако је чисто гвожђе високо подложно корозији (рђе), често се легира са другим елементима (као што је хромијум од нехрђајућег челика) да би се побољшала његова отпорност на корозију.
Од нерђајућег челика гвожђе формира слој пасивног оксида који спречава даљу оксидацију и корозију.
Реактивност са азотом:
Гвожђе реагује саазотна повишеним температурама да се формирајугвожђе нитрид(Фенн или фенн). Ово је корисно у неким специјализованим апликацијама, као што су у производњи материјала високог перформанси.
Електрохемијско понашање:
Гвожђе се може дјеловати и као и ананодаикатодау електрохемијским реакцијама, у зависности од околних услова. Ова некретнина се користи у галванизацији, где је гвожђе обложен слојем цинка како би се спречило хрђање.
Закључак
Гвожђе је свестран метал са неколико важних физичких и хемијских својстава која то чине неопходно за индустријске и свакодневне апликације. Његова способност да формира легуре, одупиру се корозији када се третира и реагује са другим елементима даје га широк спектар употребе, посебно у облику челика и ливеног гвожђа.
