Informácie o chemickom prvku železo. Použitie železa v stavebníctve. IV. Upevňovanie vedomostí, zručností, zručností

Ako sa materiál stal známym od 3-4 tisíc pred naším letopočtom. e. Meteorické železo sa najprv dostalo do zorného poľa človeka, takže v tých časoch bolo cenené viac ako zlato. Potom Chetiti zvládli vývoj sedimentárnych ložísk a Rimania sa naučili taviť železo.

Odvtedy sa používanie kovu len rozšírilo. A tak si dnes povieme niečo o využití železa a jeho zlúčenín v živote človeka: v bežnom živote, národnom hospodárstve, priemysle a využití kovu v iných oblastiach.

Poďme teda zistiť, prečo má železo najväčšie využitie v metalurgii.

Pod železom často nemyslia látku ako takú, ale nízkouhlíkovú elektrooceľ – to je názov kovovej zliatiny podľa GOST. Skutočne čisté železo nie je ľahké získať a používa sa výlučne na výrobu magnetických materiálov.

Železo je feromagnetické, to znamená, že sa zmagnetizuje v prítomnosti magnetického poľa. Táto vlastnosť je však veľmi závislá od nečistôt a štruktúry kovu. absolútne čisté železo je 100-200 krát vyššie ako rovnaké ukazovatele technickej ocele. To isté možno povedať o veľkosti zrna: čím väčšie zrno, tým lepšie magnetické vlastnosti látky. Záleží aj na obrábaní, aj keď jeho vplyv nie je taký pôsobivý. Iba takéto železo sa používa na získanie všetkých magnetických materiálov pre elektrotechniku ​​a magnetické pohony.

Vo všetkých ostatných oblastiach národného hospodárstva nachádza oceľ a liatina svoje uplatnenie, takže keď už hovoríme o použití železa, hovorí sa o použití ocele.

Nižšie uvedené video povie o metódach použitia zliatin železa:

Spojenia

Všetky kovy používané pri výrobe sú rozdelené na neželezné a železné. Čierna - to sú zliatiny železa, najmä oceľ a liatina, zvyšok - striebro, sú neželezné. Preto sa tí, ktorí sa podieľajú na tavení železa a ocele, nazývajú železná metalurgia a všetky ostatné sa nazývajú neželezné. Hutníctvo železa tvorí 95 % všetkých metalurgických procesov. Zliatiny železa sa delia takto:

• oceľ- zliatina železa s uhlíkom a inými prísadami, ktorej hmotnostný podiel nepresahuje 2,14 %. Uhlík dodáva oceli jej ťažnosť a tvrdosť. Kompozícia môže tiež obsahovať mangán, fosfor, síru a tak ďalej;
• liatina- zliatina s uhlíkom, kde je povolený vyšší obsah prvku - až 4,3%. Okrem toho sa liatiny líšia svojimi vlastnosťami v závislosti od formy, v ktorej zliatina obsahuje uhlík: ak látka reagovala so železom, získa sa biela liatina, ak je zahrnutá vo forme grafitu - sivá;
• ferit- železo s minimálnou prímesou uhlíka a iných prvkov - 0,04%. V skutočnosti je to chemicky čisté železo;
• perlit- nie zliatina, ale mechanická zmes karbidu železa a feritu. Jeho vlastnosti sa výrazne líšia od vlastností kovu;
• austenit- roztok uhlíka v železe s podielom prvého do 0,8 %. Austenit je tvárny a nemá magnetické vlastnosti.

O spôsoboch použitia železa vo forme ocele si prečítajte nižšie.

Oceľ

Samozrejme, najviac sa používa oceľ a liatina, pričom ich použitie závisí od podielu uhlíka v zložení. Na tomto základe sa rozlišujú uhlíkové a legované ocele. V prvom prípade sú nečistoty trvalé, to znamená, že vstupujú do zliatiny kvôli zvláštnostiam procesu tavenia. Dopované prísady sa zavádzajú špecificky s cieľom dodať materiálu špeciálne vlastnosti. Ako legujúce prvky sa používajú vanád, chróm atď.

Uhlíkové ocele sú rozdelené do 3 skupín:

• s nízkym obsahom uhlíka- podiel prvku je menší ako 0,25 %, najviac kujný a ťažný;
• stredný uhlík- s podielom uhlíka do 0,6 %;
• s vysokým obsahom uhlíka– obsah prvkov presahuje 0,6 %.

Legované ocele tiež tvoria 3 skupiny:

• nízkolegované- hmotnostný podiel všetkých zložiek je 2,5%:
• stredne legované– tu môže celkový obsah dosiahnuť 10 %;
• vysoko legované– podiel legujúcich prvkov presahuje 10 %.

Legované ocele sú zvyčajne materiálom pre nástroje a súčasti strojov, pretože pridanie ďalších prísad zvyšuje pevnosť zliatiny, dodáva jej tepelnú odolnosť alebo odolnosť proti korózii. Uhlíkové materiály sa používajú hlavne na rámové konštrukcie, výrobu inštalatérskych prác atď.

Všetky ocele možno rozdeliť podľa účelu:

• výstavby- hlavne vysoko alebo stredne uhlíkové ocele. Zliatiny sa používajú na všetky stavebné práce: od konštrukcie kovových rámov až po výrobu predmetov pre domácnosť a strešných krytín;
• štrukturálne- nízkouhlíkové ocele s podielom prvkov do 0,75 %. Je to materiál pre všetky odvetvia strojárstva – od bicyklov až po námorné plavidlá;
• inštrumentálne- nízkouhlíkové, ale od štrukturálneho sa líši aj veľmi nízkym obsahom mangánu - nie viac ako 0,4%. Toto je základ meracieho, lisovaného, ​​rezného nástroja;
• špeciálne ocele- sú rozdelené do 2 poddruhov: so špeciálnymi fyzikálnymi vlastnosťami - elektrooceľ so špecifikovanými magnetickými vlastnosťami a so špeciálnymi chemickými - tepelne odolná, nehrdzavejúca atď.

Použitie legovaných ocelí je určené ich vlastnosťami.

• Nerezová oceľ sa teda používa v stavebníctve a strojárstve, kde sa vyžaduje vyššia ako obyčajná odolnosť proti korózii.
• Žiaruvzdorné zliatiny "pracujú" pri vysokých teplotách - turbíny, vykurovacie vedenia. Tepelne odolné - neoxidujú pri vysokých teplotách, čo je dôležité pre mnohé pracovné jednotky v tepelnej technike.

Ďalšie rozdelenie zliatin je podľa kvality. Tento parameter určuje obsah fosforu a síry - škodlivých nečistôt, ktoré znižujú pevnosť zliatiny. Existujú 4 typy:

• obyčajná kvalitná oceľ obsahuje až 0,06 % síry a 0,07 % fosforu. Ide o bežné stavebné materiály používané pri výrobe rúr, kanálov, uholníkov, profilov a iných kovových výrobkov;
• kvalitu- umožňuje obsah síry do 0,035 % a rovnaký podiel fosforu. Používa sa tiež pri výrobe valcovaných kovových výrobkov, krytov, častí strojov a niektorých druhov nástrojovej ocele;
• vysoká kvalita– podiel síry a fosforu nepresahuje 0,025 %, resp. Táto kategória zahŕňa nástrojové a konštrukčné ocele používané v podmienkach vysokého zaťaženia;
• najmä vysoká kvalita– obsah síry je nižší ako 0,015 %, obsah fosforu je nižší ako 0,025 %. Tento materiál sa vyznačuje maximálnou odolnosťou proti opotrebovaniu. Niektoré triedy vynikajú v špeciálnej kategórii a sú podľa toho označené, napríklad oceľ na guľôčkové ložiská alebo rýchlorezná oceľ - nevyhnutný prvok kvalitného rezného nástroja.

Video nižšie povie o použití liatiny a ocele:

Liatina

Použitie liatiny nie je oveľa menšie, pretože jej mechanické vlastnosti sú celkom porovnateľné s mnohými druhmi ocele. V súlade s kategóriou liatiny sa použitie tiež líši:

• sivá liatina- uhlík v železe je vo forme grafitových platní. Má dobré odlievacie vlastnosti a nízke zmrštenie. Jeho najpozoruhodnejšou kvalitou je však odolnosť voči premenlivým zaťaženiam. Sivá liatina sa používa pri výrobe valcovacích strojov, lôžok, ložísk, zotrvačníkov, piestnych krúžkov, častí motorov traktorov a automobilov, krytov atď.
• biela liatina- uhlík je viazaný na železo. Takmer úplne sa používa na oceľ;
• ťažné železo- uhlík je vo forme guľovitých inklúzií. Táto forma poskytuje vysokú odolnosť voči zaťaženiu v ťahu a ohybe. Liatina sa používa na výrobu častí turbín, kľukových hriadeľov traktorov a automobilov, ozubených kolies, foriem atď.

Liatina môže byť tiež legovaná na výrobu zliatiny s rôznymi vlastnosťami.

• Liatina odolná voči opotrebovaniu sa používa na výrobu častí čerpadiel, bŕzd, spojkových kotúčov.
• Žiaruvzdorný sa používa pri konštrukcii vysokých pecí, otvorených nístejí, tepelných pecí.
• Tepelne odolný sa používa pri konštrukcii plynových pecí, pri výrobe kompresorových zariadení, dieselových motorov.

Použitie v stavebníctve

Oceľ a liatina jedinečným spôsobom spájajú pevnosť, odolnosť a cenovú dostupnosť. Preto ho nie je možné nahradiť iným konštrukčným materiálom. V stavebníctve sú valcované kovové výrobky základné spolu s betónom a tehlami.

investičná výstavba

Kov môže mať akýkoľvek tvar: od najjednoduchších - tyče, až po bizarne zložité - kované železo. V stavebníctve nachádzajú uplatnenie pre všetky možnosti.

Okrem toho, že samotná oceľ je odolná najmä po špeciálnom spracovaní, v tejto oblasti sa aktívne využíva ešte jedna vlastnosť. Faktom je, že profilové kovové výrobky nie sú v žiadnom prípade horšie ako pevná časť rovnakej veľkosti a tvaru. A to výrazne znižuje spotrebu materiálu stavebných prvkov, znižuje ich náklady, znižuje hmotnosť atď. V stavebníctve je táto kombinácia mimoriadne dôležitá.

Použité valcované kovové výrobky sú rozdelené do 3 hlavných skupín.

• Tvarované - kanály, I-nosníky, uhlový a pravidelný profil, ako aj perforované. Patrí sem aj špeciálny profil používaný napríklad pri banských prácach. Tvarovaný kov sa používa pri konštrukcii všetkých typov rámov pre akúkoľvek konštrukciu - od budov až po mosty a priehrady. V prípade potreby sa používa aj na spevnenie konštrukcie.
• Vysoko kvalitné - tvarovky, trámy, rúry, kruhy a iné. Tieto prvky sa používajú takmer častejšie ako tvarované a sú veľmi rozmanité:
  • výstuž - oceľové tyče rôznych priemerov, hladké a s rebrami. Výstuž je určená na zvýšenie pevnosti budovy a ukazovateľom je nielen odolnosť voči stacionárnemu zaťaženiu, ale aj zvýšenie pevnosti pri zaťažení v ťahu a ohybe. Výstuž sa používa pri stavbe základov, stropov, spevňujúcich stien, ako aj pri spevňovaní iných konštrukčných celkov - napríklad schodov;
  • rúry - používajú sa okrúhle aj profilové. Uprednostňujú sa pravouhlé štvorcové rúry, pretože ich zváranie a upevnenie je jednoduchšie ako v prípade okrúhlych a odolnosť voči zaťaženiu je rovnaká;
  • nosník je variantom plného liateho výrobku, keď sa vyžaduje pevnosť pri najvyššom zaťažení.

• Valcované plechy - plechy valcované za tepla a za studena s povlakom a bez povlaku. Ide o strešné plechy atď. Terasa sa používa nielen na zastrešenie, ale aj na stavbu rôznych plotov, pretože materiál kombinuje relatívnu ľahkosť s vysokou pevnosťou a odolnosťou voči extrémnym teplotám.

Nehrdzavejúce ocele na plechy sa používajú zriedka, pretože náklady na zliatinu sú vyššie.

Dokončovacie práce

Často sú založené na kovových výrobkoch - rúrkach, profiloch a plechoch.

• Rúry neobvyklých tvarov sa aktívne používajú v moderných interiéroch. Používajú sa na stavbu blokov na spanie, stropov a priečok v miestnosti, plotov, schodísk aj ulíc, a dokonca sa používajú pri výrobe nábytku. Tu sú rúry, samozrejme, vybrané s krásnym povlakom - chrómom, aj keď existujú aj maľované výrobky.
• Profil - výklenky a ozdobné rímsy, stĺpy a stropy, nástenná a krbová výzdoba a tak ďalej a tak ďalej. Všetko, čo je opláštené a obložené sadrokartónom, fóliou, šindľom, panelmi - absolútne všetko má rám vyrobený z kovového profilu. Pri výrobe nábytku - šatníkov sa napríklad používa aj špecializovaný profil. Oceľ je oveľa pevnejšia a odolnejšia ako oceľ.
• Kov môže pôsobiť nielen ako rám, ale aj ako dokončovací materiál. Lamelové, kazetové, panelové stropy sú mimoriadne rozmanité, zaujímavé a odolné. Lišty aj panely môžu byť vyrobené z, ale ak je potrebné odolné a pevné riešenie - napríklad na dokončenie stropu železničnej stanice, kde sa vyžaduje odolnosť proti vibráciám, samozrejme sa použije oceľ.
• Dvere - už nepatria k dokončovacím prácam, ale pôsobia skôr ako prvok ochranného systému. Vchodové dvere z ocele dostatočnej hrúbky sú najobľúbenejším a najspoľahlivejším spôsobom, ako zabrániť vlámaniu domov. To isté možno povedať napríklad o garážových bránach alebo bránach do dvora.
• Schodiskové konštrukcie - kovové schody sú veľmi rozmanité: od pristaveného alebo skladacieho podkrovia až po kapitálovú konštrukciu na 2. poschodí. Táto možnosť je odolná a spoľahlivá, pričom môže byť veľmi krásna. Moderné modulové schody sú kombinované so sklom, priehľadným plastom alebo dokonca drevom a zábradlie z tepaného železa môže zdobiť kamenné schodisko.

komunikácie

Napriek tomu, že oceľové potrubie aktívne nahrádza plastové a kovoplastové potrubia, je stále veľmi ďaleko od úplného odovzdania pozícií. Dôvod je jednoduchý: v porovnaní s pevnosťou a odolnosťou ocele je málo.

• Zásobovanie vodou a kanalizácia - ak je možné plastové výrobky pripojiť na obsluhu súkromného domu alebo bytu, potom to nemožno povedať o diaľnici a dokonca ani o potrubí slúžiacom bytovému domu. Povolené sú iba železné rúry, ktoré spĺňajú prísne stanovené normy.
• Plynové potrubie - žiadne možnosti, používa sa iba oceľ.
• Vykurovacie systémy - v budove môže systém obsahovať plastové potrubia. Mestské a regionálne diaľnice, nehovoriac o potrubí priamo obsluhujúcom kotolňu, môžu byť len železo. Počiatočná teplota ohriatej vody je oveľa vyššia ako tá, ktorú znesú plastové potrubia, nehovoriac o tlaku.
• Batérie a radiátory sa spravidla používajú aj zo železa alebo liatiny - liatina má vyššiu tepelnú kapacitu a odolnosť proti vodnému rázu. Bez ohľadu na to, akými modernými možnosťami sú ohrievače nahradené, v konštrukcii je stále prítomná oceľ. Elektrické radiátory - konvektor, olej, sú vždy vyrobené z ocele, pretože tieto s vysokou tepelnou vodivosťou okamžite uvoľňujú teplo do vzduchu.
• Káble – rozvody v dome sa najčastejšie ukrývajú v plastových boxoch. Silové káble s veľkým prierezom sú však chránené kovovými rúrkami.
• Komíny - oceľové rúry sú najjednoduchšou, cenovo najdostupnejšou a najľahšou možnosťou. Na ich výrobu sa používa špeciálna žiaruvzdorná oceľ, ktorá je odolná voči korózii.

Vybavenie a domáce potreby

Všetky spotrebiče inštalované v dome sú vyrobené z ocele.

• Vykurovacie kotly - bez ohľadu na to, na aké palivo zariadenia pracujú, ich telesá sú vždy vyrobené z ocele. Kachle na tuhé palivo majú liatinové časti.
• Kuchynské vybavenie - sporáky, rúry, mikrovlnky, parné hrnce a pod. majú oceľové korpusy a diely. V kuchyni je vyhľadávaným dokončovacím materiálom aj oceľ: pracovné dosky, napríklad úprava zástery. Oceľ je veľmi dekoratívny materiál a zdá sa byť jednoduchý.
• Bez železa sa nezaobídu ani práčky, sušičky a umývačky riadu.
• Oceľové vodovodné potrubie sa kvôli vysokej tepelnej vodivosti používa zriedka, ale stále sa inštalujú liatinové vane a umývadlá. Materiál lepšie drží teplo a je veľmi odolný.
• Riad a príbory, tácky a vázy, držiaky a armatúry, elektrické zariadenia a drobné príslušenstvo – miesta, kde sa nepoužíva železo, sa dajú spočítať na prstoch.
• Kované železo - dekoratívne predmety tohto druhu sú skutočným umeleckým dielom, najmä pokiaľ ide o kovanie za tepla, pri ktorom je každý výrobok, každý detail vyrobený ručne a iba raz. Kované mreže, zábradlia, krby, ploty zdobia paláce a moderné pavilóny a samozrejme aj obytné byty.

Železo je hlavným konštrukčným materiálom. V stavebníctve sú oceľ a liatina základnými materiálmi spolu so stavebným kameňom. Použitie a rozmanitosť zliatin sa vymyká popisu.

Ešte užitočnejšie informácie o používaní železa nájdete v tomto videu:

Železo je známy chemický prvok. Patrí medzi kovy s priemernou reaktivitou. V tomto článku zvážime vlastnosti a použitie železa.

Prevalencia v prírode

Existuje pomerne veľké množstvo minerálov, ktoré zahŕňajú železo. V prvom rade je to magnetit. Je to sedemdesiatdva percent železa. Jeho chemický vzorec je Fe 3 O 4 . Tento minerál sa tiež nazýva magnetická železná ruda. Má svetlosivú farbu, niekedy s tmavosivou, až čiernou, s kovovým leskom. Jeho najväčšie ložisko medzi krajinami SNŠ sa nachádza na Urale.

Ďalším minerálom s vysokým obsahom železa je hematit - pozostáva zo sedemdesiatich percent tohto prvku. Jeho chemický vzorec je Fe 2 O 3 . Nazýva sa aj červená železná ruda. Má farbu od červeno-hnedej po červeno-šedú. Najväčšie ložisko na území krajín SNŠ sa nachádza v Krivoj Rog.

Tretím minerálom z hľadiska obsahu železa je limonit. Tu tvorí železo šesťdesiat percent celkovej hmoty. Ide o kryštalický hydrát, to znamená, že molekuly vody sú votkané do jeho kryštálovej mriežky, jeho chemický vzorec je Fe 2 O 3 .H 2 O. Ako už názov napovedá, tento minerál má žltohnedú farbu, ojedinele hnedú. Je jednou z hlavných zložiek prírodného okru a používa sa ako pigment. Nazýva sa aj hnedý železný kameň. Najväčšie výskyty sú Krym, Ural.

V siderite, takzvanej železnej rude, štyridsaťosem percent železa. Jeho chemický vzorec je FeCO 3 . Jeho štruktúra je heterogénna a pozostáva z kryštálov rôznych farieb spojených dohromady: sivá, svetlozelená, šedo-žltá, hnedo-žltá atď.

Posledným prirodzene sa vyskytujúcim minerálom s vysokým obsahom železa je pyrit. Má nasledujúci chemický vzorec FeS2. Železo v ňom tvorí štyridsaťšesť percent celkovej hmoty. Vďaka atómom síry má tento minerál zlatožltú farbu.

Mnohé z uvažovaných minerálov sa používajú na získanie čistého železa. Okrem toho sa hematit používa pri výrobe šperkov z prírodných kameňov. Pyritové inklúzie možno nájsť v šperkoch z lapis lazuli. Okrem toho sa železo v prírode nachádza v zložení živých organizmov – je to jedna z najdôležitejších zložiek bunky. Tento stopový prvok musí byť ľudskému telu dodávaný v dostatočnom množstve. Liečivé vlastnosti železa sú do značnej miery spôsobené tým, že tento chemický prvok je základom hemoglobínu. Preto má užívanie železa dobrý vplyv na stav krvi, a teda aj celého organizmu ako celku.

Železo: fyzikálne a chemické vlastnosti

Poďme sa pozrieť na tieto dve hlavné časti v poradí. železo je jeho vzhľad, hustota, teplota topenia atď. Teda všetky charakteristické črty látky, ktoré sú spojené s fyzikou. Chemické vlastnosti železa spočívajú v jeho schopnosti reagovať s inými zlúčeninami. Začnime prvým.

Fyzikálne vlastnosti železa

Vo svojej čistej forme za normálnych podmienok je to pevná látka. Má striebristo sivú farbu a výrazný kovový lesk. Mechanické vlastnosti železa zahŕňajú tvrdosť She rovnajúcu sa štyrom (stredná). Železo má dobrú elektrickú a tepelnú vodivosť. Poslednú vlastnosť možno pocítiť dotykom železného predmetu v chladnej miestnosti. Keďže tento materiál rýchlo vedie teplo, za krátky čas ho odoberie z pokožky veľa, a preto je vám zima.

Pri dotyku napríklad stromu je možné poznamenať, že jeho tepelná vodivosť je oveľa nižšia. Fyzikálnymi vlastnosťami železa sú jeho teploty topenia a varu. Prvá je 1539 stupňov Celzia, druhá je 2860 stupňov Celzia. Možno konštatovať, že charakteristické vlastnosti železa sú dobrá ťažnosť a tavnosť. To však nie je všetko.

K fyzikálnym vlastnostiam železa patrí aj jeho feromagnetizmus. Čo to je? Železo, ktorého magnetické vlastnosti môžeme každý deň pozorovať na praktických príkladoch, je jediným kovom, ktorý má takúto jedinečnú rozlišovaciu vlastnosť. Je to spôsobené tým, že tento materiál je možné magnetizovať pod vplyvom magnetického poľa. A po ukončení jeho pôsobenia zostáva železo, ktorého magnetické vlastnosti sa práve vytvorili, dlho magnetom. Tento jav možno vysvetliť skutočnosťou, že v štruktúre tohto kovu je veľa voľných elektrónov, ktoré sa môžu pohybovať.

Z hľadiska chémie

Tento prvok patrí medzi kovy strednej aktivity. Chemické vlastnosti železa sú však typické pre všetky ostatné kovy (okrem tých, ktoré sú v elektrochemickom rade napravo od vodíka). Je schopný reagovať s mnohými triedami látok.

Začnime jednoducho

Ferrum interaguje s kyslíkom, dusíkom, halogénmi (jód, bróm, chlór, fluór), fosforom, uhlíkom. Prvá vec, ktorú treba zvážiť, sú reakcie s kyslíkom. Pri spaľovaní železa vznikajú jeho oxidy. V závislosti od podmienok reakcie a pomerov medzi dvoma účastníkmi sa môžu meniť. Ako príklad takýchto interakcií možno uviesť nasledujúce reakčné rovnice: 2Fe + O2 = 2FeO; 4Fe + 302 \u003d 2Fe203; 3Fe + 2O2 \u003d Fe304. A vlastnosti oxidu železa (fyzikálne aj chemické) sa môžu meniť v závislosti od jeho odrody. Tieto reakcie prebiehajú pri vysokých teplotách.

Ďalšou je interakcia s dusíkom. Môže sa tiež vyskytnúť iba pod podmienkou zahrievania. Ak vezmeme šesť mólov železa a jeden mól dusíka, dostaneme dva móly nitridu železa. Reakčná rovnica bude vyzerať takto: 6Fe + N 2 = 2Fe 3 N.

Pri interakcii s fosforom vzniká fosfid. Na uskutočnenie reakcie sú potrebné nasledujúce zložky: pre tri móly železa - jeden mól fosforu, v dôsledku čoho sa vytvorí jeden mól fosfidu. Rovnicu možno zapísať takto: 3Fe + P = Fe 3 P.

Okrem toho medzi reakciami s jednoduchými látkami možno rozlíšiť aj interakciu so sírou. V tomto prípade je možné získať sulfid. Princíp, ktorým dochádza k procesu tvorby tejto látky, je podobný tým, ktoré sú opísané vyššie. Konkrétne dochádza k adičnej reakcii. Všetky chemické interakcie tohto druhu vyžadujú špeciálne podmienky, najmä vysoké teploty, menej často katalyzátory.

V chemickom priemysle sú tiež bežné reakcie medzi železom a halogénmi. Sú to chlorácia, bromácia, jodácia, fluorácia. Ako je zrejmé z názvov samotných reakcií, ide o proces pridávania atómov chlóru / brómu / jódu / fluóru k atómom železa za vzniku chloridu / bromidu / jodidu / fluoridu. Tieto látky sú široko používané v rôznych priemyselných odvetviach. Okrem toho je železo schopné spájať sa s kremíkom pri vysokých teplotách. Vzhľadom na to, že chemické vlastnosti železa sú rôznorodé, často sa používa v chemickom priemysle.

Ferrum a komplexné látky

Od jednoduchých látok prejdime k tým, ktorých molekuly pozostávajú z dvoch alebo viacerých rôznych chemických prvkov. Prvá vec, ktorú treba spomenúť, je reakcia železa s vodou. Tu sú hlavné vlastnosti železa. Keď sa voda zahrieva, tvorí sa spolu so železom (nazýva sa tak, pretože pri interakcii s tou istou vodou tvorí hydroxid, inými slovami zásadu). Ak teda vezmete jeden mól oboch zložiek, látky ako oxid železitý a vodík vznikajú vo forme plynu s prenikavým zápachom – tiež v molárnom pomere jedna ku jednej. Rovnicu pre tento druh reakcie možno napísať takto: Fe + H20 \u003d FeO + H2. V závislosti od pomerov, v ktorých sú tieto dve zložky zmiešané, je možné získať di- alebo trioxid železitý. Obe tieto látky sú veľmi bežné v chemickom priemysle a používajú sa aj v mnohých iných odvetviach.

S kyselinami a soľami

Keďže železo sa v elektrochemickej sérii kovovej aktivity nachádza naľavo od vodíka, je schopné vytesniť tento prvok zo zlúčenín. Príkladom toho je substitučná reakcia, ktorú možno pozorovať, keď sa do kyseliny pridá železo. Napríklad, ak zmiešate železo a kyselinu síranovú (aka kyselinu sírovú) strednej koncentrácie v rovnakých molárnych pomeroch, výsledkom bude síran železnatý (II) a vodík v rovnakých molárnych pomeroch. Rovnica pre takúto reakciu bude vyzerať takto: Fe + H2SO4 \u003d FeSO4 + H2.

Pri interakcii so soľami sa prejavujú redukčné vlastnosti železa. To znamená, že pomocou neho možno zo soli izolovať menej aktívny kov. Napríklad, ak vezmete jeden mol a rovnaké množstvo železa, potom môžete získať síran železitý (II) a čistú meď v rovnakých molárnych pomeroch.

Význam pre telo

Jedným z najbežnejších chemických prvkov v zemskej kôre je železo. sme už uvažovali, teraz si to priblížime z biologického hľadiska. Ferrum plní veľmi dôležité funkcie ako na bunkovej úrovni, tak aj na úrovni celého organizmu. Po prvé, železo je základom takého proteínu, akým je hemoglobín. Je nevyhnutný na transport kyslíka krvou z pľúc do všetkých tkanív, orgánov, do každej bunky tela, predovšetkým do neurónov mozgu. Preto prospešné vlastnosti železa nemožno preceňovať.

Okrem toho, že železo ovplyvňuje krvotvorbu, je dôležité aj pre plnohodnotné fungovanie štítnej žľazy (na tú treba nielen jód, ako sa niektorí domnievajú). Železo sa podieľa aj na vnútrobunkovom metabolizme, reguluje imunitu. Ferrum sa tiež nachádza vo zvlášť veľkom množstve v pečeňových bunkách, pretože pomáha neutralizovať škodlivé látky. Je tiež jednou z hlavných zložiek mnohých druhov enzýmov v našom tele. Denná strava človeka by mala obsahovať desať až dvadsať miligramov tohto stopového prvku.

Potraviny bohaté na železo

Je ich veľa. Sú rastlinného aj živočíšneho pôvodu. Prvou sú obilniny, strukoviny, obilniny (najmä pohánka), jablká, huby (biele), sušené ovocie, šípky, hrušky, broskyne, avokádo, tekvica, mandle, datle, paradajky, brokolica, kapusta, čučoriedky, černice, zeler, atď Druhý - pečeň, mäso. Užívanie potravín s vysokým obsahom železa je obzvlášť dôležité počas tehotenstva, pretože telo vyvíjajúceho sa plodu vyžaduje veľké množstvo tohto stopového prvku pre správny rast a vývoj.

Príznaky nedostatku železa v tele

Príznaky, keď sa do tela dostáva príliš málo železa, sú únava, neustále mrazenie rúk a nôh, depresia, lámavosť vlasov a nechtov, znížená intelektuálna aktivita, poruchy trávenia, nízka výkonnosť a poruchy štítnej žľazy. Ak spozorujete viac ako jeden z týchto príznakov, možno budete chcieť zvýšiť množstvo potravín bohatých na železo vo vašej strave alebo si kúpiť vitamíny alebo doplnky s obsahom železa. Tiež sa určite poraďte s lekárom, ak niektorý z týchto príznakov pociťujete príliš akútne.

Použitie železa v priemysle

Využitie a vlastnosti železa spolu úzko súvisia. Vďaka svojmu feromagnetizmu sa z neho vyrábajú magnety – ako slabšie na domáce účely (magnety na chladničku na suveníry a pod.), tak aj silnejšie – na priemyselné účely. Vzhľadom na to, že predmetný kov má vysokú pevnosť a tvrdosť, od staroveku sa používa na výrobu zbraní, brnení a iných vojenských a domácich nástrojov. Mimochodom, už v starovekom Egypte bolo známe meteoritové železo, ktorého vlastnosti sú lepšie ako vlastnosti bežného kovu. Také špeciálne železo sa používalo v starovekom Ríme. Vyrobili z neho elitné zbrane. Len veľmi bohatý a vznešený človek mohol mať štít alebo meč vyrobený z meteoritového kovu.

Vo všeobecnosti je kov, o ktorom uvažujeme v tomto článku, najuniverzálnejší spomedzi všetkých látok v tejto skupine. Predovšetkým sa z neho vyrába oceľ a liatina, ktoré sa používajú na výrobu všetkých druhov výrobkov potrebných v priemysle aj v každodennom živote.

Liatina je zliatina železa a uhlíka, v ktorej je druhý prítomný od 1,7 do 4,5 percenta. Ak je druhá menej ako 1,7 percenta, potom sa tento druh zliatiny nazýva oceľ. Ak je v kompozícii prítomných asi 0,02 percent uhlíka, ide už o obyčajné technické železo. Prítomnosť uhlíka v zliatine je nevyhnutná pre jej väčšiu pevnosť, tepelnú stabilitu a odolnosť proti hrdzi.

Okrem toho môže oceľ obsahovať mnoho ďalších chemických prvkov ako nečistoty. Ide o mangán, fosfor a kremík. Do tohto druhu zliatiny je možné pridať aj chróm, nikel, molybdén, volfrám a mnoho ďalších chemických prvkov, ktoré jej dodajú určité vlastnosti. Ako transformátorové ocele sa používajú druhy ocelí, v ktorých je prítomné veľké množstvo kremíka (asi štyri percentá). Tie, ktoré obsahujú veľa mangánu (až dvanásť až štrnásť percent), nachádzajú svoje využitie pri výrobe dielov pre železnice, mlyny, drviče a iné nástroje, ktorých časti podliehajú rýchlemu oderu.

Molybdén sa zavádza do zloženia zliatiny, aby bola tepelne stabilnejšia - takéto ocele sa používajú ako nástrojové ocele. Okrem toho, aby sme získali známe a často používané nehrdzavejúce ocele v každodennom živote vo forme nožov a iných domácich nástrojov, je potrebné do zliatiny pridať chróm, nikel a titán. A aby ste získali vysokopevnostnú, tvárnu oceľ odolnú voči nárazom, stačí do nej pridať vanád. Pri zavedení do zloženia nióbu je možné dosiahnuť vysokú odolnosť proti korózii a účinkom chemicky agresívnych látok.

Minerál magnetit, ktorý bol spomenutý na začiatku článku, je potrebný na výrobu pevných diskov, pamäťových kariet a iných zariadení tohto typu. Vďaka svojim magnetickým vlastnostiam možno železo nájsť v konštrukcii transformátorov, motorov, elektronických výrobkov atď. Okrem toho sa železo môže pridávať do iných kovových zliatin, aby im poskytlo väčšiu pevnosť a mechanickú stabilitu. Síran tohto prvku sa používa v záhradníctve na kontrolu škodcov (spolu so síranom meďnatým).

Sú nevyhnutné pri čistení vody. Okrem toho sa magnetitový prášok používa v čiernobielych tlačiarňach. Hlavným využitím pyritu je získavanie kyseliny sírovej z neho. Tento proces prebieha v laboratóriu v troch fázach. V prvej fáze sa ferumpyrit spaľuje za vzniku oxidu železa a oxidu siričitého. V druhom stupni dochádza k premene oxidu siričitého na jeho trioxid za účasti kyslíka. A v konečnom štádiu sa výsledná látka nechá prejsť v prítomnosti katalyzátorov, čím sa získa kyselina sírová.

Získanie železa

Tento kov sa ťaží hlavne z dvoch hlavných minerálov: magnetitu a hematitu. To sa deje redukciou železa z jeho zlúčenín uhlíkom vo forme koksu. Deje sa tak vo vysokých peciach, ktorých teplota dosahuje dvetisíc stupňov Celzia. Okrem toho existuje spôsob, ako zredukovať železo vodíkom. To si nevyžaduje vysokú pec. Na realizáciu tejto metódy sa odoberie špeciálna hlina, zmieša sa s drvenou rudou a spracuje sa vodíkom v šachtovej peci.

Záver

Vlastnosti a využitie železa sú rôzne. Toto je možno najdôležitejší kov v našom živote. Keď sa ľudstvo stalo známym, nahradil bronz, ktorý bol v tom čase hlavným materiálom na výrobu všetkých nástrojov, ako aj zbraní. Oceľ a liatina svojimi fyzikálnymi vlastnosťami, odolnosťou voči mechanickému namáhaniu v mnohom prevyšujú zliatinu medi a cínu.

Okrem toho je železo na našej planéte bežnejšie ako mnohé iné kovy. v zemskej kôre je takmer päť percent. Je to štvrtý najrozšírenejší chemický prvok v prírode. Tento chemický prvok je tiež veľmi dôležitý pre normálne fungovanie organizmu zvierat a rastlín, predovšetkým preto, že na jeho základe je vybudovaný hemoglobín. Železo je nevyhnutný stopový prvok, ktorého užívanie je dôležité pre udržanie zdravia a normálneho fungovania orgánov. Okrem vyššie uvedeného je to jediný kov, ktorý má jedinečné magnetické vlastnosti. Bez železa si nie je možné predstaviť náš život.

(tzv. meteorické železo, ktoré obsahuje viac ako 90 % Fe). V zlúčeninách s kyslíkom a inými prvkami je široko distribuovaný v mnohých mineráloch a rudách. Z hľadiska prevalencie v zemskej kôre (5,00 %) ide o tretí (po kremíku a hliníku) prvok; Predpokladá sa, že zemské jadro pozostáva hlavne zo železa. Hlavnými minerálmi sú hematit (červená železná ruda) Fe 2 O 3; limonit Fe203.nH20 (n = 1 - 4) obsiahnutý napríklad v močiarnej rude; magnetit (magnetická železná ruda) Fe 3 O 4 a siderit FeCO 3. Najčastejším nerastom železa, ktorý však nie je zdrojom jeho výroby, je pyrit (pyrit sírový, pyrit železitý) FeS 2, ktorý sa pre svoj žltý lesk niekedy nazýva bláznovým zlatom alebo mačacím zlatom, hoci v skutočnosti často obsahuje malé nečistoty medi, zlata, kobaltu a iných kovov.

VLASTNOSTI ŽELEZA
atómové číslo	26
Atómová hmotnosť	55,847
Izotopy:
stabilný	54, 56, 57, 58
nestabilná	52, 53, 55, 59
Teplota topenia, °С	1535
Bod varu, °С	3000
Hustota, g/cm3	7,87
Tvrdosť (Mohs)	4,0-5,0
Obsah v zemskej kôre, % (hmotn.)	5,00
Oxidačný stav:
charakteristický	+2, +3
iné hodnoty	+1, +4, +6

História

Železo (elementárne) je známe a používané už od praveku. Prvé železné výrobky sa pravdepodobne vyrábali z meteorického železa vo forme amuletov, šperkov a pracovných nástrojov. Asi pred 3500 rokmi človek objavil spôsob, ako zredukovať červenú zem obsahujúcu oxid železa na kov. Odvtedy sa zo železa vyrobilo obrovské množstvo rôznych výrobkov. Zohralo dôležitú úlohu pri rozvoji materiálnej kultúry ľudstva. V súčasnosti sa železo taví hlavne (95 %) z rúd vo forme liatiny a ocelí a získava sa v relatívne malom množstve redukciou metalizovaných peliet a čisté železo sa získava tepelným rozkladom jeho zlúčenín alebo elektrolýzou solí. .

Vlastnosti

Kovové železo je sivobiela, lesklá, tvárna tuhá látka. Železo kryštalizuje v troch modifikáciách (α, γ, δ). α-Fe má na telo centrovanú kubickú kryštálovú mriežku a je chemicky stabilný až do 910 °C. Pri 910 °C sa a-Fe transformuje na y-Fe, ktorý je stabilný v rozsahu 910-1400 °C; γ-Fe kryštalizuje v plošne centrovanej kubickej kryštálovej mriežke. Pri teplotách nad 1400 °C sa vytvára δ-Fe s mriežkou v podstate podobnou mriežke α-Fe. Železo je feromagnetické, ľahko sa magnetizuje, ale po odstránení magnetického poľa stráca svoje magnetické vlastnosti. So zvyšujúcou sa teplotou sa magnetické vlastnosti železa zhoršujú a nad 769 ° C prakticky nie je prístupné magnetizácii (niekedy sa železo v rozmedzí 769 - 910 ° C nazýva -Fe); γ-Fe nie je magnetický materiál.

Použitie

Železo- jeden z najužitočnejších kovov v zliatine s uhlíkom (oceľ, liatina) - vysokopevnostný základ konštrukčných materiálov. Ako materiál s magnetickými vlastnosťami sa železo používa na jadrá elektromagnetov a armatúr elektrických strojov, ako aj vrstvy a filmy na magnetických páskach. Čisté železo je katalyzátorom chemických procesov, súčasťou liekov v medicíne.

Železo ako chemická zložka organizmu

Železo je základnou chemickou zložkou organizmov mnohých stavovcov, bezstavovcov a niektorých rastlín. Je súčasťou hemu (pigmentu erytrocytov – červených krviniek) hemoglobínu v krvi, svalovom tkanive, kostnej dreni, pečeni a slezine. Každá molekula hemoglobínu obsahuje 4 atómy železa, ktoré sú schopné vytvoriť reverzibilnú a krehkú väzbu s kyslíkom za vzniku oxyhemoglobínu. Krv obsahujúca oxyhemoglobín cirkuluje v celom tele a dodáva kyslík do tkanív na bunkové dýchanie. Preto je železo nevyhnutné pre dýchanie a tvorbu červených krviniek. Myoglobín (alebo svalový hemoglobín) dodáva svalom kyslík. Celkové množstvo železa v ľudskom tele (priemerná hmotnosť 70 kg) je 3-5 g. Z tohto množstva je 65 % Fe v hemoglobíne. Pre normálny metabolizmus dospelých je potrebných 10 až 20 mg Fe denne. Červené mäso, vajcia, vaječný žĺtok, mrkva, ovocie, akákoľvek pšenica a zelená zelenina väčšinou dodávajú telu železo v bežnej strave; pri anémii spojenej s nedostatkom železa v tele sa užívajú lieky na železo.

Železo ako chem. prvok

Z chemického hľadiska je železo pomerne aktívny kov, vykazuje charakteristické oxidačné stavy +2, +3, menej často +1, +4, +6. Zlučuje sa priamo s niektorými prvkami, so S tvorí FeS - sulfid železitý, s halogénmi, okrem jódu, - halogenidy železité, ako je FeCl 3. Ľahko oxidované; s kyslíkom dáva oxidy FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4 (FeO + Fe 2 O 3), ľahko koroduje (hrdzavie). Vytláča vodík z vodnej pary pri vysokej teplote. Rozpúšťa sa v zriedených kyselinách (napríklad HCl, H 2 SO 4, HNO 3), pričom vytláča vodík a vytvára Fe (II) soli (v tomto poradí, FeCl 2, FeSO 4, Fe (NO 3) 2). V stredne koncentrovanej H 2 SO 4 a HNO 3 sa železo rozpúšťa za vzniku Fe (III) solí a vo vysoko koncentrovanej je pasivované a nereaguje. Pasivita železa sa zjavne vysvetľuje tvorbou filmu oxidu železa na jeho povrchu, ktorý sa však ľahko zničí jednoduchým zoškrabaním.

Korózia železa

Hrdzanie železa (atmosférická korózia železa) je jeho oxidácia vzdušným kyslíkom. Reakcia prebieha v prítomnosti iónov solí rozpustených vo vode a iónov vznikajúcich pri disociácii kyseliny uhličitej, produktu interakcie atmosférického oxidu uhličitého a vlhkosti. V dôsledku toho sa vytvorí uvoľnená červená hrdza alebo hydratovaný oxid zloženia Fe203nH20.

Spojenia

Komplexné zlúčeniny

Chemické prvky a materiály
Chemické prvky

Železo je kov strednej chemickej aktivity. Je súčasťou mnohých minerálov: magnetit, hematit, limonit, siderit, pyrit.

Vzorka limonitu

Chemické a fyzikálne vlastnosti železa

Za normálnych podmienok a vo svojej čistej forme je železo strieborno-šedá pevná látka s jasným kovovým leskom. Železo je dobrý elektrický a tepelný vodič. Dá sa to pocítiť dotykom železného predmetu v chladnej miestnosti. Keďže kov rýchlo vedie teplo, odoberie väčšinu tepla z ľudskej pokožky v krátkom čase, takže pri dotyku je cítiť chlad.

čisté železo

Teplota topenia železa je 1538 °C, teplota varu je 2862 °C. Charakteristickými vlastnosťami železa sú dobrá ťažnosť a tavivosť.

Reaguje s jednoduchými látkami: kyslík, halogény (bróm, jód, fluór,), fosfor, síra. Pri spaľovaní železa vznikajú oxidy kovov. V závislosti od reakčných podmienok a pomerov medzi týmito dvoma účastníkmi sa oxidy železa môžu meniť. Reakčné rovnice:

2Fe + 02 = 2FeO;

4Fe + 302 = 2Fe203;

3Fe + 20₂ = Fe304.

Tieto reakcie prebiehajú pri vysokých teplotách. dozviete sa, aké experimenty na štúdium vlastností železa je možné robiť doma.

Reakcia železa s kyslíkom

Na reakciu železa s kyslíkom je potrebné predhrievanie. Železo horí oslnivým plameňom, rozptyľuje - rozžeravené častice železného kameňa Fe₃O₄. K rovnakej reakcii železa a kyslíka dochádza aj vo vzduchu, keď sa pri mechanickom spracovaní silne zahrieva trením.

Pri spaľovaní železa v kyslíku (alebo na vzduchu) vzniká železný kameň. Reakčná rovnica:

3Fe + 20₂ = Fe304

3Fe + 2O₂ = FeO Fe₂O3.

Oxid železa je zlúčenina, v ktorej má železo rôzne valenčné hodnoty.

Výroba oxidov železa

Oxidy železa sú produkty interakcie železa s kyslíkom. Najznámejšie z nich sú FeO, Fe₂O₃ a Fe₃O₄.

Oxid železitý (III) Fe₂O3 je oranžovo-červený prášok, ktorý vzniká pri oxidácii železa na vzduchu.

Látka vzniká rozkladom železitej soli na vzduchu pri vysokej teplote. Trochu síranu železitého sa naleje do porcelánového téglika a potom sa kalcinuje na ohni plynového horáka. Pri tepelnom rozklade sa síran železnatý rozloží na oxid síry a oxid železa.

Oxid železitý (II, III) Fe3O4 vzniká spaľovaním práškového železa v kyslíku alebo na vzduchu. Na získanie oxidu sa do porcelánového téglika naleje trochu jemného železného prášku zmiešaného s dusičnanom sodným alebo draselným. Zmes sa zapáli plynovým horákom. Pri zahrievaní sa dusičnany draselné a sodné rozkladajú s uvoľňovaním kyslíka. Železo v kyslíku horí za vzniku oxidu Fe3O4. Po ukončení horenia zostáva výsledný oxid na dne porcelánového pohára vo forme železného kameňa.

Pozor! Nepokúšajte sa sami opakovať tieto experimenty!

Oxid železitý FeO je čierny prášok, ktorý vzniká rozkladom šťavelanu železa v inertnej atmosfére.

Výhody železa pre telo

Za hlavnú funkciu železa v tele sa považuje tvorba hemoglobínu. To nie je prekvapujúce, pretože obsahuje tri štvrtiny zásob železa. Ale v zložení iných proteínových štruktúr je percento železa relatívne nízke - asi 5%.

Prečo je potrebný hemoglobín? Proteín obsahujúci veľké množstvo železa viaže molekuly kyslíka, ktoré sú transportované krvou do pracujúcich tkanív a orgánov. To je dôvod, prečo zníženie množstva hemoglobínu v krvi okamžite ovplyvňuje celkovú pohodu a výkonnosť. Takže aj mierna strata krvi je plná porúch pre telo. Pre športovcov je nedostatok železa plný zhoršenej regenerácie po intenzívnej fyzickej aktivite.

Medzi ďalšie funkcie železa patrí:

• Energetické zásobovanie svalov. „Najlacnejším“ zdrojom paliva pre svaly je kyslík. Sval vďaka svojej premene v procese série chemických reakcií dostáva energiu na kontrakciu. Okrem kyslíka sa využívajú aj iné zdroje energie. Ide o fosfáty obsiahnuté v bunkách – kreatínfosfát a ATP, ako aj o svalový a pečeňový glykogén. Ich rezervy sú však príliš malé na to, aby podporili prácu trvajúcu viac ako 1 minútu. Kreatínfosfát stačí na prácu trvajúcu až 10 sekúnd, ATP - na 2-3 sekundy. Čím vyššia je koncentrácia hemoglobínu v krvi, tým viac kyslíka je schopný dodať pracujúcim tkanivám a orgánom. Nedostatok železa však môže spôsobiť svalové kŕče, ktoré sa zväčšujú počas obdobia odpočinku (spánok, sedenie).
• Energizovanie mozgu. Kyslík je potrebný pre mozog aj pre svaly. Nedostatok železa je navyše spojený s rozvojom Alzheimerovej choroby, demencie (získanej demencie) a iných chorôb spôsobených poruchou mozgovej činnosti.
• Regulácia telesnej teploty. Túto funkciu vykonáva nepriamo železo. Stabilita koncentrácie železa v krvi určuje primeranosť toku všetkých metabolických procesov.
• Posilnenie imunity. Mikroelement je nevyhnutný pre hematopoézu. Biele (lymfocyty) a červené (erytrocyty) krvinky sa tvoria v prítomnosti železa. Prvé sú zodpovedné za imunitu, zatiaľ čo druhé dodávajú krvi kyslík. Ak množstvo železa v tele zodpovedá norme, je schopné nezávisle odolávať chorobám. Len čo sa koncentrácia železa zníži, prejavia sa infekčné choroby.
• Vývoj plodu. V tehotenstve je dôležité prijímať dostatočné množstvo železa, keďže časť sa spotrebuje pri krvotvorbe u plodu. Nedostatok železa však zvyšuje riziko predčasného pôrodu, vyvoláva podváhu u novorodenca a vývojové poruchy.

Ako železo interaguje v tele

Normálna koncentrácia železa v tele sama o sebe nezaručuje dobré zdravie, vysokú imunitu, absenciu chorôb a výkonnosť. Nemenej dôležitá je interakcia tohto stopového prvku s inými látkami, pretože funkcie niektorých môžu nepriaznivo ovplyvňovať funkcie iných.

Vyhnite sa kombinácii železa s:

• vitamín E a fosfáty: je narušená absorpcia železa;
• Tetracyklín a fluorochinolóny: proces ich absorpcie je inhibovaný;
• Vápnik: proces vstrebávania železa je narušený;
• mlieko, káva a čaj - zhoršuje sa vstrebávanie železa;
• zinok a meď - proces absorpcie v čreve je narušený;
• sójový proteín - absorpcia je potlačená;
• chróm: železo bráni jeho vstrebávaniu.

Ale kyselina askorbová, sorbitol, fruktóza a kyselina jantárová zlepšujú vstrebávanie železa v tele.

Tieto nuansy sa musia brať do úvahy pri užívaní prípravkov obsahujúcich železo, pretože namiesto zlepšenia pohody môžete dosiahnuť opačný účinok.

Úloha železa pri výskyte a priebehu rôznych ochorení

Existuje mnoho chorôb, pri ktorých používanie potravín bohatých na železo môže situáciu zhoršiť.

Ľudia so zvýšenou hladinou železa v tele sú vystavení väčšiemu riziku infekcií, srdcových ochorení a niektorých typov rakoviny (najmä muži).

Železo vo forme voľných radikálov vyvoláva rozvoj aterosklerózy. To isté platí pre reumatoidnú artritídu. Použitie železa pri tejto chorobe vyvoláva zápal kĺbov.

Pri individuálnej neznášanlivosti železa spôsobuje používanie určitých potravín pálenie záhy, nevoľnosť, zápchu a hnačku.

Počas tehotenstva nadbytok železa zvyšuje riziko vzniku placentárnej patológie (zvyšuje sa oxidácia voľných radikálov, v dôsledku čoho odumierajú mitochondrie, kyslíkové „zásobníky“ buniek).

Pri patologických poruchách vstrebávania železa sa zvyšuje riziko ochorenia hemochromatózy - hromadenie železa vo vnútorných orgánoch (pečeň, srdce, pankreas).

Aké potraviny obsahujú železo

Zásoby železa sa dopĺňajú na úkor živočíšnych a rastlinných produktov. Prvý obsahuje "hémové" železo, druhý - "nehemový".

Na asimiláciu hemu sa používajú živočíšne produkty - teľacie, hovädzie, bravčové, králičie mäso a vnútornosti (pečeň, obličky). Ak chcete mať prospech z nehemových potravín, musíte konzumovať vitamín C spolu s potravinami obsahujúcimi železo.

Nasledujúce produkty rastlinného pôvodu, mg Fe2+, sa považujú za držiteľov rekordov v obsahu železa:

• arašidy - 200 g produktu obsahuje 120;
• sójové bôby - v 200 g výrobku - 8,89;
• zemiaky - v 200 g výrobku - 8,3;
• biele fazule - v 200 g produktu - 6,93;
• fazuľa - v 200 g produktu - 6,61;
• šošovica - v 200 g výrobku - 6,59;
• špenát - v 200 g výrobku - 6,43;
• repa (topy) - v 200 g produktu - 5,4;
• cícer - v 100 g výrobku - 4,74;
• Ružičkový kel - v 200 g výrobku - 3,2;
• biela kapusta - v 200 g výrobku - 2,2;
• zelený hrášok - v 200 g výrobku - 2.12.

Z obilnín do stravy je lepšie zaradiť ovsené vločky a pohánku, celozrnnú múku, pšeničné klíčky. Z bylín tymián, sezam (sezam). Veľa železa obsahujú sušené hríby a lišajníky, marhule, broskyne, jablká, slivky, dule. Rovnako ako figy, granátové jablko a sušené ovocie.

Z produktov živočíšneho pôvodu sa železo ukladá v hovädzích obličkách a pečeni, rybách, vajciach (žĺtok). V mäsových výrobkoch – teľacie, bravčové, králičie, morčacie. Morské plody (mušle, slimáky, ustrice). Ryby (makrela, ružový losos).

Absorpcia železa

Je zaujímavé, že pri konzumácii mäsových výrobkov sa železo absorbuje o 40-50%, zatiaľ čo konzumácia rybích výrobkov - o 10%. Rekordérom v vstrebávaní železa je pečeň zvierat.

Z rastlinných produktov je percento železa, ktoré sa vstrebáva, ešte menšie. Zo strukovín človek absorbuje až 7%, z orechov - 6, z ovocia a vajec - 3, z varených obilnín - 1.

Poradte! Prínosom pre telo je strava, ktorá kombinuje produkty rastlinného a živočíšneho pôvodu. Pri pridaní 50 g mäsa k zelenine sa vstrebávanie železa zdvojnásobí. S pridaním 100 g rýb - trikrát, s pridaním ovocia s obsahom vitamínu C - päťkrát

Ako udržať železo v potravinách a jeho kombinácia s inými látkami

Pri varení potraviny strácajú časť živín a železo nie je výnimkou. Železo v živočíšnych produktoch je odolnejšie voči teplu. Pri zelenine a ovocí je všetko komplikovanejšie – časť železa prechádza do vody, v ktorej sa jedlo varí. Jediným východiskom je minimalizácia tepelného spracovania rastlinných produktov.

Ak chcete zvýšiť vstrebávanie železa, jedzte potraviny bohaté na železo spolu s vitamínom C. Polovica grapefruitu alebo pomaranča stačí na to, aby telo absorbovalo trikrát viac železa. Jedinou výhradou je, že toto pravidlo sa vzťahuje iba na produkty rastlinného pôvodu obsahujúce železo.

V strave je potrebný vitamín A, ktorého nedostatok blokuje schopnosť tela využívať zásoby železa na tvorbu erytrocytov (červených krviniek).

Pri nedostatku medi železo stráca svoju „mobilitu“, v dôsledku čoho je narušený proces transportu užitočných látok zo „skladu“ do buniek a orgánov. Aby ste sa tomu vyhli, zaraďte do svojho jedálnička viac strukovín.

Kombinácia železa s vitamínmi B: „pracovná kapacita“ vitamínov B je výrazne zvýšená.

Mliečne potraviny a obilniny sa však najlepšie konzumujú oddelene od potravín obsahujúcich železo, pretože blokujú vstrebávanie stopového prvku v čreve.

Denný príjem železa

• do 6 mesiacov - 0,3;
• 7-11 mesiacov - 11;
• do 3 rokov - 7;
• do 13 rokov - 8-10.

tínedžeri:

• od 14 do 18 rokov (chlapci) - 11; dievčatá - 15.

Dospelí:

• muži - 8-10;
• ženy do 50 rokov - 15-18 rokov; nad 50 rokov - 8-10, tehotné ženy - 25-27.

Aké je nebezpečenstvo nedostatku železa v tele

Nedostatok železa v tele je nebezpečný v nasledujúcich podmienkach:

• akútna anémia, alebo anémia - zníženie koncentrácie hemoglobínu v krvi, pri ktorom klesá aj počet červených krviniek a mení sa ich kvalitatívne zloženie. Výsledkom anémie je zníženie respiračnej funkcie krvi a rozvoj kyslíkového hladovania tkanív. Akútnu anémiu spoznáte podľa bledosti pokožky a zvýšenej únavy. Slabosť, pravidelné bolesti hlavy a závraty sú príznakmi nedostatku železa. Tachykardia (rýchly srdcový tep) a dýchavičnosť sú predzvesťou problémov so srdcom a pľúcami;
• únava a slabosť vo svaloch;
• nadmerné menštruačné krvácanie u žien.

Nedostatok železa v tele vedie k zhoršeniu stavu pokožky, lámavosti nechtov, vypadávaniu vlasov. Zhoršenie pamäti, zvýšená podráždenosť sú príznakmi nedostatku železa. Znížená účinnosť a neustála ospalosť sú predzvesťou hladovania kyslíkom.

Nedostatok železa môže byť spôsobený nasledujúcimi faktormi:

• zvýšená strata krvi. Hlavnou príčinou tohto scenára môže byť transfúzia krvi darcu, silné krvácanie u žien a poškodenie mäkkých tkanív;
• intenzívna fyzická aktivita aeróbnej a aeróbno-silovej orientácie (tie, ktoré rozvíjajú vytrvalosť). Pri takýchto cvičeniach musia červené krvinky rýchlejšie prenášať kyslík, v dôsledku čoho sa denná spotreba hemoglobínu môže takmer zdvojnásobiť;
• aktívna duševná činnosť. Pri tvorivej práci sa aktívne spotrebúvajú nielen zásoby železa, ale aj glykogén uložený v pečeni a svaloch;
• ochorenia tráviaceho traktu: gastritída s nízkou kyslosťou, dvanástnikový vred, cirhóza pečene, autoimunitné ochorenia čriev vyvolávajú zlé vstrebávanie železa.

Ako rýchlo vyplniť nedostatok železa

Na kompenzáciu nedostatku železa v tele odborníci na výživu odporúčajú jesť potraviny rastlinného a živočíšneho pôvodu. Tie prvé sú zdrojom takzvaného „nehemového“ železa, teda železa, ktoré nie je súčasťou hemoglobínu. V takýchto výrobkoch sa železo zvyčajne kombinuje s vitamínom C.

Na nedostatok železa sú najlepšie nehemové potraviny, ako sú strukoviny a zelená listová zelenina, ako aj celozrnné výrobky.

Hemové produkty obsahujú železo, ktoré je súčasťou hemoglobínu. Najväčšie zásoby hemoglobínu sú charakteristické pre všetky potraviny živočíšneho pôvodu, ako aj morské plody. Na rozdiel od “nehemových” potravín, “hémové” potraviny doplnia zásoby železa rýchlejšie, pretože ich telo ľahšie absorbuje.

Poradte! Napriek tomu, že „hémové“ produkty telo rýchlejšie vstrebáva, nemali by ste sa s nimi príliš unášať. Na doplnenie železa je najlepšie kombinovať rastlinnú a živočíšnu stravu, ako je zelená listová zelenina a červené mäso.

Je však dôležité pamätať na tajomstvá varenia, pretože konečné percento železa v potravinách závisí od spôsobov varenia. Napríklad celé zrná strácajú počas spracovania asi 75 % svojich zásob železa. To je dôvod, prečo celozrnná múka má pre telo malý alebo žiadny úžitok. Približne to isté sa deje pri varení potravín rastlinného pôvodu varením – časť železa zostáva vo vode. Ak špenát varíte 3 minúty, nezostane v ňom viac ako 10 % zásob železa.

Ak chcete z potravín rastlinného pôvodu vyťažiť maximum, snažte sa vyhnúť dlhodobému vareniu a minimalizujte množstvo vody. Ideálny spôsob varenia je varenie v pare.

Pri živočíšnych produktoch je všetko oveľa jednoduchšie – železo, ktoré je súčasťou hemoglobínu, je vysoko odolné voči tepelnému spracovaniu.

Čo potrebujete vedieť o nadbytku železa v tele

Bolo by nespravodlivé veriť, že nebezpečenstvom pre zdravie je len nedostatok železa. Jeho prebytok je tiež plný nepríjemných symptómov. V dôsledku nadmernej akumulácie železa v tele je narušená práca mnohých funkčných systémov.

Dôvody predávkovania. Príčinou zvýšenej koncentrácie mikroelementu je najčastejšie genetické zlyhanie, v dôsledku ktorého sa zvyšuje absorpcia železa v čreve. Menej často - krvná transfúzia vo veľkých množstvách a nekontrolované užívanie liekov obsahujúcich železo. Posledne uvedené sa deje s nezávislým zvýšením dávky lieku obsahujúceho železo, keď sa vynechá ďalšia dávka.

S nadbytkom železa v tele sa to zvyčajne stáva:

• zmeny pigmentácie kože (príznaky sa často zamieňajú s hepatitídou) - dlane, podpazušie zožltnú, staré jazvy stmavnú. Skléra, podnebie ústnej dutiny a jazyk tiež získajú žltkastý odtieň;
• srdcový rytmus je narušený, pečeň sa zväčšuje;
• chuť do jedla klesá, únava sa zvyšuje, záchvaty bolesti hlavy sa stávajú častejšie;
• činnosť tráviacich orgánov je narušená - nevoľnosť a vracanie sa striedajú s hnačkou, v oblasti žalúdka sa objavuje bolestivá bolesť;
• imunita klesá;
• zvyšuje sa pravdepodobnosť vzniku infekčných a neoplastických patológií, napríklad rakoviny pečene a čriev, ako aj rozvoja reumatoidnej artritídy.

Prípravky obsahujúce železo

Prípravky železa zahŕňajú lieky obsahujúce soli a komplexy zlúčenín mikroelementov, ako aj ich kombinácie s inými minerálmi.

Aby sa predišlo patologickým stavom a komplikáciám, prípravky obsahujúce železo by sa mali užívať len podľa predpisu lekára po sérii testov. V opačnom prípade môže prebytok železa viesť k narušeniu činnosti srdca, pečene, žalúdka, čriev a mozgu.

• umyté malým množstvom vody;
• nekompatibilné s prípravkami vápnika, tetracyklínom, levomycetínom, ako aj antacidami (Almagel, Phosphalugel atď.);
• užívané v prísnom dávkovaní. Ak sa z nejakého dôvodu vynechala ďalšia dávka lieku, nasledujúca dávka zostáva nezmenená. Predávkovanie železom (300 miligramov denne) môže byť smrteľné;
• minimálny kurz je dva mesiace. Počas prvého mesiaca sa hemoglobín a červené krvinky vrátia do normálu. V budúcnosti je užívanie drog zamerané na doplnenie zásob železa (naplnenie "skladu"). Dávka počas druhého mesiaca sa zníži.

Malo by sa pamätať na to, že aj keď sú prijaté všetky preventívne opatrenia, užívanie prípravkov obsahujúcich železo môže spôsobiť také vedľajšie účinky, ako je sčervenanie kože, nevoľnosť, strata chuti do jedla, ospalosť, bolesť hlavy, poruchy tráviaceho systému (zápcha, hnačka, črevná kolika, pálenie záhy a grganie), kovová chuť v ústach. V niektorých prípadoch môžu zuby stmavnúť (ústna dutina obsahuje sírovodík, ktorý sa pri interakcii so železom mení na sulfid železa).

Poradte! Aby sa predišlo stmavnutiu zubov (najmä pri kazoch), ihneď po užití prípravkov s obsahom železa je potrebné vypláchnuť ústnu dutinu. Ak je liek dostupný v tekutej dávkovej forme, je najlepšie ho užívať cez tubu. Ak sa objaví ktorýkoľvek z týchto príznakov, liečba sa má okamžite ukončiť.

Prehľad doplnkov železa je uvedený nižšie.

Medzi najčastejšie predpisované prípravky železa patria Conferon, Ferakryl, Ferrum lek, Hemostimulin. Ich výhodou je čo najpresnejšie dávkovanie a minimum vedľajších účinkov.

Dávka lieku sa vypočíta individuálne - 2 mg na 1 kg telesnej hmotnosti pacienta (ale nie viac ako 250 mg denne). Pre lepšiu absorpciu sa lieky užívajú s jedlom, s malým množstvom tekutiny.

Pozitívne zmeny (zvýšenie počtu retikulocytov) sú diagnostikované do týždňa po začiatku čerpania prostriedkov. Po ďalších dvoch až troch týždňoch sa koncentrácia hemoglobínu zvyšuje.

Droga	Formulár na uvoľnenie	Zloženie
Hemopherprolongatum	Filmom obalené tablety s hmotnosťou 325 mg	Síran železnatý v jednej tablete - 105 mg Fe2 +
Tardyferon	Tablety s predĺženým uvoľňovaním	Mukoproteóza a kyselina askorbová v jednej tablete - 80 mg Fe2 +
Feroglukonát a Ferronal	300 mg tablety	Glukonát železnatý v jednej tablete - 35 mg Fe2 +
Ferrogradumet	Obalené tablety	Síran železnatý plus plastová matrica - gradumet, v jednej tablete - 105 mg Fe2 +
Heferol	Kapsuly 350 mg	Kyselina fumarová v jednej tablete - 100 mg Fe2 +
Aktiferrin	Kapsuly, perorálne kvapky, sirup	Síran železnatý, D, L-serín (kapsuly a perorálne kvapky) a síran železnatý, D, L-serín, glukóza, fruktóza, sorban draselný (sirup). V 1 kapsule a 1 ml sirupu - 38,2 mg Fe2 +, v 1 ml kvapiek, v 1 ml sirupu - a 34,2 mg Fe2 +
Gemsineral-TD	Kapsuly	Mikrogranuly fumarátu železnatého, kyseliny listovej, kyanokobalamínu. Jedna kapsula obsahuje 67 mg Fe2+
Gino-Tardiferon	Tablety	Síran železnatý, kyselina listová a askorbová, mukoproteóza. Jedna tableta obsahuje 80 mg Fe2+
Globiron	Želatínové kapsuly 300 mg	Fumarát železnatý, vitamíny B6, B12, kyselina listová, dokusát sodný. Jedna kapsula obsahuje 100 mg Fe2+
Ranferon-12	Kapsuly 300 mg	Fumarát železnatý, kyselina askorbová a listová, kyanokobalamín, síran zinočnatý, citrát železo amónny. Jedna kapsula obsahuje 100 mg Fe2+
Sorbiferdurules	Filmom obalené tablety s predĺženým uvoľňovaním iónov železa	Síran železnatý, kyselina askorbová, matrica (durule). Jedna tableta obsahuje 100 mg Fe2+
Totem	Roztok na perorálne podanie v 10 ml ampulkách	Glukonát železa, mangán, meď, ako aj benzoát, citrát sodný a sacharóza. Jedna ampulka obsahuje 50 mg Fe2+
Heferol	Kapsuly 350 mg	Kyselina fumarová. Jedna kapsula obsahuje 100 mg Fe2+
Fenyuls	Kapsuly	Síran železitý, kyselina listová a askorbová, tiamín. Rovnako ako riboflavín, kyanokobalamín, pyridoxín, fruktóza, cysteín, pantotenát vápenatý, kvasinky. Jedna kapsula obsahuje 45 mg Fe2+

Kontraindikácie užívania doplnkov železa

aplastická a/alebo hemolytická anémia;

užívanie liekov zo skupiny tetracyklínov alebo antacíd;

chronický zápal obličiek a pečene;

Jesť potraviny s vysokým obsahom vápnika, vlákniny a kofeínu

užívanie liekov, ktoré znižujú hladinu kyslosti žalúdočnej šťavy; antibiotiká a tetracyklínové lieky (tieto skupiny liekov znižujú vstrebávanie železa v čreve).

Podmienečné kontraindikácie:

ulcerózna kolitída;

peptický vred žalúdka a / alebo dvanástnika;

enteritída rôznej etiológie.

Injekcie železa a ich vlastnosti sú opísané nižšie. Okrem kapsúl a tabliet obsahujúcich železo sú predpísané injekcie. Ich príjem je potrebný pre:

• chronické patológie tráviacich orgánov sprevádzané zníženou absorpciou železa. Diagnózy: pankreatitída (zápal pankreasu), malabsorpčný syndróm, celiakia, enteritída;
• ulcerózna kolitída nešpecifickej povahy;
• neznášanlivosť solí železa alebo precitlivenosť s alergickými prejavmi;
• peptický vred žalúdka a dvanástnika počas obdobia exacerbácie;
• pooperačné obdobie po odstránení časti žalúdka alebo tenkého čreva.

Výhodou injekcií je rýchle a maximálne nasýtenie železom v porovnaní s inými formami uvoľňovania liečiva.

Dôležité! Pri užívaní tabliet a kapsúl by maximálna dávka nemala prekročiť 20-50 mg (pri užívaní 300 mg železa je možný smrteľný výsledok). Pri injekčnom podaní sa za maximálnu dávku považuje 100 mg prípravku železa.

Vedľajšie účinky pri podávaní železa injekciou: zhrubnutie (infiltráty) tkanív v mieste vpichu, flebitída, abscesy, alergická reakcia (v najhoršom prípade sa okamžite rozvinie anafylaktický šok), DIC, predávkovanie železom.

Odrody liekov sú uvedené v tabuľke

Droga	Formulár na uvoľnenie	Zloženie
Ferrum Lek (intramuskulárne)	Ampulky s objemom 2 ml	Hydroxid železa a dextrán. Jedna ampulka obsahuje 100 mg Fe2+
Venofer (intravenózne)	Ampulky s objemom 5 ml	Komplexy hydroxidu železa a sacharózy. Jedna ampulka obsahuje 100 mg Fe2+
Ferkoven (intravenózne)	Ampulky 1 ml	Sacharát železa, roztok uhľohydrátov a glukonát kobaltu. Jedna ampulka obsahuje 100 mg Fe2+
Zhektofer (intramuskulárne)	Ampulky s objemom 2 ml	Komplex železo-sorbitol-kyselina citrónová
Ferrlecit (roztok - intramuskulárne, ampulky - intravenózne)	Injekčný roztok v ampulkách s objemom 1 a 5 ml	Komplex glukonátu železa
Ferbitol (intramuskulárne)	Ampulky 1 ml	Sorbitolový komplex železa