Немного о железе. теория

Состав и структура железа

Рисунок 1. Структура и внешний вид железа. 

Железо образует несколько модификаций в зависимости от температуры, до которой нагрето:

• до 910 °С — α (альфа)-феррит и от 1390 до 1530 °С — δ (дельта)-феррит имеют центрированную кубическую решетку, отличие лишь в большем расстоянии между атомами в δ-феррите;
• в промежутке между 910 и 1390 °С — γ (гамма)-феррит или аустенит имеет гранецентрированную кристаллическую решетку.

Железо — один из первых металлов, известных человечеству с древности. Из него изготавливали предметы обихода, оружие, доспехи для рыцарей и др. 

Железо в чистом виде встречается в природе в составе железно-никелевых метеоритов. Зато как компонент минералов — один из самых распространенных металлов в земной коре наряду с алюминием. 

Оксидные руды:

• Fe2O3 — красный железняк = гематит;
• Fe3O4 — магнитный железняк = магнетит;
•  — бурый железняк = лимонит.

Сульфиды железа:

• FeS2 серный или железный колчедан = пирит;
• FenSn+1 магнитный колчедан = пирротин.

Рисунок 2. Минералы железа 

Россия занимает первое место в мире по запасам железных руд. Здесь находятся крупное Бакчарское железнорудное месторождение (Томская область), а также огромный железорудный бассейн — Курская магнитная аномалия. 

Железо в количествах, равных 0,002—0,02 мг/л содержится в морской воде, а в речной воде его концентрация достигает 2 мг/л. 

В организме взрослого человека содержится 2,5 — 4,5 г железа, причем более 70% его сосредоточено в гемоглобине.   

Пищевые продукты, богатые железом: мясо (особенно печень), морская капуста, чечевица, какао, шпинат и др. 

Элементы: Железо — главный металл природы

Дата: 27.03.2019

Железо – один из самых распространённых элементов в Солнечной системе, особенно на Земле. Его среднее содержание в земной коре составляет 4,7 % по массе, уступая по этому показателю кислороду, кремнию и алюминию. Но в пересчёте на Землю в целом железо занимает едва ли не первое место, так как в мантии его содержание составляет 14%, в ядре – 86 % , а доля железного ядра составляет около 30 % от массы нашей планеты. В ядрах планет земной группы его содержание, по некоторым оценкам, составляет 90 %. Поэтому без преувеличения можно сказать, что по значимости для планет земной группы — это элемент номер один!     

Железные ядра планет земной группы

В чистом виде железо встречается только в метеоритах, но почти всегда с незначительными примесями кобальта и никеля. По одной из версий слово «железо» заимствовано из праславянского языка и родственно слову «желвак», т.е. округлый камень, окатыш. В таблице Менделеева этот элемент занимает клетку №26 и обозначается символом Fe — от латинского Ferrum (железо).

Вероятно, первое железо, которое попало в руки человеку, было метеоритное, так как отдельные железные предметы были известны уже в бронзовом веке. Поэтому, определить чёткую границу перехода от бронзового века к железному — периоду, когда люди осваивали производство железа из железных руд, представляется затруднительным. По некоторым данным это происходило примерно с 1200 года до н.э. до первых столетий н.э.

Природное железо состоит из четырёх стабильных изотопов: 54Fe , 56Fe, 57Fe и 58Fe, где доля 56Fe составляет 91 %.Также известно более 20 нестабильных изотопов железа с массовыми числами от 45 до 72. Большинство учёных считают, что железом оканчивается ряд синтеза элементов в ядрах нормальных звёзд, а все последующие элементы могут образоваться только в результате взрывов сверхновых.  

Известно большое количество минералов содержащих железо, но главными минералами на железо-рудных месторождениях являются: магнетит (FeO · Fe₂O₃); гематит Fe₂O₃); гётит FeO(OH); гидрогётит FeOOH·nH₂O.

Кристаллы гётита, 4 см. Урал, Россия.

В земной коре также широко распространены сульфиды железа – пирит (FeS₂), карбонаты железа – сидерит (FeCO₃), фосфаты железа — вивианит (Fe₃(PO₄)₂·8H₂O). По запасам железных руд Россия занимает первое место в мире.

Кристаллы магнетита, 5 см. Ковдорское месторождение, Кольский п-ов, Россияю

Понимая важнейшую роль железа в жизни планеты, академик А.Е. Ферсман ещё в 1930-х годах писал: «Железо не только основа всего мира, самый главный металл окружающей нас природы, оно основа культуры и промышленности, оно орудие войны и мирного труда. И трудно во всей таблице Менделеева найти другой такой элемент, который был бы так связан с прошлыми, настоящими и будущими судьбами человечества».

Особенности химических свойств

Какие химические свойства имеет железо? Строение атома поясняет его восстановительную активность. Для железа характерно образование двух рядов соединений, имеющих степени окисления +2, +3.

Во влажном воздухе происходит процесс ржавления (коррозии) металла, в результате образуется гидроксид железа (3). С кислородом нагретая железная проволока реагирует с появлением черного порошка оксида железа (2,3), называемого железной окалиной.

При высокой температуре металл способен взаимодействовать с парами воды, образуя при этом смешанный оксид. Процесс сопровождается выделением водорода.

Реакция с неметаллами происходит только при предварительном нагревании исходных компонентов.

Железо можно растворить в разбавленной серной или соляной кислотах без предварительного подогрева смеси. Концентрированные серная и соляная кислоты пассивируют этот металл.

Какими еще химическими свойствами обладает железо? Строение атома данного элемента свидетельствует о его средней активности. Это подтверждается расположением железа до водорода (Н2) в ряду напряжений. Следовательно, оно может вытеснять из солей все металлы, располагающиеся правее в ряду Бекетова. Так, в реакции с хлоридом меди (2), осуществляемой при нагревании, происходит выделение чистой меди и получение раствора хлорида железа (2).

Получение и применение железа

Промышленное железо получают выплавкой чугуна и стали.

Чугун — это сплав железа с примесями кремния, марганца, серы, фосфора, углерода. Содержание углерода в чугуне превышает 2% (в стали менее 2%).

Чистое железо получают:

• в кислородных конверторах из чугуна;
• восстановлением оксидов железа водородом и двухвалентным оксидом углерода;
• электролизом соответствующих солей.

Чугун получают из железных руд восстановлением оксидов железа. Выплавку чугуна осуществляют в доменных печах. В качестве источника тепла в доменной печи используется кокс.

Доменная печь является очень сложным техническим сооружением высотой в несколько десятков метров. Она выкладывается из огнеупорного кирпича и защищается внешним стальным кожухом. По состоянию на 2013 год самая крупная доменная печь была построена в Южной Корее сталелитейной компанией POSCO на металлургическом заводе в городе Кванъян (объем печи после модернизации составил 6000 кубометров при ежегодной производительности 5 700 000 тонн).

Рис. Доменная печь.

Процесс выплавки чугуна в доменной печи идет непрерывно в течение нескольких десятилетий, пока печь не выработает свой ресурс.

Рис. Процесс выплавки чугуна в доменной печи.

• обогащенные руды (магнитный, красный, бурый железняк) и кокс засыпаются через колошник, расположенный в самом верху доменной печи;
• процессы восстановления железа из руды под действием оксида углерода (II) протекают в средней части доменной печи (шахте) при температуре 450-1100°C (оксиды железа восстанавливаются до металла):
  • 450-500°C — 3Fe₂O₃ + CO = 2Fe₃O₄ + CO₂;
  • 600°C — Fe₃O₄ + CO = 3FeO + CO₂;
  • 800°C — FeO + CO = Fe + CO₂;
  • часть двухвалентного оксида железа восстанавливается коксом: FeO + C = Fe + CO.
• параллельно идет процесс восстановления оксидов кремния и марганца (входят в железную руду в виде примесей), кремний и марганец входят в состав выплавляющегося чугуна:
  • SiO₂ + 2C = Si + 2CO;
  • Mn₂O₃ + 3C = 2Mn + 3CO.
• при термическом разложении известняка (вносится в доменную печь) образуется оксид кальция, который реагирует с оксидами кремния и алюминия, содержащихся в руде:
  • CaCO₃ = CaO + CO₂;
  • CaO + SiO₂ = CaSiO₃;
  • CaO + Al₂O₃ = Ca(AlO₂)₂.
• при 1100°C процесс восстановления железа прекращается;
• ниже шахты располагается распар, самая широкая часть доменной печи, ниже которой следует заплечник, в котором выгорает кокс и образуются жидкие продукты плавки — чугун и шлаки, накапливающиеся в самом низу печи — горне;
• в верхней части горна при температуре 1500°C в струе вдуваемого воздуха происходит интенсивное сгорание кокса: C + O₂ = CO₂;
• проходя через раскаленный кокс, оксид углерода (IV) превращается в оксид углерода (II), являющийся восстановителем железа (см. выше): CO₂ + C = 2CO;
• шлаки, образованные силикатами и алюмосиликатами кальция, располагаются выше чугуна, защищая его от действия кислорода;
• через специальные отверстия, расположенные на разных уровнях горна, чугун и шлаки выпускаются наружу;
• бОльшая часть чугуна идет на дальнейшую переработку — выплавку стали.

Сталь выплавляют из чугуна и металлолома конверторным способом (мартеновский уже устарел, хотя еще и применяется) или электроплавкой (в электропечах, индукционных печах). Суть процесса (передела чугуна) заключается в понижении концентрации углерода и других примесей путем окисления кислородом.

Как уже было сказано выше, концентрация углерода в стали не превышает 2%. Благодаря этому, сталь в отличие от чугуна достаточно легко поддается ковке и прокатке, что позволяет изготавливать из нее разнообразные изделия, обладающие высокой твердостью и прочностью.

Твердость стали зависит от содержания углерода (чем больше углерода, тем тверже сталь) в конкретной марке стали и условий термообработки. При отпуске (медленном охлаждении) сталь становится мягкой; при закалке (быстром охлаждении) сталь получается очень твердой.

Для придания стали нужных специфических свойств в нее добавляют лигирующие добавки: хром, никель, кремний, молибден, ванадий, марганец и проч.

Чугун и сталь являются важнейшими конструкционными материалами в подавляющем большинстве отраслей народного хозяйства.

Биологическая роль железа:

• в организме взрослого человека содержится около 5 г железа;
• железо играет важную роль в работе кроветворных органов;
• железо входит в состав многих сложных белковых комплексов (гемоглобина, миоглобина, различных ферментов).

Изотопы

Основная статья: Изотопы железа

Природное железо состоит из четырёх стабильных изотопов: 54Fe (изотопная распространённость 5,845 %), 56Fe (91,754 %), 57Fe (2,119 %) и 58Fe (0,282 %). Так же известно более 20 нестабильных изотопов железа с массовыми числами от 45 до 72, наиболее устойчивые из которых — 60Fe (период полураспада по уточнённым в 2009 году данным составляет 2,6 миллиона лет), 55Fe (2,737 года), 59Fe (44,495 суток) и 52Fe (8,275 часа); остальные изотопы имеют период полураспада менее 10 минут.

Изотоп железа 56Fe относится к наиболее стабильным ядрам: все следующие элементы могут уменьшить энергию связи на нуклон путём распада, а все предыдущие элементы, в принципе, могли бы уменьшить энергию связи на нуклон за счёт синтеза. Полагают, что железом оканчивается ряд синтеза элементов в ядрах нормальных звёзд (см. Железная звезда), а все последующие элементы могут образоваться только в результате взрывов сверхновых.

Физические свойства

Железо — типичный металл, в свободном состоянии — серебристо-белого цвета с сероватым оттенком. Чистый металл пластичен, различные примеси (в частности — углерод) повышают его твёрдость и хрупкость. Обладает ярко выраженными магнитными свойствами. Часто выделяют так называемую «триаду железа» — группу трёх металлов (железо Fe, кобальт Co, никель Ni), обладающих схожими физическими свойствами, атомными радиусами и значениями электроотрицательности.

Для железа характерен полиморфизм, оно имеет четыре кристаллические модификации:

• до 769 °C существует α-Fe (феррит) с объёмноцентрированной кубической решёткой и свойствами ферромагнетика (769 °C ≈ 1043 K — точка Кюри для железа);
• в температурном интервале 769—917 °C существует β-Fe, который отличается от α-Fe только параметрами объёмно-центрированной кубической решётки и магнитными свойствами парамагнетика;
• в температурном интервале 917—1394 °C существует γ-Fe (аустенит) с гранецентрированной кубической решёткой;
• выше 1394 °C устойчиво δ-Fe с объёмно-центрированной кубической решёткой.

Металловедение не выделяет β-Fe как отдельную фазу, и рассматривает её как разновидность α-Fe. При нагреве железа или стали выше точки Кюри (769 °C ≈ 1043 K) тепловое движение ионов расстраивает ориентацию спиновых магнитных моментов электронов, ферромагнетик становится парамагнетиком — происходит фазовый переход второго рода, но фазового перехода первого рода с изменением основных физических параметров кристаллов не происходит.

Для чистого железа при нормальном давлении, с точки зрения металловедения, существуют следующие устойчивые модификации:

• от абсолютного нуля до 910 °C устойчива α-модификация с объёмноцентрированной кубической (ОЦК) кристаллической решёткой;
• от 910 до 1400 °C устойчива γ-модификация с гранецентрированной кубической (ГЦК) кристаллической решёткой;
• от 1400 до 1539 °C устойчива δ-модификация с объёмно-центрированной кубической (ОЦК) кристаллической решёткой.

Наличие в стали углерода и легирующих элементов существенным образом изменяет температуры фазовых переходов (см. фазовую диаграмму железо—углерод). Твёрдый раствор углерода в α- и δ-железе называется ферритом. Иногда различают высокотемпературный δ-феррит и низкотемпературный α-феррит (или просто феррит), хотя их атомные структуры одинаковы. Твёрдый раствор углерода в γ-железе называется аустенитом.

В области высоких давлений (свыше 13 ГПа, 128,3 тыс. атм.) возникает модификация ε-железа с гексагональной плотноупакованной (ГПУ) решёткой.

Явление полиморфизма чрезвычайно важно для металлургии стали. Именно благодаря α—γ переходам кристаллической решётки происходит термообработка стали

Без этого явления железо как основа стали не получило бы такого широкого применения.

Железо относится к умеренно тугоплавким металлам. В ряду стандартных электродных потенциалов железо стоит до водорода и легко реагирует с разбавленными кислотами. Таким образом, железо относится к металлам средней активности.

Температура плавления железа 1539 °C, температура кипения — 2862 °C.

Что такое ферритин в крови

Ионы железа входят в состав белков, которые осуществляют перенос кислорода, железосеропротеинов и цитохромов, железосодержащих ферментов. Ферритин является высокоинформативным маркером, который характеризует метаболизм железа. Он представляет собой растворимый в воде комплекс гидроксифосфата железа с белком апоферритином. Наибольшее количество ферритина находится в клетках печени, селезёнки, костного мозга и ретикулоцитах, где интенсивно проходят процессы выработки, созревания и деградации эритроцитов. Ферритин активно участвует в метаболизме и перераспределении железа в организме.

Уровень ферритина в сыворотке крови позволяет оценить общие запасы железа в организме человека. У здоровых людей содержание ферритина в плазме крови составляет 20-350 нг/мл. Недостаток железа в организме приводит к негативным последствиям. О развитии железодефицитной анемии свидетельствует падение концентрации ниже 10 нг/мл. Дефицит железа в третьем триместре беременности обнаруживается почти у 90% женщин и сохраняется после родов во время кормления грудью у 55% из них.

При избыточном накоплении железа концентрация ферритина возрастает до нескольких тысяч нг/мл. Повышенный ферритин в крови у женщин является причиной развития токсикозов. Сдать анализ крови на ферритин можно в Юсуповской больнице.

Определение концентрации ферритина проводится с помощью трёх видов анализа:

Принцип радиоиммунологического анализа состоит в следующем: ферритин определяемого образца реагирует с антителами, которые иммобилизованы на твердофазном носителе, а затем связывается с антителами, меченными йодом-125. Меченные антитела, которые не прореагировали с ферритином, остаются в растворе и удаляются. На гамма-счетчике измеряется радиоактивность комплекса «меченое антитело+ ферритин с иммобилизованным антителом». В этом случае измеренная радиоактивность пропорциональна количеству ферритина в исследуемом образце.

Большинство методов иммунологического исследования использует поливалентность ферритина в его реакции с антителами. Они основаны на принципе двухцентрового иммунометрического анализа. В таком варианте каждая молекула ферритина связывается двумя антигенными центрами с двумя молекулами антител: с антителом, который содержит метку (ферментную, изотопную или флуоресцентную), и с антителом, которое присоединено к полимерному носителю. Большая часть диагностикумов использует в качестве системы разделения сформированные твердофазные носители (шарики, пробирки, бумажные диски, звёздочки), покрытые антителами. В современных диагностикумах используются моноклональные антитела.

Иммуноферментные методы определения сывороточного ферритина используют специальные тест-системы. Они обладают высокой чувствительностью. Иммунофлуоресцентные методы основаны на детекции молекул, меченных флуоресцентной меткой, которая характеризуется высокой способностью к генерации сигнала. Наиболее перспективным считается вариант метода исследования, при котором в качестве метки используются порфирины или полимакроциклические соединения.

Существуют диагностические тест-системы, которые основаны на принципе усиленной хемилюминесценции. Быстрый хемилюминесцентный анализ ферритина позволяет измерять его в сыворотке и плазме крови двухстадийной одночасовой процедурой.

Происхождение названия

Праславянское *želězo (белор. жалеза, укр. залізо, ст.‑слав. желѣзо, болг. желязо, сербохорв. жељезо, польск. żelazo, чеш. železo, словен. železo) имеет ясные параллели в балтийских языках (лит. geležis, латыш. dzelzs). Слово является однокоренным словам «железа» и «желвак»; и имеет смысл «округлый камень, окатыш, блямба».

Имеется несколько версий дальнейшей этимологии этого балтославянского слова.

Одна из них связывает праслав. *želězo с греческим словом χαλκός, что означало железо и медь, согласно другой версии *želězo родственно словам *žely «черепаха» и *glazъ «скала», с общей семой «камень». Третья версия предполагает древнее заимствование из неизвестного языка.

Романские языки (итал. ferro, фр. fer, исп. hierro, порт. ferro, рум. fier) продолжают лат. ferrum. Латинское ferrum (< *ferzom), возможно, заимствовано из какого-то восточного языка, скорее всего, из финикийского. Ср. ивр. ‏barzel‏‎, шумерск. barzal, ассирийск. parzilla. Отсюда же, вероятно, баскское burdina.

Германские языки заимствовали название железа (готск. eisarn, англ. iron, нем. Eisen, нидерл. ijzer, дат. jern, швед. järn) из кельтских.

Пракельтское слово *isarno- (> др.-ирл. iarn, др.-брет. hoiarn), вероятно, восходит к пра-и.е. *h₁esh₂r-no- «кровавый» с семантическим развитием «кровавый» > «красный» > «железо». Согласно другой гипотезе данное слово восходит к пра-и.е. *(H)ish₂ro- «сильный, святой, обладающий сверхъестественной силой».

Древнегреческое слово σίδηρος, возможно, было заимствовано из того же источника, что и славянское, германское и балтийское слова для серебра.

Название природного карбоната железа (сидерита) происходит от лат. sidereus — звёздный; действительно, первое железо, попавшее в руки людям, было метеоритного происхождения. Возможно, это совпадение не случайно. В частности, древнегреческое слово сидерос (σίδηρος) для железа и латинское sidus, означающее «звезда», вероятно, имеют общее происхождение.

Физические свойства железа:

400	Физические свойства
401	Плотность	7,874 г/см3 (при 0 °C/20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело), 6,98 г/см3 (при температуре плавления 1538 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость), 6,9 г/см3 (при 1589 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость)
402	Температура плавления*	1538 °C (1811 K, 2800 °F)
403	Температура кипения*	2861 °C (3134 K, 5182 °F)
404	Температура сублимации
405	Температура разложения
406	Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом
407	Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)*	13,81 кДж/моль
408	Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип)*	340 кДж/моль
409	Удельная теплоемкость при постоянном давлении	0,448 Дж/г·K (при 25 °C), 0,64 Дж/г·K (при 0-1000 °C)
410	Молярная теплоёмкость*	25,10 Дж/(K·моль)
411	Молярный объём	7,0923 см³/моль
412	Теплопроводность	80,4 Вт/(м·К) (при стандартных условиях), 80,4 Вт/(м·К) (при 300 K)
413	Коэффициент теплового расширения	11,8 мкм/(м·К) (при 25 °С)
414	Коэффициент температуропроводности
415	Критическая температура
416	Критическое давление
417	Критическая плотность
418	Тройная точка
419	Давление паров (мм.рт.ст.)	0,01 мм.рт.ст.  (при 1425 °C), 0,1 мм.рт.ст.  (при 1586 °C), 1 мм.рт.ст.  (при 1790 °C), 10 мм.рт.ст.  (при 2045 °C), 100 мм.рт.ст.  (при 2376 °C)
420	Давление паров (Па)	1 Па (при 1728 K), 10 Па (при 1890 K), 100 Па (при 2091 K), 1 кПа (при 2346 K), 10 кПа (при 2679 K), 100 кПа (при 3132 K)
421	Стандартная энтальпия образования ΔH	0 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело)
422	Стандартная энергия Гиббса образования ΔG	0 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело)
423	Стандартная энтропия вещества S	27,15 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело)
424	Стандартная мольная теплоемкость Cp	25 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело)
425	Энтальпия диссоциации ΔHдисс
426	Диэлектрическая проницаемость
427	Магнитный тип	Ферромагнитный материал (ниже 769 °C), парамагнитный материал (выше 769 °C)
428	Точка Кюри*	769 °C (1042,15 К, 1416,2 °F)
429	Объемная магнитная восприимчивость
430	Удельная магнитная восприимчивость
431	Молярная магнитная восприимчивость
432	Электрический тип	Проводник
433	Электропроводность в твердой фазе	10,4·106 См/м (при 20 °C)
434	Удельное электрическое сопротивление	96,1 нОм·м (при 20 °C)
435	Сверхпроводимость при температуре
436	Критическое магнитное поле разрушения сверхпроводимости
437	Запрещенная зона
438	Концентрация носителей заряда
439	Твёрдость по Моосу	4,0
440	Твёрдость по Бринеллю	200-1180 МПа
441	Твёрдость по Виккерсу	608 МПа
442	Скорость звука	5120 м/с (при 20 °C) (тонкий стержень)
443	Поверхностное натяжение
444	Динамическая вязкость газов и жидкостей
445	Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом, % объёмных
446	Взрывоопасные концентрации смеси газа с кислородом, % объёмных
446	Предел прочности на растяжение
447	Предел текучести
448	Предел удлинения
449	Модуль Юнга	211 ГПа
450	Модуль сдвига	82 ГПа
451	Объемный модуль упругости	170 ГПа
452	Коэффициент Пуассона	0,29
453	Коэффициент преломления

Превращение ферритных зерен в аустенитные

Когда ферритное железо нагревают до температуры 912 °С, старый состав ферритных зерен изменяется в новый состав зерен, уже аустенитных – в железе происходит превращение.

Представьте, что ферритная зеренная структура только что достигла температуры превращения. Сначала мы видим образование новых, очень мелких аустенитных зерен, которые накладываются на старые границы ферритных зерен. Потом эти зерна растут, пока все старые ферритные зерна не исчезнут.

При превращении феррита в аустенит происходит два важных явления:

1) Также как и при превращении льда в воду, превращение железе из феррита в аустенит требует тепловой энергии. Поэтому при нагреве температура железа будет оставаться при температуре около 912 °С, пока все ферритные зерна не превратятся в аустенитные.

2) При превращении феррита в аустенит происходят объемные изменения. Плотность аустенита на 2 % выше, чем феррита, что означает, что атом аустенита занимает меньший объем, чем атом феррита.

Все превращения в железе, которые происходят при его нагреве, изображены схематически на рисунке 3.

Рисунок 3

Сферы применения

1. Металлургия: до 95% добываемого железа идет на производство основных сплавов — чугуна (от 2 до 6% углерода + примеси P, Mn, Si, S) и сталей (менее 2% углерода); а так же используется как добавка в сплавы из других металлов, например, никеля.
2. Производство компьютеров: магнитная окись железа (магнетит) — компонент устройств, обеспечивающих долговременную компьютерную память.
3. Тщательно измельченный порошок магнетита — компонент тонеров в черно-белых лазерных принтерах.
4. Электро- и радиотехника: магнитопроводы для трансформаторов и электродвигателей; хлорид железа III для травления печатных плат.
5. Садоводство и строительство: семиводный сульфат железа (железный купорос) вместе с медным купоросом используется для обработки от плесневых грибков.
6. Фармакология: производство препаратов для предупреждения и лечения различных видов анемии.

Биологическая роль железа: 

1. Участие в процессе дыхания: железо входит в состав гемоглобина (компонент белка красных кровяных тел — эритроцитов) и отвечает за захват кислорода. Эритроциты доставляют его во всех органы, а потом транспортируют собранный железом углекислый газ в легкие для утилизации.
2. Обеспечивает правильный обмен веществ: железо входит в состав многих ферментов и белков, участвующих в метаболизме (утилизация токсинов печенью, обмен холестерина, превращение калорий в энергию и пр.).
3. Поддержка иммунной системы и щитовидной железы, здоровья волос, кожи и ногтей.

Симптомы нехватки железа в организме: быстрая утомляемость, головные боли, апатия, рассеянность, ломкость ногтей и чрезмерное выпадение волос. 

Вывод

Железо – это важный химический элемент, который широко используется в различных отраслях промышленности и в живых организмах. Оно находится в группе 8 периодической таблицы Менделеева и обладает различными степенями окисления, которые позволяют ему образовывать различные соединения с другими элементами. Железо является важным компонентом многих сплавов, которые имеют различные свойства и применения.

В природе железо находится в виде различных руд, таких как гематит, магнетит и лимонит. Извлечение железа из руды происходит с помощью различных методов, таких как высокотемпературная обработка, магнитная сепарация и флотация.

Железо также является важным элементом для живых организмов, так как оно является частью гемоглобина и миоглобина, которые отвечают за перенос кислорода в крови и мышцах.

Несмотря на то, что железо является одним из самых распространенных элементов на Земле, его извлечение и использование имеет свои недостатки и проблемы, такие как высокая стоимость производства и негативное воздействие на окружающую среду.

Тем не менее железо остается важным элементом для нашей жизни и промышленности, и его изучение и развитие новых способов использования остается актуальной темой в науке и технологии.