Vas

Tulajdonságok

Fizikai tulajdonságok

A vas szürke, ezüstös színű fém. Mágneses, bár a vas különböző allotrópjai eltérő mágneses tulajdonságokkal rendelkeznek. A vas könnyen megtalálható, bányászható és olvasztható, ezért olyan hasznos. A tiszta vas lágy és nagyon jól alakítható.

Kémiai tulajdonságok

A vas reaktív. A legtöbb savval, például a kénsavval reakcióba lép. Kénsavval reagálva vas-szulfátot képez. Ezt a reakciót a kénsavval fémek tisztítására használják.

A vas a levegővel és a vízzel reakcióba lépve rozsdát képez. Amikor a rozsda lepattogzik, több vas válik szabaddá, így még több vas rozsdásodik. Végül az egész vasdarab elrozsdásodik. Más fémek, például az alumínium nem rozsdásodik. A vasat krómmal ötvözve rozsdamentes acél készíthető, amely a legtöbb körülmények között nem rozsdásodik.

A vaspor reakcióba léphet a kénnel, és vas(II)szulfidot, egy kemény fekete szilárd anyagot hoz létre. A vas a halogénekkel is reagál, és vas(III)-halogenideket, például vas(III)-kloridot hoz létre. A vas a hidrohalogénsavakkal reagálva vas(II)-halogenideket, például vas(II)-kloridot hoz létre.

Kémiai vegyületek

A vas más elemekkel kémiai vegyületeket alkot. Általában a másik elem oxidálja a vasat. Néha két, néha három elektront vesz el. Azokat a vegyületeket, amelyekben a vas két elektront vesz el, vasvegyületeknek nevezzük. Azokat a vegyületeket, amelyekben a vas három elektront vesz el, vasvegyületeknek nevezzük. A vasvegyületek a vasat +2 oxidációs állapotban tartalmazzák. A vasvegyületeknél a vas a +3 oxidációs állapotban van. A vasvegyületek lehetnek feketék, barnák, sárgák, zöldek vagy lilák.

A vasvegyületek gyenge redukálószerek. Sok közülük zöld vagy kék színű. A leggyakoribb vasvegyület a vas-szulfát.

A vasvegyületek oxidálószerek. Sok közülük barna színű. A leggyakoribb vasvegyület a vas-oxid, ugyanaz, mint a rozsda. A vas többek között azért rozsdásodik, mert a vas-oxid oxidálószer. Oxidálja a vasat, és még festék alatt is rozsdásodik. Ezért van az, hogy ha egy kis karcolás van a festéken, az egész rozsdásodhat.

Vas(II)-vegyületek

A +2 oxidációs állapotban lévő vegyületek gyenge redukálószerek. Általában világos színűek. A levegőben lévő oxigénnel reagálnak. Vasvegyületekként is ismertek.

• Vas(II)-szulfid, egy fényes vegyi anyag, amely savakkal reagálva kénhidrogént szabadít fel, a talajban található.
• Vas(II)-szulfát, kénsav és acél reakciójával előállított kékeszöld kristályos vegyszer, amelyet a betonban lévő mérgek, például a kromát csökkentésére használnak.
• Vas(II)-klorid, halványzöld színű kristályos vegyszer, amelyet sósav és acél reakciójával állítanak elő.
• A vas(II)hidroxid, egy sötétzöld por, amelyet víz vasanóddal történő elektrolízisével állítanak elő, oxigénnel reagál és barnává válik.
• Vas(II)-oxid, fekete, tűzveszélyes, ritka

Vegyes oxidációs állapot

Ezek a vegyületek ritkák; csak egy gyakori. A talajban találhatók.

• A vas(II,III)-oxid, egy fekete ásvány, amelyet vasércként használnak, a vasat +2 és +3 oxidációs állapotban tartalmazza.

Vas(III)-vegyületek

A +3 oxidációs állapotban lévő vegyületek általában barnák. Ezek oxidálószerek. Maró hatásúak. Vasvegyületekként is ismertek.

• Vas(III)-oxid, rozsda, vörös-barna, savban oldódik
• A mérgező és maró hatású vas(III)-klorid vízben oldódva sötétbarna savas oldatot képez. A vas sósavval és oxidálószerrel történő reakciójával készül.
• Vas(III)-nitrát, világos lila, maró hatású, maratáshoz használják
• Vas(III)-szulfát, ritka, világosbarna, vízben oldódik. A vas kénsavval és oxidálószerrel történő reakciójával készül.

Vas(II)-oxid


Vas(II)-szulfát


Vas(III)-klorid

Ahol a vas megtalálható

A világegyetemben sok vas van, mert a nagy csillagokban ez a magreakciók végpontja. Ez az utolsó elem, amely keletkezik, mielőtt a szupernóva heves összeomlása szétszórja a vasat az űrbe.

A fém a Föld magjának fő alkotóeleme. A felszín közelében vas- vagy vasvegyületként található. Egyes meteoritok ritka ásványok formájában tartalmaznak vasat. Normális esetben a vas hematitos érc formájában található a földben, amelynek nagy része a Nagy Oxigénesemény során keletkezett. Az ércből a vasat nagyolvasztó kemencében lehet kinyerni. A vas egy része magnetit formájában található meg.

A húsban vasvegyületek vannak. A vas a vörösvértestek hemoglobinjának alapvető része.

Vas készítése

A vasat nagy gyárakban, úgynevezett vasművekben állítják elő, a hematitot szénnel (koksz) történő redukcióval. Ez nagy tartályokban, úgynevezett kohókban történik. A kohót vasérccel, koksszal és mészkővel töltik meg. Nagyon forró levegőt fújnak be, amely a kokszot égésre készteti. A rendkívüli hő hatására a szén reakcióba lép a vasérccel, elvonja az oxigént a vasoxidokból, és szén-dioxid keletkezik. A szén-dioxid gáz, és elhagyja a keveréket. A vashoz némi homok is tartozik. A mészkő, amely kalcium-karbonátból áll, kalcium-oxiddá és szén-dioxiddá alakul, amikor a mészkő nagyon forró. A kalcium-oxid reakcióba lép a homokkal, és egy folyadékot, úgynevezett salakot képez. A salakot lecsapolják, és csak a vas marad meg. A reakció hatására tiszta folyékony vas marad a kohóban, ahol lehűlés után formázható és keményíthető. Majdnem minden vasgyár ma már acélművek része, és szinte minden vasból acél készül.

A vas megmunkálásának számos módja van. A vasat úgy lehet megkeményíteni, hogy egy fémdarabot felmelegítünk, majd hideg vízbe öntjük. Meg lehet lágyítani úgy, hogy felmelegítjük, és hagyjuk lassan kihűlni. Súlyos sajtóval is lehet préselni. Drótokat lehet belőle húzni. Hengerelhetjük, hogy fémlemezt készítsünk belőle.

Az Egyesült Államokban a vas nagy részét Minnesotában vették ki a földből, majd hajóval Indianába és Michiganbe szállították, ahol acélt készítettek belőle.

Nagyolvasztó kemence

Használja a

Fémként

A vasat minden más fémnél nagyobb arányban használják. Erős és olcsó. Épületek, hidak, szögek, csavarok, csövek, gerendák és tornyok készítésére használják.

A vas nem túl reaktív, ezért könnyen és olcsón kinyerhető ércekből. Acéllá alakítva nagyon erős, és a beton megerősítésére használják.

Különböző típusú vasak léteznek. Az öntöttvas a cikkben leírt módon készült vas. Kemény és törékeny. Olyan dolgok készítésére használják, mint a csatornafedelek, csatornafedelek és motorblokkok (a motor fő része).

Az acél a vas leggyakoribb formája. Az acélnak többféle formája létezik. Az enyhe acél olyan acél, amelynek alacsony a széntartalma. Lágy és könnyen hajlítható, de nem reped könnyen. Szögekhez és drótokhoz használják. A szénacél keményebb, de ridegebb. Szerszámokban használják.

Vannak más típusú acélok is. A rozsdamentes acél a krómtartalma miatt rozsdamentes, a nikkel-vas ötvözetek pedig magas hőmérsékleten is erősek maradnak. Más acélok a hozzáadott ötvözetektől függően nagyon kemények lehetnek.

A kovácsoltvas könnyen alakítható, és kerítések és láncok készítésére használható.

A nagyon tiszta vas lágy, és könnyen rozsdásodik (oxidálódik). Meglehetősen reaktív is.

Mint vegyületek

A vasvegyületeket számos dologra használják. A vas(II)-kloridot a víz tisztává tételére használják. A vas(III)-kloridot is használják. A vas(II)szulfátot a cementben lévő kromátok redukálására használják. Egyes vasvegyületeket vitaminokban használnak.

Egy vasból készült híd

Táplálkozás

A vashiány a leggyakoribb táplálkozási hiányosság a világon.

A szervezetünknek szüksége van vasra, hogy az oxigén eljusson az izmainkhoz, mivel a vas a testünkben található néhány alapvető makromolekula, például a hemoglobin alapanyaga, amely a jobb működést eredményezi. Sok gabonafélében van hozzáadott vas (az elemi fém vas). Ezt apró fémreszelék formájában adják a gabonafélékhez. Néha még az is lehetséges, hogy a forgácsokat meglássuk, ha egy rendkívül erős mágnest veszünk és beletesszük a dobozba. A mágnes magához vonzza ezeket a vasdarabkákat. Ezeknek az apró fémforgácsoknak az elfogyasztása nem káros a szervezetünkre.

A vas akkor áll a szervezet számára a legjobban rendelkezésre, ha aminosavakhoz adjuk - a vas ebben a formában tízszer-tizenötször jobban emészthető, mint elemként. A vas megtalálható a húsban is, például a steakben. A táplálékkiegészítők által biztosított vas vegyi anyag, például vas(II)szulfát formájában van, amely olcsó és jól felszívódik. A szervezet nem vesz fel több vasat, mint amennyire szüksége van, és általában nagyon kevés vasra van szüksége. A vörösvértestekben lévő vasat egy olyan rendszer hasznosítja újra, amely lebontja a régi sejteket. Súlyosabb lehet a sérülés vagy parazitafertőzés okozta vérveszteség.

Toxicity

A vas mérgező, ha nagy mennyiségben kerül a szervezetbe. Ha túl sok vastablettát vesznek be, az emberek (különösen a gyermekek) megbetegszenek. Létezik egy genetikai rendellenesség is, amely károsítja a szervezet vasszintjének szabályozását.

Vannak olyan vegyi anyagok, amelyek kötődnek a vashoz, és amelyeket az orvosok felírhatnak.

Kapcsolódó oldalak

• A vas allotrópjai
• Vasvegyületek
• Vaskor