Eisen ist eines der häufigsten chemischen Elemente auf der Erde. Seit der Antike haben die Menschen gelernt, es zu verwenden, um ihre Arbeit zu erleichtern. Mit der Entwicklung der Technologie hat sich ihr Anwendungsbereich erheblich erweitert. Wurde Eisen vor mehreren tausend Jahren nur zur Herstellung einfacher Werkzeuge für die Landbewirtschaftung verwendet, findet dieses chemische Element heute in fast allen Bereichen der Hightech-Industrie Anwendung.

Wie Plinius der Ältere schrieb. „Eisenarbeiter stellen dem Menschen das beste und schädlichste Werkzeug zur Verfügung. Denn mit diesem Werkzeug schneiden wir die Erde durch, wir pflegen fruchtbare Gärten und indem wir wilde Reben mit Trauben schneiden, zwingen wir sie jedes Jahr zum Untergang. Mit diesem Werkzeug bauen wir Häuser, brechen Steine ​​und nutzen sie Eisen für all diese Bedürfnisse. Aber mit demselben Eisen führen wir Schlachten, Schlachten und Raubüberfälle aus, und wir verwenden es nicht nur in der Nähe, sondern wir tragen es geflügelt in die Ferne, entweder aus Schlupflöchern oder aus mächtigen Händen oder in Form von gefiederten Pfeilen. Das bösartigste ist meiner Meinung nach ein Trick des menschlichen Geistes. Denn damit der Tod den Menschen früher treffe, machten sie ihn beflügelt und gaben ihm eiserne Federn. Aus diesem Grund soll die Schuld dem Menschen und nicht der Natur zugeschrieben werden. Sehr oft wird es zur Herstellung verschiedener Legierungen verwendet, deren Zusammensetzung Eisen in unterschiedlichen Anteilen enthält. Die bekanntesten dieser Legierungen sind Stahl und Gusseisen.

Strom schmilzt Eisen

Die Eigenschaften von Stählen sind vielfältig. Es gibt Stähle, die für einen langen Aufenthalt im Meerwasser ausgelegt sind, Stähle, die hohen Temperaturen und der aggressiven Einwirkung heißer Gase standhalten, Stähle, aus denen weiche Bindedrähte hergestellt werden, und Stähle zur Herstellung elastischer und harter Federn ...

Eine solche Vielfalt an Eigenschaften ergibt sich aus der Vielfalt der Stahlzusammensetzungen. So werden aus Stahl mit 1 % Kohlenstoff und 1,5 % Chrom hochfeste Kugellager hergestellt; Stahl mit 18 % Chrom und 89 % Nickel ist der bekannte „Edelstahl“, und Stahl mit 18 % Wolfram, 4 % Chrom und 1 % Vanadium stellt Drehwerkzeuge her.

Diese Vielfalt an Stahlzusammensetzungen macht es sehr schwierig, sie zu schmelzen. Tatsächlich oxidiert in einem Ofen mit offenem Herd und einem Konverter die Atmosphäre, und Elemente wie Chrom werden leicht oxidiert und verwandeln sich in Schlacke, d. h. gehen verloren. Das heißt, um Stahl mit einem Chromgehalt von 18 % zu erhalten, muss dem Ofen viel mehr Chrom zugeführt werden als 180 kg pro Tonne Stahl. Chrom ist ein teures Metall. Wie findet man einen Ausweg aus dieser Situation?

Anfang des 20. Jahrhunderts wurde ein Ausweg gefunden. Für das Schmelzen von Metall wurde vorgeschlagen, die Wärme eines Lichtbogens zu verwenden. Schrott wurde in einen Rundofen geladen, Gusseisen wurde gegossen und Kohlenstoff- oder Graphitelektroden wurden abgesenkt. Zwischen ihnen und dem Metall im Ofen („Bad“) befindet sich ein Lichtbogen mit einer Temperatur von etwa 4000°C. Das Metall schmolz leicht und schnell. Und in einem solchen geschlossenen Elektroofen können Sie jede Atmosphäre erzeugen - oxidierend, reduzierend oder völlig neutral. Mit anderen Worten, es kann verhindert werden, dass wertvolle Gegenstände ausbrennen. So entstand die Metallurgie hochwertiger Stähle.

Später wurde eine andere Methode des elektrischen Schmelzens vorgeschlagen - Induktion. Aus der Physik ist bekannt, dass, wenn ein metallischer Leiter in eine Spule gelegt wird, durch die ein hochfrequenter Strom fließt, darin ein Strom induziert wird und sich der Leiter erwärmt. Diese Hitze reicht aus, um das Metall in einer bestimmten Zeit zu schmelzen. Der Induktionsofen besteht aus einem Tiegel mit einer in die Auskleidung eingebetteten Spirale. Durch die Spirale wird ein Hochfrequenzstrom geleitet und das Metall im Tiegel geschmolzen. In einem solchen Ofen können Sie auch jede Atmosphäre erzeugen.

In Elektrolichtbogenöfen erfolgt der Schmelzprozess meist in mehreren Stufen. Zunächst werden unnötige Verunreinigungen aus dem Metall ausgebrannt und oxidiert (Oxidationsperiode). Dann wird Schlacke, die Oxide dieser Elemente enthält, aus dem Ofen entfernt (heruntergeladen) und Forrolegierungen werden geladen - Eisenlegierungen mit Elementen, die in das Metall eingebracht werden müssen. Der Ofen wird geschlossen und das Schmelzen ohne Luftzutritt fortgesetzt (Erholungszeit). Dadurch wird der Stahl mit den erforderlichen Elementen in einer bestimmten Menge gesättigt. Das fertige Metall wird in eine Pfanne gegeben und gegossen.

Besonders hochwertige Stähle erwiesen sich als sehr empfindlich gegenüber dem Gehalt an Verunreinigungen. Schon geringe Mengen an Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff, Schwefel, Phosphor beeinträchtigen ihre Eigenschaften stark - Festigkeit, Zähigkeit, Korrosionsbeständigkeit. Diese Verunreinigungen bilden mit Eisen und anderen im Stahl enthaltenen Elementen nichtmetallische Verbindungen, die sich zwischen den Körnern des Metalls verkeilen, dessen Gleichmäßigkeit beeinträchtigen und die Qualität mindern. Mit einem erhöhten Gehalt an Sauerstoff und Stickstoff in Stählen nimmt ihre Festigkeit ab, Wasserstoff verursacht das Auftreten von Flocken - Mikrorisse im Metall, die zu einer unerwarteten Zerstörung von Stahlteilen unter Belastung führen, Phosphor erhöht die Sprödigkeit von Stahl in der Kälte, Schwefel verursacht Rotsprödigkeit - die Zerstörung von Stahl unter Belastung bei hohen Temperaturen.

Metallurgen haben lange nach Möglichkeiten gesucht, diese Verunreinigungen zu entfernen. Nach dem Schmelzen in Herdöfen, Konvertern und Elektroöfen wird das Metall desoxidiert - Aluminium, Ferrosilizium (eine Legierung aus Eisen mit Silizium) oder Ferromangan werden hinzugefügt. Diese Elemente verbinden sich aktiv mit Sauerstoff, schwimmen in der Schlacke auf und reduzieren den Sauerstoffgehalt im Stahl. Aber Sauerstoff verbleibt im Stahl, und für hochwertige Stähle sind seine Restmengen zu groß. Es war notwendig, andere, effektivere Wege zu finden.

In den 1950er Jahren begannen Metallurgen, Stahl im industriellen Maßstab zu evakuieren. Eine Pfanne mit flüssigem Metall wird in eine Kammer gestellt, aus der Luft abgepumpt wird. Das Metall beginnt heftig zu sieden und es werden Gase freigesetzt. Stellen Sie sich jedoch eine Pfanne mit 300 Tonnen Stahl vor und schätzen Sie ab, wie lange es dauert, bis es vollständig kocht und wie stark das Metall in dieser Zeit abkühlt.

Ihnen wird sofort klar, dass dieses Verfahren nur für geringe Stahlmengen geeignet ist. Daher wurden andere, schnellere und effizientere Vakuumiermethoden entwickelt. Jetzt werden sie in allen entwickelten Ländern verwendet, was die Qualität des Stahls verbessert hat. Aber die Anforderungen dafür wuchsen und wuchsen.

In den frühen 60er Jahren in Kiew, am All-Union Institute of Electric Welding. E. O. Paton wurde ein Verfahren zum Elektroschlacke-Umschmelzen von Stahl entwickelt, das sehr bald in vielen Ländern eingesetzt wurde. Diese Methode ist sehr einfach. In ein wassergekühltes Metallgefäß - eine Form - wird ein Metallblock gelegt, der gereinigt und mit Schlacke einer speziellen Zusammensetzung bedeckt werden muss. Dann wird der Barren mit einer Stromquelle verbunden. Am Ende des Barrens entsteht ein Lichtbogen und das Metall beginnt zu schmelzen. Flüssiger Stahl reagiert mit Schlacke und wird nicht nur von Oxiden, sondern auch von Nitriden, Phosphiden und Sulfiden gereinigt. Ein neuer, von schädlichen Verunreinigungen gereinigter Barren erstarrt in der Form. 1963 erhielt eine Gruppe von Arbeitern des All-Union Institute of Electric Welding unter der Leitung von B. I. Medovar und Yu. V. Latash für die Entwicklung und Implementierung der Methode des Elektroschlacke-Umschmelzens den Lenin-Preis.

Einen etwas anderen Weg beschritten Metallurgiewissenschaftler des Zentralforschungsinstituts für Eisenmetallurgie. I. P. Bardina. In Zusammenarbeit mit Hüttenarbeitern entwickelten sie eine noch einfachere Methode. Schlacken mit einer speziellen Zusammensetzung zum Reinigen von Metall werden geschmolzen und in eine Pfanne gegossen, und dann wird Metall aus dem Ofen in diese flüssige Schlacke freigesetzt. Die Schlacke vermischt sich mit dem Metall und nimmt Verunreinigungen auf. Diese Methode ist schnell, effizient und erfordert keine großen Mengen an Strom. Seine Autoren S. G. Voinov, A. I. Osipov, A. G. Shalimov und andere wurden 1966 ebenfalls mit dem Lenin-Preis ausgezeichnet.

Allerdings hat der Leser wahrscheinlich schon eine Frage: Warum all diese Schwierigkeiten? Schließlich haben wir bereits gesagt, dass Sie in einem herkömmlichen Elektroofen jede Atmosphäre erzeugen können. So können Sie einfach Luft aus dem Ofen pumpen und im Vakuum schmelzen. Aber hetzen Sie nicht zum Patentamt! Dieses Verfahren wird seit langem in kleinen Induktionsöfen verwendet, und in den späten 60er und frühen 70er Jahren begann es, in größeren Lichtbogen- und Induktionsöfen verwendet zu werden. Mittlerweile haben die Verfahren des Vakuum-Lichtbogen- und des Vakuum-Induktions-Umschmelzens in den Industrieländern eine weite Verbreitung gefunden.

Hier haben wir nur die wichtigsten Methoden zur Reinigung von Stahl von schädlichen Verunreinigungen beschrieben. Es gibt Dutzende ihrer Sorten. Sie helfen Metallurgen, das berüchtigte Haar in der Suppe aus einem Fass Honig zu entfernen und hochwertiges Metall zu erhalten.

Wie bekommt man Eisen ohne Hochöfen?

Es wurde oben bereits gesagt, dass die Eisenmetallurgie aus Sicht eines Chemikers, gelinde gesagt, ein unlogischer Beruf ist. Zuerst wird Eisen mit Kohlenstoff und anderen Elementen gesättigt, und dann wird viel Arbeit und Energie aufgewendet, um diese Elemente auszubrennen. Ist es nicht einfacher, Eisen aus Erz sofort zurückzugewinnen? Genau das taten schließlich die alten Metallurgen, die in rohen Schmieden erweichten heißen Eisenschwamm erhielten. Diese Sichtweise ist in den letzten Jahren bereits über das Stadium rhetorischer Fragen hinausgegangen und basiert auf ganz realen und sogar umgesetzten Projekten. Die Gewinnung von Eisen direkt aus dem Erz unter Umgehung des Hochofenprozesses wurde im letzten Jahrhundert betrieben. Damals hieß dieser Vorgang Direktreduktion. Bis vor kurzem hat es jedoch keine weite Verbreitung gefunden. Erstens waren alle vorgeschlagenen Methoden der Direktreduktion ineffizient, und zweitens war das resultierende Produkt - Eisenschwamm - von schlechter Qualität und mit Verunreinigungen kontaminiert. Und doch arbeiteten Enthusiasten weiter in diese Richtung.

Seit dem flächendeckenden Einsatz von Erdgas in der Industrie hat sich die Situation grundlegend geändert. Es erwies sich als ideales Mittel zur Gewinnung von Eisenerz. Der Hauptbestandteil von Erdgas - Methan CH 4 - wird durch Oxidation in Gegenwart eines Katalysators in speziellen Apparaten - Reformern - gemäß der Reaktion 2CH 4 + O 2 → 2CO + 2H 2 zersetzt.

Es stellt sich eine Mischung aus reduzierenden Gasen heraus - Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Dieses Gemisch gelangt in den Reaktor, der mit Eisenerz beschickt wird. Reservieren wir gleich mal – die Formen und Ausführungen von Reaktoren sind sehr vielfältig. Manchmal ist der Reaktor ein rotierender Röhrenofen vom Zementtyp, manchmal ein Schachtofen, manchmal eine geschlossene Retorte. Daraus erklärt sich die Namensvielfalt für Direktreduktionsverfahren: Midrex, Purofer, Ohalata-i-Lamina, SL-RN usw. Die Zahl der Verfahren hat bereits zwei Dutzend überschritten. Aber ihre Essenz ist normalerweise die gleiche. Reichhaltiges Eisenerz wird durch eine Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff reduziert.

Aber was tun mit den erhaltenen Produkten? Aus Eisenschwamm ist nicht nur eine gute Axt – ein guter Nagel lässt sich nicht schmieden. Egal wie reich das ursprüngliche Erz ist, reines Eisen wird immer noch nicht herauskommen. Nach den Gesetzen der chemischen Thermodynamik wird es nicht einmal möglich sein, das gesamte im Erz enthaltene Eisen wiederherzustellen; ein Teil davon verbleibt noch in Form von Oxiden im Produkt. Und hier kommt ein bewährter Freund zur Rettung - ein Elektroofen. Eisenschwamm erweist sich als nahezu idealer Rohstoff für die Elektrometallurgie. Es enthält wenige schädliche Verunreinigungen und schmilzt gut.

Also wieder ein zweistufiger Prozess! Aber das ist ein anderer Weg. Der Vorteil des Direktreduktionssystems - des Elektroofens - sind seine geringen Kosten. Direktreduktionsanlagen sind viel billiger und verbrauchen weniger Energie als Hochöfen. Eine solche Hochofen-Stahlerzeugungstechnologie wurde in das Projekt des elektrometallurgischen Werks Oskol aufgenommen.

In unserem Land wird in der Nähe von Stary Oskol ein großes Hüttenwerk gebaut, das genau nach diesem Schema arbeiten wird. Die erste Phase wurde bereits in Betrieb genommen. Beachten Sie, dass das direkte Umschmelzen nicht die einzige Möglichkeit ist, Eisenschwamm in der Eisenmetallurgie zu verwenden. Es kann auch als Schrottersatz in Herdöfen, Konvertern und Elektrolichtbogenöfen eingesetzt werden.

Die Methode des Umschmelzens von Eisenschwamm in Elektroöfen breitet sich auch im Ausland schnell aus, insbesondere in Ländern mit großen Öl- und Erdgasreserven, dh in Lateinamerika und im Nahen Osten. Allerdings gibt es schon aufgrund dieser Überlegungen (Verfügbarkeit von Erdgas) noch keinen Grund zu der Annahme, dass das neue Verfahren das traditionelle zweistufige Verfahren – Hochofen – Stahlwerk – jemals vollständig ersetzen wird.

Die Zukunft des Eisens

Die Eisenzeit geht weiter. Etwa 90 % aller von der Menschheit verwendeten Metalle und Legierungen sind Eisenbasislegierungen. Eisen wird weltweit etwa 50-mal häufiger verhüttet als Aluminium, ganz zu schweigen von anderen Metallen. Kunststoffe? Aber in unserer Zeit spielen sie meistens eine eigenständige Rolle in verschiedenen Designs, und wenn sie traditionell versuchen, sie in den Rang eines „unentbehrlichen Ersatzes“ einzuführen, dann ersetzen sie häufiger Nichteisenmetalle, nicht eisenhaltige. Nur wenige Prozent der Kunststoffe, die wir verbrauchen, ersetzen Stahl.

Eisenbasierte Legierungen sind universell, technologisch fortschrittlich, verfügbar und in großen Mengen billig. Auch die Rohstoffbasis dieses Metalls gibt keinen Anlass zur Sorge: Bereits erkundete Vorräte an Eisenerz würden für mindestens zwei Jahrhunderte ausreichen. Eisen ist seit langem die Grundlage der Zivilisation.

Eisen ist ein Element einer sekundären Untergruppe der achten Gruppe der vierten Periode des Periodensystems der chemischen Elemente von D. I. Mendeleev mit der Ordnungszahl 26. Es wird mit dem Symbol Fe (lat. Ferrum) bezeichnet. Eines der häufigsten Metalle in der Erdkruste (an zweiter Stelle nach Aluminium). Metall mit mittlerer Aktivität, Reduktionsmittel.

Hauptoxidationszustände - +2, +3

Der einfache Stoff Eisen ist ein formbares silberweißes Metall mit hoher chemischer Reaktivität: Eisen korrodiert bei hohen Temperaturen oder hoher Luftfeuchtigkeit schnell. In reinem Sauerstoff brennt Eisen und in fein verteiltem Zustand entzündet es sich spontan an der Luft.

Chemische Eigenschaften einer einfachen Substanz - Eisen:

Rosten und Brennen in Sauerstoff

1) An der Luft oxidiert Eisen leicht in Gegenwart von Feuchtigkeit (Rosten):

4Fe + 3O 2 + 6H 2 O → 4Fe(OH) 3

Ein erhitzter Eisendraht verbrennt in Sauerstoff und bildet Zunder - Eisenoxid (II, III):

3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4

3Fe + 2O 2 → (Fe II Fe 2 III) O 4 (160 ° C)

2) Bei hohen Temperaturen (700–900 °C) reagiert Eisen mit Wasserdampf:

3Fe + 4H 2 O - t ° → Fe 3 O 4 + 4H 2

3) Eisen reagiert beim Erhitzen mit Nichtmetallen:

2Fe+3Cl 2 →2FeCl 3 (200 °С)

Fe + S – t° → FeS (600 °С)

Fe + 2S → Fe +2 (S 2 -1) (700 ° C)

4) In einer Reihe von Spannungen ist es links von Wasserstoff, reagiert mit verdünnten Säuren Hcl und H 2 SO 4 , wobei Eisen(II)-Salze gebildet werden und Wasserstoff freigesetzt wird:

Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 (Reaktionen werden ohne Luftzutritt durchgeführt, ansonsten wird Fe +2 durch Sauerstoff allmählich in Fe +3 umgewandelt)

Fe + H 2 SO 4 (diff.) → FeSO 4 + H 2

In konzentrierten oxidierenden Säuren löst sich Eisen nur beim Erhitzen auf, es geht sofort in das Fe 3+ -Kation über:

2Fe + 6H 2 SO 4 (konz.) – t° → Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Fe + 6HNO 3 (konz.) – t° → Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

(in der Kälte konzentrierte Salpeter- und Schwefelsäure passivieren

Ein in eine bläuliche Kupfersulfatlösung getauchter Eisennagel wird nach und nach mit einem Überzug aus rotmetallischem Kupfer überzogen.

5) Eisen verdrängt Metalle rechts davon in Lösungen ihrer Salze.

Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu

Die Amphoterität von Eisen zeigt sich nur in konzentrierten Alkalien beim Kochen:

Fe + 2NaOH (50%) + 2H 2 O \u003d Na 2 ↓ + H 2

und ein Niederschlag von Natriumtetrahydroxoferrat(II) wird gebildet.

Technisches Bügeleisen- Legierungen von Eisen mit Kohlenstoff: Gusseisen enthält 2,06-6,67 % C, Stahl 0,02-2,06% C, andere natürliche Verunreinigungen (S, P, Si) und künstlich eingebrachte Spezialzusätze (Mn, Ni, Cr) sind oft vorhanden, was Eisenlegierungen technisch nützliche Eigenschaften verleiht - Härte, Wärme- und Korrosionsbeständigkeit, Formbarkeit usw . .

Hochofen-Eisen-Produktionsprozess

Der Hochofenprozess der Eisenerzeugung besteht aus folgenden Phasen:

a) Aufbereitung (Rösten) von Sulfid- und Karbonaterzen - Umwandlung in Oxiderz:

FeS 2 → Fe 2 O 3 (O 2, 800 ° C, -SO 2) FeCO 3 → Fe 2 O 3 (O 2, 500-600 ° C, -CO 2)

b) Verbrennen von Koks mit Heißwind:

C (Koks) + O 2 (Luft) → CO 2 (600–700 °C) CO 2 + C (Koks) ⇌ 2CO (700–1000 °C)

c) Reduktion von oxidischem Erz mit Kohlenmonoxid CO nacheinander:

Fe2O3 →(CO)(Fe II Fe 2 III) O 4 →(CO) FeO →(CO) Fe

d) Aufkohlung von Eisen (bis 6,67 % C) und Schmelzen von Gusseisen:

Fe (t ) →(C(Koks)900-1200°С) Fe (g) (Gusseisen, tpl 1145°C)

In Gusseisen liegen Zementit Fe 2 C und Graphit immer in Form von Körnern vor.

Stahlproduktion

Die Umverteilung von Gusseisen in Stahl erfolgt in speziellen Öfen (Konverter, Herd, Elektro), die sich in der Art der Erwärmung unterscheiden; Prozesstemperatur 1700-2000 °C. Das Einblasen von mit Sauerstoff angereicherter Luft verbrennt überschüssigen Kohlenstoff aus Gusseisen sowie Schwefel, Phosphor und Silizium in Form von Oxiden. In diesem Fall werden Oxide entweder in Form von Abgasen (CO 2, SO 2) aufgefangen oder in eine leicht trennbare Schlacke gebunden - eine Mischung aus Ca 3 (PO 4) 2 und CaSiO 3. Um Spezialstähle zu erhalten, werden Legierungszusätze anderer Metalle in den Ofen eingebracht.

Erhalt reines Eisen in der Industrie - Elektrolyse einer Lösung von Eisensalzen, zum Beispiel:

FeCl 2 → Fe↓ + Cl 2 (90°C) (Elektrolyse)

(es gibt andere spezielle Methoden, einschließlich der Reduktion von Eisenoxiden mit Wasserstoff).

Reines Eisen wird bei der Herstellung von Speziallegierungen verwendet, bei der Herstellung von Kernen von Elektromagneten und Transformatoren, Gusseisen wird bei der Herstellung von Gussteilen und Stahl verwendet, Stahl wird als Konstruktions- und Werkzeugwerkstoff verwendet, einschließlich Verschleiß-, Hitze- und Korrosionsschutz -resistente Materialien.

Eisen(II)-oxid F EO . Amphoteres Oxid mit starker Dominanz basischer Eigenschaften. Schwarz, hat eine ionische Struktur von Fe 2+ O 2-. Beim Erhitzen zersetzt es sich zunächst und bildet sich dann neu. Es entsteht nicht bei der Verbrennung von Eisen in Luft. Reagiert nicht mit Wasser. Durch Säuren zersetzt, mit Laugen geschmolzen. Oxidiert langsam an feuchter Luft. Zurückgewonnen durch Wasserstoff, Koks. Beteiligt sich am Hochofenprozess der Eisenverhüttung. Es wird als Bestandteil von Keramik- und Mineralfarben verwendet. Gleichungen der wichtigsten Reaktionen:

4FeO ⇌ (Fe II Fe 2 III) + Fe (560-700 ° C, 900-1000 ° C)

FeO + 2HC1 (razb.) \u003d FeC1 2 + H 2 O

FeO + 4HNO 3 (konz.) \u003d Fe (NO 3) 3 + NO 2 + 2H 2 O

FeO + 4NaOH \u003d 2H 2 O + Neine 4FeÖ3 (rot.) Trioxoferrat(II)(400-500 °С)

FeO + H 2 \u003d H 2 O + Fe (hochrein) (350 ° C)

FeO + C (Koks) \u003d Fe + CO (über 1000 ° C)

FeO + CO \u003d Fe + CO 2 (900 ° C)

4FeO + 2H 2 O (Feuchtigkeit) + O 2 (Luft) → 4FeO (OH) (t)

6FeO + O 2 \u003d 2 (Fe II Fe 2 III) O 4 (300-500 ° C)

Erhalt in Labore: Thermische Zersetzung von Eisen(II)-Verbindungen ohne Luftzutritt:

Fe (OH) 2 \u003d FeO + H 2 O (150-200 ° C)

FeSOz \u003d FeO + CO 2 (490-550 ° C)

Dieisenoxid (III) - Eisen ( II ) ( Fe II Fe 2 III) O 4 . Doppeloxid. Schwarz, hat die Ionenstruktur von Fe 2+ (Fe 3+) 2 (O 2-) 4. Thermisch stabil bis zu hohen Temperaturen. Reagiert nicht mit Wasser. Zersetzt durch Säuren. Es wird durch Wasserstoff, glühendes Eisen reduziert. Beteiligt sich am Hochofenprozess der Eisenproduktion. Es wird als Bestandteil von Mineralfarben ( Eisenminimum), Keramik, farbiger Zement. Das Produkt einer speziellen Oxidation der Oberfläche von Stahlprodukten ( Schwärzung, Blaufärbung). Die Zusammensetzung entspricht braunem Rost und dunklem Zunder auf Eisen. Die Verwendung der Fe 3 O 4 -Formel wird nicht empfohlen. Gleichungen der wichtigsten Reaktionen:

2 (Fe II Fe 2 III) O 4 \u003d 6FeO + O 2 (über 1538 ° C)

(Fe II Fe 2 III) O 4 + 8HC1 (razb.) \u003d FeC1 2 + 2FeC1 3 + 4H 2 O

(Fe II Fe 2 III) O 4 + 10HNO 3 (konz.) \u003d 3 Fe (NO 3) 3 + NO 2 + 5H 2 O

(Fe II Fe 2 III) O 4 + O 2 (Luft) \u003d 6Fe 2 O 3 (450-600 ° C)

(Fe II Fe 2 III) O 4 + 4H 2 \u003d 4H 2 O + 3Fe (hochrein, 1000 ° C)

(Fe II Fe 2 III) O 4 + CO \u003d 3 FeO + CO 2 (500-800 ° C)

(Fe II Fe 2 III) O4 + Fe ⇌4 FeO (900-1000 ° C, 560-700 ° C)

Erhalt: Verbrennung von Eisen (siehe) in Luft.

Magnetit.

Eisen(III)-oxid F e 2 O 3 . Amphoteres Oxid mit überwiegend basischen Eigenschaften. Rotbraun, hat eine ionische Struktur (Fe 3+) 2 (O 2-) 3. Thermisch stabil bis zu hohen Temperaturen. Es entsteht nicht bei der Verbrennung von Eisen in Luft. Reagiert nicht mit Wasser, aus der Lösung fällt ein braunes amorphes Hydrat Fe 2 O 3 nH 2 O aus.Reagiert langsam mit Säuren und Laugen. Es wird durch Kohlenmonoxid, geschmolzenes Eisen reduziert. Legiert mit Oxiden anderer Metalle und bildet Doppeloxide - Spinelle(technische Produkte heißen Ferrite). Es wird als Rohstoff bei der Eisenverhüttung im Hochofenprozess, als Katalysator bei der Herstellung von Ammoniak, als Bestandteil von Keramiken, farbigen Zementen und Mineralfarben, beim Thermitschweißen von Stahlkonstruktionen, als Ton- und Bildträger verwendet auf Magnetbändern, als Poliermittel für Stahl und Glas.

Gleichungen der wichtigsten Reaktionen:

6Fe 2 O 3 \u003d 4 (Fe II Fe 2 III) O 4 + O 2 (1200-1300 ° C)

Fe 2 O 3 + 6HC1 (razb.) → 2FeC1 3 + ZH 2 O (t) (600°C, p)

Fe 2 O 3 + 2 NaOH (konz.) → H 2 O+ 2 NaFeÖ 2 (rot)Dioxoferrat(III)

Fe 2 O 3 + MO \u003d (M II Fe 2 II I) O 4 (M \u003d Cu, Mn, Fe, Ni, Zn)

Fe 2 O 3 + ZN 2 \u003d ZN 2 O + 2Fe (hochrein, 1050-1100 ° C)

Fe 2 O 3 + Fe \u003d ZFeO (900 ° C)

3Fe 2 O 3 + CO \u003d 2 (Fe II Fe 2 III) O 4 + CO 2 (400-600 ° C)

Erhalt im Labor - Thermische Zersetzung von Eisen(III)-Salzen an Luft:

Fe 2 (SO 4) 3 \u003d Fe 2 O 3 + 3SO 3 (500-700 ° C)

4 (Fe (NO 3) 3 9 H 2 O) \u003d 2 Fe a O 3 + 12NO 2 + 3O 2 + 36H 2 O (600-700 ° C)

In der Natur - Eisenoxiderze Hematit Fe 2 O 3 und Limonit Fe 2 O 3 nH 2 O

Eisen(II)hydroxid F e(OH) 2 . Amphoteres Hydroxid mit überwiegend basischen Eigenschaften. Weiße (manchmal grünstichige) Fe-OH-Bindungen sind überwiegend kovalent. Thermisch instabil. Oxidiert leicht an der Luft, besonders wenn es nass ist (verdunkelt sich). Unlöslich in Wasser. Reagiert mit verdünnten Säuren, konzentrierten Laugen. Typisch Restaurator. Ein Zwischenprodukt beim Rosten von Eisen. Es wird bei der Herstellung der aktiven Masse von Eisen-Nickel-Batterien verwendet.

Gleichungen der wichtigsten Reaktionen:

Fe (OH) 2 \u003d FeO + H 2 O (150-200 ° C, in atm. N 2)

Fe (OH) 2 + 2HC1 (razb.) \u003d FeC1 2 + 2H 2 O

Fe (OH) 2 + 2NaOH (> 50%) \u003d Na 2 ↓ (blaugrün) (kochend)

4Fe(OH) 2 (Suspension) + O 2 (Luft) → 4FeO(OH)↓ + 2H 2 O (t)

2Fe (OH) 2 (Suspension) + H 2 O 2 (razb.) \u003d 2FeO (OH) ↓ + 2H 2 O

Fe (OH) 2 + KNO 3 (konz.) \u003d FeO (OH) ↓ + NO + KOH (60 ° C)

Erhalt: Fällung aus Lösung mit Alkalien oder Ammoniakhydrat in einer inerten Atmosphäre:

Fe 2+ + 2OH (razb.) = Fe(OH) 2 ↓

Fe 2+ + 2 (NH 3 H 2 O) = Fe(OH) 2 ↓+ 2NH4

Eisenmetahydroxid F eO(OH). Amphoteres Hydroxid mit überwiegend basischen Eigenschaften. Hellbraun, Fe-O- und Fe-OH-Bindungen sind überwiegend kovalent. Beim Erhitzen zersetzt es sich ohne zu schmelzen. Unlöslich in Wasser. Es fällt aus der Lösung in Form eines braunen amorphen Polyhydrats Fe 2 O 3 nH 2 O aus, das sich, wenn es unter einer verdünnten alkalischen Lösung gehalten oder getrocknet wird, in FeO (OH) umwandelt. Reagiert mit Säuren, festen Laugen. Schwaches Oxidations- und Reduktionsmittel. Gesintert mit Fe(OH) 2 . Ein Zwischenprodukt beim Rosten von Eisen. Es wird als Basis für gelbe Mineralfarben und Lacke, als Abgasabsorber, als Katalysator in der organischen Synthese verwendet.

Verbindungszusammensetzung Fe(OH) 3 ist nicht bekannt (nicht erhalten).

Gleichungen der wichtigsten Reaktionen:

Fe203. nH 2 O→( 200-250 °С, —H 2 Ö) FeO(OH)→( 560-700°C an Luft, -H2O)→Fe 2 O 3

FeO (OH) + ZNS1 (razb.) \u003d FeC1 3 + 2H 2 O

FeO(OH)→ Fe 2 Ö 3 . nH 2 Ö-Kolloid(NaOH (konz.))

FeO(OH)→ Neine 3 [Fe(OH) 6 ]Weiß, Na 5 bzw. K 4; in beiden Fällen fällt ein blaues Produkt gleicher Zusammensetzung und Struktur, KFe III, aus. Im Labor wird dieser Niederschlag genannt Preußischblau, oder turnbull blau:

Fe 2+ + K + + 3– = KFe III ↓

Fe 3+ + K + + 4– = KFe III ↓

Chemische Namen der Ausgangsreagenzien und Reaktionsprodukte:

K 3 Fe III - Kaliumhexacyanoferrat (III)

K 4 Fe III - Kaliumhexacyanoferrat (II)

KFe III - Hexacyanoferrat (II) Eisen (III) Kalium

Außerdem ist das Thiocyanat-Ion NCS - ein gutes Reagenz für Fe 3+ -Ionen, Eisen (III) verbindet sich damit und es erscheint eine hellrote ("blutige") Farbe:

Fe 3+ + 6NCS - = 3-

Mit diesem Reagenz (zum Beispiel in Form von KNCS-Salz) lassen sich sogar Spuren von Eisen(III) im Leitungswasser nachweisen, wenn es von innen durch rostige Eisenrohre läuft.

Geschichte

Eisen als Instrumentenmaterial ist seit der Antike bekannt. Die ältesten bei archäologischen Ausgrabungen gefundenen Eisenprodukte stammen aus dem 4. Jahrtausend v. e. und gehören zu den alten sumerischen und alten ägyptischen Zivilisationen. Diese bestehen aus meteorischem Eisen, also einer Legierung aus Eisen und Nickel (der Gehalt an letzterem reicht von 5 bis 30%), Schmuck aus ägyptischen Gräbern (um 3800 v. Chr.) Und einem Dolch aus der sumerischen Stadt Ur (um 3800 v 3100 v. Chr.) e.). Anscheinend stammt einer der Namen von Eisen im Griechischen und Lateinischen vom himmlischen Ursprung des meteorischen Eisens: „sider“ (was „sternenklar“ bedeutet).

Produkte aus durch Verhüttung gewonnenem Eisen sind seit der Zeit der Ansiedlung der arischen Stämme von Europa bis nach Asien, auf die Mittelmeerinseln und darüber hinaus (Ende des 4. und 3. Jahrtausends v. Chr.) bekannt. Die ältesten bekannten Eisenwerkzeuge sind Stahlklingen, die im Mauerwerk der Cheopspyramide in Ägypten (erbaut um 2530 v. Chr.) gefunden wurden. Wie Ausgrabungen in der Nubischen Wüste gezeigt haben, versuchten schon damals die Ägypter, das abgebaute Gold von schwerem Magnetit-Sand, kalziniertem Erz mit Kleie und ähnlichen kohlenstoffhaltigen Stoffen zu trennen. Als Ergebnis schwamm eine Schicht aus teigigem Eisen auf der Oberfläche der Goldschmelze, die separat verarbeitet wurde. Aus diesem Eisen wurden Werkzeuge geschmiedet, unter anderem solche, die in der Cheops-Pyramide gefunden wurden. Nach dem Enkel von Cheops Menkaur (2471-2465 v. Chr.) kam es jedoch zu Unruhen in Ägypten: Der Adel, angeführt von den Priestern des Gottes Ra, stürzte die herrschende Dynastie, und ein Sprung von Usurpatoren begann, der mit der Thronbesteigung endete Pharao der nächsten Dynastie, Userkar, den die Priester zum Sohn und zur Inkarnation des Gottes Ra selbst erklärten (seitdem ist dies der offizielle Status der Pharaonen). Während dieser Turbulenzen verfiel das kulturelle und technische Wissen der Ägypter, und ebenso wie die Baukunst der Pyramiden abnahm, ging die Technologie der Eisenproduktion verloren, so dass später die Sinai-Halbinsel auf der Suche nach Kupfer erobert wurde Erz, achteten die Ägypter dort nicht auf Eisenerzvorkommen, sondern erhielten Eisen von benachbarten Hethitern und Mitanniern.

Die erste beherrschte die Herstellung von Eisen Hatt, darauf weist die älteste (2. Jahrtausend v. Chr.) Erwähnung von Eisen in den Texten der Hethiter hin, die ihr Reich auf dem Gebiet der Hatt (heutiges Anatolien in der Türkei) gründeten. So heißt es im Text des hethitischen Königs Anitta (um 1800 v. Chr.):

Als ich auf eine Kampagne in die Stadt Puruskhanda ging, kam ein Mann aus der Stadt Puruskhanda, um sich vor mir zu verneigen (...?) und er überreichte mir als Zeichen der Demut 1 eisernen Thron und 1 eisernes Zepter (?). (?) ...

(Quelle: Giorgadze G. G.// Bulletin der alten Geschichte. 1965. Nr. 4.)

In der Antike galten Khalibs als Meister der Eisenprodukte. Die Legende der Argonauten (ihr Feldzug nach Kolchis fand etwa 50 Jahre vor dem Trojanischen Krieg statt) erzählt, dass der König von Kolchis, Eet, Jason einen eisernen Pflug gab, um das Feld von Ares zu pflügen, und beschreibt seine Untertanen, die Haliber:

Sie pflügen nicht das Land, pflanzen keine Obstbäume, lassen keine Herden auf saftigen Wiesen weiden; Sie fördern Erz und Eisen aus dem unbebauten Land und tauschen Lebensmittel gegen sie ein. Der Tag beginnt für sie nicht ohne harte Arbeit, sie verbringen den ganzen Tag in der Dunkelheit der Nacht und im dicken Rauch ...

Aristoteles beschrieb ihre Methode zur Gewinnung von Stahl: „Die Khalibs wuschen den Flusssand ihres Landes mehrmals – wodurch schwarzes Konzentrat (eine schwere Fraktion, die hauptsächlich aus Magnetit und Hämatit besteht) abgetrennt und in Öfen geschmolzen wurde; das so erhaltene Metall hatte eine silbrige Farbe und war rostfrei.“

Als Rohstoffe für die Stahlschmelze wurden Magnetitsande verwendet, die häufig entlang der gesamten Küste des Schwarzen Meeres zu finden sind: Diese Magnetitsande bestehen aus einer Mischung feiner Körner von Magnetit, Titan-Magnetit oder Ilmenit und Bruchstücken anderer Gesteine, so dass der von den Khalibs geschmolzene Stahl legiert war und hervorragende Eigenschaften hatte. Solch eine eigentümliche Art der Eisengewinnung legt nahe, dass die Khalibs Eisen nur als technologisches Material verbreiteten, aber ihre Methode konnte kein Verfahren für die weit verbreitete industrielle Produktion von Eisenprodukten sein. Ihre Produktion diente jedoch als Anstoß für die Weiterentwicklung der Eisenmetallurgie.

In der tiefsten Antike wurde Eisen mehr geschätzt als Gold, und nach der Beschreibung von Strabo gaben afrikanische Stämme 10 Pfund Gold für 1 Pfund Eisen und nach den Studien des Historikers G. Areshyan die Kosten für Kupfer, Silber, Gold und Eisen stand bei den alten Hethitern im Verhältnis 1: 160 : 1280 : 6400. Damals wurde Eisen als Schmuckmetall verwendet, Throne und andere Insignien königlicher Macht wurden daraus gefertigt: z Im biblischen Buch Deuteronomium 3.11 wird ein „Eisernes Bett“ des Rephaim-Königs Og beschrieben.

Im Grab von Tutanchamun (um 1350 v. Chr.) wurde ein Dolch aus Eisen in einem Goldrahmen gefunden - möglicherweise ein Geschenk der Hethiter für diplomatische Zwecke. Aber die Hethiter strebten keine weite Verbreitung des Eisens und seiner Technologien an, was auch aus der uns überlieferten Korrespondenz des ägyptischen Pharaos Tutanchamun und seines Schwiegervaters Hattusil, dem König der Hethiter, hervorgeht. Der Pharao bittet darum, mehr Eisen zu schicken, und der König der Hethiter antwortet ausweichend, dass die Eisenvorräte aufgebraucht seien und die Schmiede mit landwirtschaftlichen Arbeiten beschäftigt seien, er also die Bitte des königlichen Schwiegersohns nicht erfüllen könne, und schicke nur ein Dolch aus „gutem Eisen“ (also Stahl). Wie Sie sehen können, versuchten die Hethiter, ihr Wissen zu nutzen, um militärische Vorteile zu erlangen, und gaben anderen nicht die Möglichkeit, sie einzuholen. Offenbar verbreiteten sich Eisenprodukte also erst nach dem Trojanischen Krieg und dem Untergang der Hethiter, als dank der Handelstätigkeit der Griechen die Eisentechnik vielen bekannt wurde und neue Eisenvorkommen und Minen entdeckt wurden. So wurde die Bronzezeit durch die Eisenzeit ersetzt.

Obwohl während des Trojanischen Krieges (ca. 1250 v. Chr.) Waffen hauptsächlich aus Kupfer und Bronze bestanden, war Eisen nach den Beschreibungen Homers bereits bekannt und sehr gefragt, wenn auch eher als Edelmetall. Zum Beispiel sagt Homer im 23. Lied der Ilias, dass Achilles den Gewinner eines Diskuswurfwettbewerbs mit einer eisernen Schreischeibe belohnte. Die Achäer förderten dieses Eisen bei den Trojanern und Nachbarvölkern (Ilias 7.473), unter anderem bei den Khalibs, die auf Seiten der Trojaner kämpften:

„Andere Männer der Achäer kauften Wein mit mir,
Die für Ringkupfer, für Grauguss geändert,
Die für Ochsenhäute oder hochgehörnte Ochsen,
Die für ihre Gefangenen. Und ein fröhliches Festmahl ist vorbereitet ... "

Vielleicht war Eisen einer der Gründe, der die achäischen Griechen dazu veranlasste, nach Kleinasien zu ziehen, wo sie die Geheimnisse seiner Herstellung erfuhren. Und Ausgrabungen in Athen zeigten das schon um 1100 v. e. und später waren Eisenschwerter, Speere, Äxte und sogar Eisennägel bereits weit verbreitet. Das biblische Buch Josua 17:16 (vgl. Richter 14:4) beschreibt, dass die Philister (die biblischen „PILISTIM“, und dies waren proto-griechische Stämme, die mit den späteren Hellenen, hauptsächlich Pelasgern, verwandt waren) viele eiserne Streitwagen hatten, das heißt , in diesem Eisen ist bereits in großen Mengen weit verbreitet.

Homer in der Ilias und der Odyssee nennt Eisen "ein hartes Metall" und beschreibt das Härten von Werkzeugen:

„Ein schneller Fälscher, der eine Axt oder eine Axt gemacht hat,
Metall ins Wasser geben und es so erhitzen, dass es sich verdoppelt
Er hatte eine Festung, tauchte ein ... "

Homer nennt Eisen schwierig, denn in der Antike war die Hauptmethode seiner Gewinnung das Rohblasverfahren: In speziellen Öfen (Schmieden - vom alten "Horn" - ein Horn, eine Pfeife, ursprünglich war es nur ein Rohr, das in den Boden gegraben wurde, normalerweise horizontal in den Hang einer Schlucht). Im Herd werden Eisenoxide durch heiße Kohle zu Metall reduziert, die Sauerstoff entzieht und zu Kohlenmonoxid oxidiert, und als Ergebnis einer solchen Kalzinierung von Erz mit Kohle wurde teigiges (schwammiges) Eisen erhalten. Kritsu wurde durch Schmieden von Schlacke gereinigt, wobei Verunreinigungen mit starken Hammerschlägen herausgepresst wurden. Die ersten Herde hatten eine relativ niedrige Temperatur – deutlich niedriger als der Schmelzpunkt von Gusseisen, sodass sich herausstellte, dass das Eisen relativ kohlenstoffarm war. Um starken Stahl zu erhalten, war es notwendig, den Eisenbarren viele Male mit Kohle zu kalzinieren und zu schmieden, während die Oberflächenschicht des Metalls zusätzlich mit Kohlenstoff gesättigt und gehärtet wurde. So erhielt man „gutes Eisen“ – und obwohl es viel Arbeit erforderte, waren die so gewonnenen Produkte deutlich fester und härter als die aus Bronze.

Später lernten sie, wie man effizientere Öfen (auf Russisch - Hochofen, domnitsa) für die Stahlproduktion herstellt, und verwendeten Pelze, um den Ofen mit Luft zu versorgen. Bereits die Römer konnten die Temperatur im Ofen auf das Schmelzen von Stahl bringen (ca. 1400 Grad, und reines Eisen schmilzt bei 1535 Grad). Dabei entsteht Gusseisen mit einem Schmelzpunkt von 1100-1200 Grad, das im festen Zustand sehr spröde ist (nicht einmal schmiedefähig) und nicht die Elastizität von Stahl aufweist. Es wurde ursprünglich als schädliches Nebenprodukt angesehen. Roheisen, auf Russisch, Roheisen, Barren, woher eigentlich das Wort Gusseisen kommt), aber dann stellte sich heraus, dass Gusseisen beim Umschmelzen in einem Ofen mit erhöhtem Luftstrom als Überschuss zu Stahl von guter Qualität wird Kohlenstoff brennt aus. Ein solches zweistufiges Verfahren zur Herstellung von Stahl aus Gusseisen erwies sich als einfacher und rentabler als Bloomery, und dieses Prinzip wird seit vielen Jahrhunderten ohne große Änderungen angewendet und ist bis heute das Hauptverfahren zur Herstellung von Eisen geblieben Materialien.

Literaturverzeichnis: Karl Buck. Reichtum des Erdinneren. M.: Progress, 1986, S. 244, Kapitel „Eisen“

Herkunft des Namens

Es gibt mehrere Versionen des Ursprungs des slawischen Wortes "Eisen" (belarussisches Zhalez, ukrainisches Zalizo, altslawisches. Eisen, Ausbuchtung. Eisen, Serbohorv. zhezo, polnisch. Zelazo, Tschechisch železo, slowenisch Zelezo).

Eine der Etymologien verbindet Praslav. *ZelEzo mit dem griechischen Wort χαλκός , was nach einer anderen Version Eisen und Kupfer bedeutete *ZelEzo Wörtern ähnlich *Zely"Schildkröte" und *Auge„Felsen“, mit dem allgemeinen Seme „Stein“. Die dritte Version suggeriert eine alte Anleihe aus einer unbekannten Sprache.

Die germanischen Sprachen entlehnten den Namen Eisen (gotisch. Eisarn, Englisch Eisen, Deutsch Eisen, Niederl. ijzer, dat. jern, schwed Jarn) von Celtic.

Prakeltisches Wort *isarno-(> OE iarn, OE Bret hoiarn), geht wahrscheinlich auf Proto-IE zurück. *h 1 esh 2 r-nein- „blutig“ mit der semantischen Weiterentwicklung „blutig“ > „rot“ > „Eisen“. Nach einer anderen Hypothese geht dieses Wort auf pra-d.h. *(H)ish 2ro- „stark, heilig, übernatürliche Kräfte besitzend“ .

altgriechisches Wort σίδηρος , wurde möglicherweise aus derselben Quelle entlehnt wie die slawischen, germanischen und baltischen Wörter für Silber.

Der Name des natürlichen Eisenkarbonats (Siderit) kommt von lat. Sidereus- Stern; Tatsächlich war das erste Eisen, das in die Hände der Menschen fiel, meteorischen Ursprungs. Vielleicht ist diese Koinzidenz kein Zufall. Insbesondere das altgriechische Wort Sideros (σίδηρος) für Eisen und Latein Seite, was "Stern" bedeutet, haben wahrscheinlich einen gemeinsamen Ursprung.

Isotope

Natürliches Eisen besteht aus vier stabilen Isotopen: 54 Fe (Isotopenhäufigkeit 5,845 %), 56 Fe (91,754 %), 57 Fe (2,119 %) und 58 Fe (0,282 %). Es sind auch mehr als 20 instabile Eisenisotope mit Massenzahlen von 45 bis 72 bekannt, von denen die stabilsten 60 Fe (Halbwertszeit nach den im Jahr 2009 aktualisierten Daten 2,6 Millionen Jahre), 55 Fe (2,737 Jahre), 59 sind Fe (44,495 Tage) und 52 Fe (8,275 Stunden); die restlichen Isotope haben Halbwertszeiten von weniger als 10 Minuten.

Das Eisenisotop 56 Fe gehört zu den stabilsten Kernen: Alle folgenden Elemente können durch Zerfall die Bindungsenergie pro Nukleon verringern, und alle vorherigen Elemente könnten im Prinzip durch Fusion die Bindungsenergie pro Nukleon verringern. Es wird angenommen, dass eine Reihe von Synthesen von Elementen in den Kernen normaler Sterne mit Eisen endet (siehe Eisenstern) und alle nachfolgenden Elemente nur als Ergebnis von Supernova-Explosionen gebildet werden können.

Geochemie des Eisens

Hydrothermalquelle mit eisenhaltigem Wasser. Eisenoxide färben Wasser braun

Eisen ist eines der häufigsten Elemente im Sonnensystem, insbesondere auf den terrestrischen Planeten, insbesondere auf der Erde. Ein erheblicher Teil des Eisens der terrestrischen Planeten befindet sich in den Kernen der Planeten, wo sein Gehalt auf etwa 90% geschätzt wird. Der Eisengehalt in der Erdkruste beträgt 5 % und im Erdmantel etwa 12 %. Von den Metallen ist Eisen in Bezug auf die Häufigkeit in der Kruste nach Aluminium an zweiter Stelle. Gleichzeitig befinden sich etwa 86 % des gesamten Eisens im Kern und 14 % im Mantel. Der Gehalt an Eisen steigt in den magmatischen Gesteinen der Grundzusammensetzung signifikant an, wo es mit Pyroxen, Amphibol, Olivin und Biotit assoziiert ist. In industriellen Konzentrationen reichert sich Eisen bei fast allen exogenen und endogenen Prozessen an, die in der Erdkruste ablaufen. Im Meerwasser ist Eisen in sehr geringen Mengen von 0,002-0,02 mg/l enthalten. In Flusswasser ist es etwas höher - 2 mg / l.

Geochemische Eigenschaften von Eisen

Das wichtigste geochemische Merkmal von Eisen ist das Vorhandensein mehrerer Oxidationsstufen. Eisen in neutraler Form – metallisch – bildet den Kern der Erde, möglicherweise im Mantel vorhanden und sehr selten in der Erdkruste zu finden. Eisenhaltiges Eisen FeO ist die Haupteisenform im Mantel und in der Erdkruste. Oxideisen Fe 2 O 3 ist charakteristisch für die obersten, am stärksten oxidierten Teile der Erdkruste, insbesondere Sedimentgesteine.

Hinsichtlich der kristallchemischen Eigenschaften steht das Fe 2+ -Ion den Mg 2+ - und Ca 2+ -Ionen nahe, anderen Hauptelementen, die einen bedeutenden Teil aller terrestrischen Gesteine ​​ausmachen. Aufgrund der kristallchemischen Ähnlichkeit ersetzt Eisen in vielen Silikaten Magnesium und teilweise Calcium. Der Gehalt an Eisen in Mineralien variabler Zusammensetzung nimmt normalerweise mit abnehmender Temperatur zu.

Eisenmineralien

Es ist eine große Zahl eisenhaltiger Erze und Mineralien bekannt. Von größter praktischer Bedeutung sind rotes Eisenerz (Hämatit, Fe 2 O 3; enthält bis zu 70 % Fe), magnetisches Eisenerz (Magnetit, FeFe 2 O 4, Fe 3 O 4; enthält 72,4 % Fe), braunes Eisenerz oder Limonit (Goethit und Hydrogoethit, FeOOH bzw. FeOOH nH 2 O). Goethit und Hydrogoethit kommen am häufigsten in Verwitterungskrusten vor und bilden die sogenannten "Eisenhüte", deren Dicke mehrere hundert Meter erreicht. Sie können auch sedimentären Ursprungs sein und aus kolloidalen Lösungen in Seen oder Küstengebieten der Meere ausfallen. In diesem Fall werden oolithische oder Leguminosen-Eisenerze gebildet. Vivianit Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O wird häufig in ihnen gefunden und bildet schwarze längliche Kristalle und radial strahlende Aggregate.

Auch Eisensulfide sind in der Natur weit verbreitet - Pyrit FeS 2 (Schwefel- oder Eisenpyrit) und Pyrrhotit. Sie sind kein Eisenerz - Pyrit wird zur Herstellung von Schwefelsäure verwendet, und Pyrrhotit enthält oft Nickel und Kobalt.

In Bezug auf die Eisenerzreserven steht Russland weltweit an erster Stelle. Der Eisengehalt im Meerwasser beträgt 1·10 –5 -1·10 –8 %.

Andere übliche Eisenmineralien sind:

• Siderit - FeCO 3 - enthält etwa 35 % Eisen. Es hat eine gelblich-weiße (mit einem grauen oder braunen Farbton im Falle einer Kontamination) Farbe. Die Dichte beträgt 3 g / cm³ und die Härte 3,5-4,5 auf der Mohs-Skala.
• Markasit - FeS 2 - enthält 46,6 % Eisen. Es kommt in Form gelber, messingartiger, bipyramidaler rhombischer Kristalle mit einer Dichte von 4,6–4,9 g/cm³ und einer Härte von 5–6 auf der Mohs-Skala vor.
• Lollingit - FeAs 2 - enthält 27,2 % Eisen und kommt in Form von silberweißen bipyramidalen rhombischen Kristallen vor. Die Dichte beträgt 7-7,4 g / cm³, die Härte 5-5,5 auf der Mohs-Skala.
• Mispikel - FeAsS - enthält 34,3 % Eisen. Es tritt in Form von weißen monoklinen Prismen mit einer Dichte von 5,6-6,2 g / cm³ und einer Härte von 5,5-6 auf der Mohs-Skala auf.
• Melanterit - FeSO 4 · 7H 2 O - ist in der Natur weniger verbreitet und ist ein grüner (oder aufgrund von Verunreinigungen grauer) monokliner Kristall mit einem glasigen Glanz, zerbrechlich. Die Dichte beträgt 1,8-1,9 g/cm³.
• Vivianit - Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O - tritt in Form von blaugrauen oder grüngrauen monoklinen Kristallen mit einer Dichte von 2,95 g / cm³ und einer Härte von 1,5-2 auf der Mohs-Skala auf.

Neben den oben genannten Eisenmineralien gibt es zum Beispiel:

Haupteinlagen

Nach Angaben des US Geological Survey (Schätzung von 2011) belaufen sich die nachgewiesenen Eisenerzreserven der Welt auf etwa 178 Milliarden Tonnen. Die wichtigsten Eisenvorkommen befinden sich in Brasilien (1. Platz), Australien, USA, Kanada, Schweden, Venezuela, Liberia, Ukraine, Frankreich, Indien. In Russland wird Eisen bei der Kursk Magnetic Anomaly (KMA), auf der Kola-Halbinsel, in Karelien und in Sibirien abgebaut. Eine bedeutende Rolle spielen in letzter Zeit ozeanische Ablagerungen, in denen Eisen zusammen mit Mangan und anderen wertvollen Metallen in Knollen gefunden wird.

Erhalt

In der Industrie wird Eisen aus Eisenerz gewonnen, hauptsächlich aus Hämatit (Fe 2 O 3) und Magnetit (FeO Fe 2 O 3).

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Eisen aus Erzen zu gewinnen. Am gebräuchlichsten ist der Domänenprozess.

Die erste Produktionsstufe ist die Reduktion von Eisen mit Kohlenstoff in einem Hochofen bei einer Temperatur von 2000 ° C. In einem Hochofen werden Kohlenstoff in Form von Koks, Eisenerz in Form von Sinter oder Pellets und Flussmittel (z. B. Kalkstein) von oben zugeführt und von unten von einem Strom eingeblasener heißer Luft getroffen.

Im Hochofen wird Kohlenstoff in Form von Koks zu Kohlenmonoxid oxidiert. Dieses Oxid entsteht bei der Verbrennung unter Sauerstoffmangel:

Kohlenmonoxid wiederum gewinnt Eisen aus dem Erz zurück. Um diese Reaktion zu beschleunigen, wird erhitztes Kohlenmonoxid durch Eisen(III)-oxid geleitet:

Calciumoxid verbindet sich mit Siliziumdioxid und bildet eine Schlacke - Calciummetasilikat:

Schlacke wird im Gegensatz zu Siliziumdioxid in einem Ofen geschmolzen. Schlacke ist leichter als Eisen und schwimmt an der Oberfläche - diese Eigenschaft ermöglicht es Ihnen, die Schlacke vom Metall zu trennen. Die Schlacke kann dann im Baugewerbe und in der Landwirtschaft verwendet werden. Im Hochofen gewonnene Eisenschmelze enthält ziemlich viel Kohlenstoff (Gusseisen). Außer in solchen Fällen, wenn Gusseisen direkt verwendet wird, muss es weiter verarbeitet werden.

Überschüssiger Kohlenstoff und andere Verunreinigungen (Schwefel, Phosphor) werden aus Gusseisen durch Oxidation in Herdöfen oder in Konvertern entfernt. Elektroöfen werden auch zum Schmelzen von legierten Stählen verwendet.

Neben dem Hochofenverfahren ist das Verfahren der direkten Eisenerzeugung üblich. Dabei wird vorgebrochenes Erz mit Spezialton zu Pellets vermischt. Die Pellets werden geröstet und in einem Schachtofen mit heißen, wasserstoffhaltigen Methanumwandlungsprodukten behandelt. Wasserstoff reduziert leicht Eisen:

,

während es keine Kontamination von Eisen mit Verunreinigungen wie Schwefel und Phosphor gibt, die übliche Verunreinigungen in Kohle sind. Eisen wird in fester Form gewonnen und dann in Elektroöfen eingeschmolzen.

Chemisch reines Eisen wird durch Elektrolyse von Lösungen seiner Salze gewonnen.

Physikalische Eigenschaften

Das Phänomen der Polymorphie ist für die Stahlmetallurgie von großer Bedeutung. Dank der α-γ-Übergänge des Kristallgitters erfolgt die Wärmebehandlung von Stahl. Ohne dieses Phänomen hätte Eisen als Basis von Stahl keine so weite Verbreitung gefunden.

Eisen ist ein mäßig feuerfestes Metall. In einer Reihe von Standardelektrodenpotentialen steht Eisen vor Wasserstoff und reagiert leicht mit verdünnten Säuren. Damit gehört Eisen zu den Metallen mittlerer Aktivität.

Der Schmelzpunkt von Eisen liegt bei 1539 °C, der Siedepunkt bei 2862 °C.

Chemische Eigenschaften

Charakteristische Oxidationsstufen

• Säure existiert nicht in ihrer freien Form – nur ihre Salze wurden gewonnen.

Für Eisen sind die Oxidationsstufen von Eisen charakteristisch - +2 und +3.

Die Oxidationsstufe +2 entspricht dem schwarzen Oxid FeO und dem grünen Hydroxid Fe(OH) 2 . Sie sind einfach. In Salzen liegt Fe(+2) als Kation vor. Fe(+2) ist ein schwaches Reduktionsmittel.

+3 Oxidationsstufen entsprechen rotbraunem Fe 2 O 3 -Oxid und braunem Fe(OH) 3 -Hydroxid. Sie sind von Natur aus amphoter, obwohl ihre sauren und basischen Eigenschaften schwach ausgeprägt sind. So werden Fe 3+ -Ionen auch im sauren Milieu vollständig hydrolysiert. Fe(OH) 3 löst sich (und auch dann nicht vollständig) nur in konzentrierten Alkalien. Fe 2 O 3 reagiert nur im geschmolzenen Zustand mit Alkalien und ergibt Ferrite (Formalsalze einer Säure, die in freier Form von Säure HFeO 2 nicht existiert):

Eisen (+3) zeigt am häufigsten schwach oxidierende Eigenschaften.

Die Oxidationsstufen +2 und +3 gehen leicht ineinander über, wenn sich die Redoxbedingungen ändern.

Außerdem gibt es Fe 3 O 4 -Oxid, dessen formaler Oxidationszustand von Eisen +8/3 ist. Dieses Oxid kann aber auch als Eisen(II)-Ferrit Fe +2 (Fe +3 O 2 ) 2 angesehen werden.

Es gibt auch eine Oxidationsstufe von +6. Das entsprechende Oxid und Hydroxid existiert nicht in freier Form, aber Salze - Ferrate (z. B. K 2 FeO 4) wurden erhalten. Eisen (+6) liegt in ihnen in Form eines Anions vor. Ferrate sind starke Oxidationsmittel.

Eigenschaften einer einfachen Substanz

Bei Lagerung an der Luft bei Temperaturen bis 200 °C überzieht sich Eisen nach und nach mit einem dichten Oxidfilm, der eine weitere Oxidation des Metalls verhindert. In feuchter Luft ist Eisen mit einer losen Rostschicht bedeckt, die den Zutritt von Sauerstoff und Feuchtigkeit zum Metall und dessen Zerstörung nicht verhindert. Rost hat keine konstante chemische Zusammensetzung, seine chemische Formel lässt sich ungefähr als Fe 2 O 3 x H 2 O schreiben.

Eisen(II)-Verbindungen

Eisenoxid (II) FeO hat basische Eigenschaften, es entspricht der Base Fe(OH) 2. Eisen(II)-Salze haben eine hellgrüne Farbe. Bei Lagerung, insbesondere an feuchter Luft, verfärben sie sich durch Oxidation zu Eisen(III) braun. Derselbe Vorgang findet bei der Lagerung von wässrigen Lösungen von Eisen(II)-Salzen statt:

Von den Eisen (II) -Salzen in wässrigen Lösungen ist Mohrs Salz stabil - doppeltes Ammonium und Eisen (II) -sulfat (NH 4) 2 Fe (SO 4) 2 6H 2 O.

Kaliumhexacyanoferrat (III) K 3 (rotes Blutsalz) kann als Reagenz für Fe 2+ -Ionen in Lösung dienen. Wenn Fe 2+ - und 3− -Ionen interagieren, fällt Turnbull-Blau aus:

Zur quantitativen Bestimmung von Eisen (II) in Lösung wird Phenanthrolin Phen verwendet, das mit Eisen (II) (Lichtabsorptionsmaximum - 520 nm) in einem weiten pH-Bereich (4-9) einen roten FePhen 3 -Komplex bildet.

Eisen(III)-Verbindungen

Eisen(III)-Verbindungen in Lösungen werden durch metallisches Eisen reduziert:

Eisen (III) kann mit einfach geladenen Kationen vom Alauntyp Doppelsulfate bilden, z. B. KFe (SO 4) 2 - Kaliumeisenalaun, (NH 4) Fe (SO 4) 2 - Eisenammoniumalaun usw.

Zum qualitativen Nachweis von Eisen(III)-Verbindungen in Lösung wird die qualitative Reaktion von Fe 3+ -Ionen mit Thiocyanat-Ionen SCN − genutzt. Wenn Fe 3+ -Ionen mit SCN − -Anionen wechselwirken, entsteht eine Mischung aus hellroten Eisenthiocyanatkomplexen 2+ , + , Fe(SCN) 3 , -. Die Zusammensetzung der Mischung (und damit die Intensität ihrer Farbe) hängt von verschiedenen Faktoren ab, daher ist diese Methode für die genaue qualitative Bestimmung von Eisen nicht anwendbar.

Ein weiteres hochwertiges Reagenz für Fe 3+ -Ionen ist Kaliumhexacyanoferrat (II) K 4 (gelbes Blutsalz). Wenn Fe 3+ - und 4− -Ionen interagieren, fällt ein hellblauer Niederschlag von Preußischblau aus:

Eisen(VI)-Verbindungen

Die oxidierenden Eigenschaften von Ferraten werden zur Desinfektion von Wasser genutzt.

Eisenverbindungen VII und VIII

Es liegen Berichte über die elektrochemische Herstellung von Eisen(VIII)-Verbindungen vor. , , , jedoch gibt es keine unabhängigen Arbeiten, die diese Ergebnisse bestätigen.

Anwendung

Eisenerz

Eisen ist eines der am häufigsten verwendeten Metalle und macht bis zu 95 % der weltweiten metallurgischen Produktion aus.

• Eisen ist der Hauptbestandteil von Stählen und Gusseisen – den wichtigsten Konstruktionswerkstoffen.
• Eisen kann Bestandteil von Legierungen sein, die auf anderen Metallen basieren – zum Beispiel Nickel.
• Magnetisches Eisenoxid (Magnetit) ist ein wichtiges Material bei der Herstellung von Computer-Langzeitspeichergeräten: Festplatten, Disketten usw.
• Ultrafeines Magnetitpulver wird in vielen Schwarz-Weiß-Laserdruckern verwendet, gemischt mit Polymergranulat als Toner. Es nutzt sowohl die schwarze Farbe von Magnetit als auch seine Fähigkeit, an einer magnetisierten Übertragungswalze zu haften.
• Die einzigartigen ferromagnetischen Eigenschaften einer Reihe von Legierungen auf Eisenbasis tragen zu ihrer weit verbreiteten Verwendung in der Elektrotechnik für Magnetkerne von Transformatoren und Elektromotoren bei.
• Eisen(III)-chlorid (Eisenchlorid) wird in der Amateurfunkpraxis zum Ätzen von Leiterplatten verwendet.
• Eisensulfat (Eisensulfat) gemischt mit Kupfersulfat wird zur Bekämpfung von Schadpilzen im Garten- und Baubereich eingesetzt.
• Eisen wird als Anode in Eisen-Nickel-Batterien, Eisen-Luft-Batterien verwendet.
• Wässrige Lösungen von Chloriden von zweiwertigem Eisen und Eisen sowie dessen Sulfaten werden als Gerinnungsmittel bei der Reinigung von Natur- und Abwasser in der Wasseraufbereitung von Industrieunternehmen verwendet.

Die biologische Bedeutung von Eisen

Eisen ist in lebenden Organismen ein wichtiges Spurenelement, das die Prozesse des Sauerstoffaustauschs (Atmung) katalysiert. Der Körper eines Erwachsenen enthält etwa 3,5 Gramm Eisen (etwa 0,02%), von denen 78% das aktive Hauptelement des Bluthämoglobins sind, der Rest Teil der Enzyme anderer Zellen ist und die Atmungsprozesse in den Zellen katalysiert. Eisenmangel äußert sich als Krankheit des Körpers (Chlorose bei Pflanzen und Blutarmut bei Tieren).

Normalerweise tritt Eisen als Komplex namens Häm in Enzyme ein. Dieser Komplex ist insbesondere im Hämoglobin enthalten, dem wichtigsten Protein, das den Sauerstofftransport mit dem Blut zu allen Organen von Mensch und Tier sicherstellt. Und er ist es, der das Blut in einer charakteristischen roten Farbe färbt.

Andere Eisenkomplexe als Häm finden sich beispielsweise in dem Enzym Methanmonooxygenase, das Methan zu Methanol oxidiert, in dem wichtigen Enzym Ribonukleotidreduktase, das an der DNA-Synthese beteiligt ist.

Anorganische Eisenverbindungen kommen in manchen Bakterien vor und werden von diesen teilweise genutzt, um Luftstickstoff zu binden.

Eisen gelangt mit der Nahrung in den Körper von Tieren und Menschen (Leber, Fleisch, Eier, Hülsenfrüchte, Brot, Getreide, Rüben sind am reichsten daran). Interessanterweise wurde Spinat einmal fälschlicherweise in diese Liste aufgenommen (aufgrund eines Tippfehlers in den Analyseergebnissen - die „zusätzliche“ Null nach dem Komma ging verloren).

Eine Überdosierung von Eisen (200 mg oder mehr) kann giftig sein. Eine Überdosierung von Eisen unterdrückt das antioxidative System des Körpers, daher wird die Verwendung von Eisenpräparaten für gesunde Menschen nicht empfohlen.

Anmerkungen

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16. T. Takahashi & W.A. Bassett, "Hochdruck-Polymorph des Eisens", Wissenschaft, Bd. 145 #3631, 31. Juli 1964, S. 483-486.
17. Schilt A. Analytische Anwendung von 1,10-Phenantrolin und verwandten Verbindungen. Oxford, Pergamon Press, 1969.
18. Lurie Yu, Yu, Handbuch der analytischen Chemie. M., Chemie, 1989. S. 297.
19. Lurie Yu, Yu, Handbuch der analytischen Chemie. M., Chemie, 1989, S. 315.
20. Brower G. (Hrsg.) Leitfaden zur anorganischen Synthese. v. 5. M., Mir, 1985. S. 1757-1757.
21. Remy G. Kurs der anorganischen Chemie. Bd. 2. M., Mir, 1966. S. 309.
22. Kiselev Yu. M., Kopelev N. S., Spitsyn V. I., Martynenko L. I. Oktales Eisen // Dokl. Akademie der Wissenschaften der UdSSR. 1987. T.292. S. 628-631
23. Perfil'ev Yu. D., Kopelev N. S., Kiselev Yu. Akademie der Wissenschaften der UdSSR. 1987. T.296. C.1406-1409
24. Kopelev N.S., Kiselev Yu.M., Perfiliev Yu.D. Mössbauer-Spektroskopie der Oxokomplexe Eisen in höheren Oxidationsstufen // J. Radioanal. Nukl. Chem. 1992. V.157. R.401-411.
25. "Normen des physiologischen Bedarfs an Energie und Nährstoffen für verschiedene Bevölkerungsgruppen der Russischen Föderation" MR 2.3.1.2432-08

Quellen (zum Abschnitt Geschichte)

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• R. M. Abramishvili. Zur Frage der Entwicklung des Eisens auf dem Gebiet Ostgeorgiens, VGMG, XXII-B, 1961.
• Khakhutayshvili D. A. Zur Geschichte der altkolchischen Eisenmetallurgie. Fragen der alten Geschichte (Sammlung Kaukasisch-Nahost, Heft 4). Tiflis, 1973.
• Herodot."Geschichte", 1:28.
• Homer. Ilias, Odyssee.
• Vergil."Aeneis", 3:105.
• Aristoteles.„Von unglaublichen Gerüchten“, II, 48. VDI, 1947, Nr. 2, S. 327.
• Lomonossow M. V. Die ersten Grundlagen der Metallurgie.

siehe auch

• Kategorie: Eisenverbindungen

Verknüpfungen

• Krankheiten, die durch Mangel und Überschuss an Eisen im menschlichen Körper verursacht werden

Periodensystem der chemischen Elemente von D. I. Mendeleev
																						Fe

Eisen in seiner reinen Form ist ein graues, duktiles Metall, das leicht bearbeitet werden kann. Für den Menschen ist das Fe-Element jedoch praktischer in Kombination mit Kohlenstoff und anderen Verunreinigungen, die die Bildung von Metalllegierungen - Stählen und Gusseisen - ermöglichen. 95 % – so viel aller auf der Erde hergestellten Metallprodukte enthalten Eisen als Hauptelement.

Eisen: Geschichte

Die ersten von Menschenhand hergestellten Eisenprodukte werden von Wissenschaftlern auf das 4. Jahrtausend v. Chr. datiert. h., und Studien haben gezeigt, dass für ihre Herstellung meteorisches Eisen verwendet wurde, das sich durch einen Nickelgehalt von 5-30 % auszeichnet. Interessanterweise wurde Eisen mehr geschätzt als Gold, bis die Menschheit die Gewinnung von Fe durch Schmelzen beherrschte. Dies wurde dadurch erklärt, dass stärkerer und zuverlässigerer Stahl viel besser für die Herstellung von Werkzeugen und Waffen geeignet war als Kupfer und Bronze.

Die alten Römer lernten, wie man das erste Gusseisen herstellt: Ihre Öfen konnten die Temperatur des Erzes auf 1400 ° C erhöhen, während 1100-1200 ° C für Gusseisen ausreichten.Anschließend erhielten sie auch reinen Stahl, dessen Schmelzpunkt bei 1100-1200 ° C lag was, wie Sie wissen, 1535 Grad Celsius ist.

Chemische Eigenschaften von Fe

Womit interagiert Eisen? Eisen interagiert mit Sauerstoff, was mit der Bildung von Oxiden einhergeht; mit Wasser in Gegenwart von Sauerstoff; mit Schwefel- und Salzsäure:

• 3Fe + 2O 2 \u003d Fe 3 O 4
• 4Fe + 3O 2 + 6H 2 O \u003d 4Fe (OH) 3
• Fe + H 2 SO 4 \u003d FeSO 4 + H 2
• Fe + 2 HCl \u003d FeCl 2 + H 2

Auch reagiert Eisen nur mit Alkalien, wenn es sich um Schmelzen starker Oxidationsmittel handelt. Eisen reagiert bei gewöhnlicher Temperatur nicht mit Oxidationsmitteln, sondern beginnt immer zu reagieren, wenn es erhöht wird.

Die Verwendung von Eisen im Bauwesen

Die Verwendung von Eisen durch die Bauindustrie kann heute nicht überschätzt werden, da Metallkonstruktionen die Grundlage für absolut jede moderne Struktur sind. In diesem Bereich wird Fe in der Zusammensetzung herkömmlicher Stähle, Gusseisen und Schmiedeeisen verwendet. Dieses Element ist überall, von kritischen Strukturen bis hin zu Ankerbolzen und Nägeln.

Der Bau von Gebäudekonstruktionen aus Stahl ist viel billiger, außerdem können wir hier über höhere Bauraten sprechen. Dadurch wird der Einsatz von Eisen im Bauwesen deutlich erhöht, während die Industrie selbst den Einsatz neuer, effizienterer und zuverlässigerer Legierungen auf Fe-Basis beherrscht.

Die Verwendung von Eisen in der Industrie

Die Verwendung von Eisen und seinen Legierungen - Gusseisen und Stahl - ist die Grundlage des modernen Maschinen-, Werkzeugmaschinen-, Flugzeug-, Instrumenten- und sonstigen Gerätebaus. Dank Cyaniden und Fe-Oxiden funktioniert die Farben- und Lackindustrie, Eisensulfate werden in der Wasseraufbereitung eingesetzt. Der Einsatz von Legierungen auf Basis von Fe + C ist aus der Schwerindustrie nicht mehr wegzudenken. Kurz gesagt, Eisen ist ein unersetzliches, aber gleichzeitig zugängliches und relativ kostengünstiges Metall, das in der Zusammensetzung von Legierungen einen nahezu unbegrenzten Anwendungsbereich hat.

Die Verwendung von Eisen in der Medizin

Es ist bekannt, dass jeder Erwachsene bis zu 4 Gramm Eisen enthält. Dieses Element ist äußerst wichtig für das Funktionieren des Körpers, insbesondere für die Gesundheit des Kreislaufsystems (Hämoglobin in roten Blutkörperchen). Es gibt viele Medikamente auf Eisenbasis, mit denen Sie den Fe-Gehalt erhöhen können, um die Entwicklung einer Eisenmangelanämie zu vermeiden.

Eisen- Metall, dessen Einsatz in Industrie und Alltag praktisch keine Grenzen kennt. Der Anteil von Eisen an der Weltmetallproduktion beträgt etwa 95 %. Seine Verwendung ist wie bei jedem anderen Material auf bestimmte Eigenschaften zurückzuführen.

Eisen hat eine große Rolle bei der Entwicklung der menschlichen Zivilisation gespielt. Der primitive Mensch begann mehrere Jahrtausende v. Chr., Eisenwerkzeuge zu verwenden. Damals waren Meteoriten, die auf die Erde fielen, die ziemlich reines Eisen enthielten, die einzige Quelle dieses Metalls. Dies führte bei vielen Völkern zu Legenden über die himmlische Herkunft des Eisens.

In der Mitte des II. Jahrtausends v. In Ägypten wurde die Gewinnung von Eisen aus Eisenerzen beherrscht. Es wird angenommen, dass dies den Beginn der Eisenzeit in der Geschichte der Menschheit markierte, die die Stein- und Bronzezeit ersetzte. Aber schon vor 3-4 Tausend Jahren haben die Bewohner der nördlichen Schwarzmeerregion - die Kimmerier - Eisen aus Sumpferz geschmolzen.

Eisen hat bis heute seine Bedeutung nicht verloren. Es ist das wichtigste Metall der modernen Technik. Aufgrund seiner geringen Festigkeit wird Eisen praktisch nicht in seiner reinen Form verwendet. Im Alltag werden Produkte aus Stahl oder Gusseisen jedoch oft als „Eisen“ bezeichnet. Schließlich sind wichtige Konstruktionswerkstoffe – Stähle und Gusseisen – Legierungen von Eisen mit Kohlenstoff. Sie stellen eine Vielzahl von Artikeln her.

Der achteckige Sockel des Denkmals für Fürst Wladimir ist aus Ziegeln gebaut und mit Gusseisen ausgekleidet.

Der Prototyp der gigantischen Struktur des Atomiums in Brüssel war das Modell des Kristallgitters von Eisen. Nach dem Wiederaufbau ist das Atomium wieder für die Öffentlichkeit zugänglich. Die ursprüngliche Abdeckung jeder Kugel mit einer Fläche von 240 m 2 bestand aus 720 dreieckigen Aluminiumplatten. Jetzt wurden sie durch 48 Edelstahlplatten ersetzt.

Außerdem kann Eisen Bestandteil von Legierungen sein, die auf anderen Metallen wie beispielsweise Nickel basieren. Auch Magnetlegierungen enthalten Eisen.

Es entstehen Materialien auf Eisenbasis, die hohen und niedrigen Temperaturen, Vakuum und hohen Drücken standhalten. Sie widerstehen erfolgreich aggressiven Umgebungen, Wechselspannung, radioaktiver Strahlung usw.

Die Produktion von Eisen und seinen Legierungen wächst ständig. Diese Materialien sind universell, technologisch fortschrittlich, verfügbar und in großen Mengen - billig. Die Rohstoffbasis von Eisen ist ziemlich groß. Bereits erkundete Eisenerzreserven werden mindestens zwei Jahrhunderte überdauern. Daher wird Eisen lange die "Grundlage" der Zivilisation bleiben.

Eisen wird seit langem als künstlerisches Material in Ägypten, Mesopotamien und Indien verwendet. Seit dem Mittelalter haben sich zahlreiche hochkünstlerische Gegenstände aus Eisenlegierungen erhalten. Moderne Künstler verwenden auch häufig Eisenlegierungen. Material von der Website

Unter den vielen künstlerischen Produkten darf die "Merzalow-Palme" - ein Kunstwerk ukrainischer Meister - nicht aus den Augen gelassen werden. Es wurde 1886 von Aleksey Mertsalov im Yuzovsky Metallurgical Plant geschmiedet. Sie wurde als würdig des Grand Prix der Allrussischen Industrie- und Kunstausstellung in Nischni Nowgorod anerkannt. Im Jahr 1900 erhielt Mertsalovs Palme als Teil der Ausstellung des Yuzovsky-Werks die höchste Auszeichnung auf der Weltausstellung in Paris.

Und im XXI Jahrhundert. Es ist schwierig, eine Industrie zu finden, in der Eisen nicht verwendet wird. Seine Bedeutung hat mit dem Übergang vieler Metallfunktionen zu synthetischen Materialien, die von der chemischen Industrie geschaffen wurden, nicht abgenommen.

Unterrichtsziele:

• sich eine Vorstellung von den physikalischen und chemischen Eigenschaften von Eisen zu machen, je nach Oxidationsgrad und Art des Oxidationsmittels;
• Entwicklung des theoretischen Denkens der Schüler und ihrer Fähigkeit, die Eigenschaften von Materie auf der Grundlage der Kenntnis ihrer Struktur vorherzusagen;
• konzeptionelles Denken über Operationen wie Analyse, Vergleich, Verallgemeinerung, Systematisierung entwickeln;
• Denkqualitäten wie Objektivität, Prägnanz und Klarheit, Selbstbeherrschung und Aktivität entwickeln.

Unterrichtsziele:

• aktualisieren Sie das Wissen der Schüler zum Thema: "Die Struktur des Atoms";
• Organisieren Sie die gemeinsame Arbeit der Schüler von der Festlegung einer Lernaufgabe bis zum Endergebnis (erstellen Sie ein Referenzdiagramm für den Unterricht);
• den Stoff zum Thema: „Metalle“ zusammenfassen und die Eigenschaften von Eisen und seine Anwendung betrachten;
• unabhängige Forschungsarbeit zu zweit organisieren, um die chemischen Eigenschaften von Eisen zu untersuchen;
• Organisieren Sie die gegenseitige Kontrolle der Schüler im Klassenzimmer.

Unterrichtstyp: neuen Stoff lernen.

Reagenzien und Ausrüstung:

• Eisen (Pulver, Teller, Büroklammer),
• Schwefel,
• Salzsäure,
• Kupfer(II)sulfat,
• Eisenkristallgitter,
• Spielplakate,
• Magnet,
• eine Auswahl an Illustrationen zum Thema,
• Reagenzgläser,
• Zauberlampe,
• Streichhölzer,
• Löffel zum Verbrennen brennbarer Stoffe,
• geografische Karten.

Unterrichtsstruktur

1. Einführender Teil.
2. Neues Material lernen.
3. Hausaufgabennachricht.
4. Konsolidierung des studierten Materials.

Während des Unterrichts

1. Einleitung

Zeit organisieren.

Suche nach Schülern.

Das Thema des Unterrichts. Schreiben Sie das Thema an die Tafel und in die Hefte der Schüler.

2. Neues Material lernen

Was, glauben Sie, wird das Thema unserer heutigen Stunde sein?

1. Das Aussehen von Eisen in der menschlichen Zivilisation markierte den Beginn der Eisenzeit.

Woher bekamen die alten Menschen Eisen zu einer Zeit, als sie noch nicht wussten, wie man es aus Erz gewinnt? Eisen, übersetzt aus dem Sumerischen, ist ein Metall, das „vom Himmel gefallen ist, himmlisch“. Das erste Eisen, dem die Menschheit begegnete, war Eisen aus Meteoriten. Er bewies erstmals, dass „Eisensteine ​​vom Himmel fallen“, 1775 der russische Wissenschaftler P.S. Palace, der einen 600 kg schweren Block aus einheimischem Eisenmeteoriten nach St. Petersburg brachte. Der größte Eisenmeteorit ist der Meteorit „Goba“, der 1920 in Südwestafrika gefunden wurde und ein Gewicht von etwa 60 Tonnen hat.Erinnern Sie sich an das Grab von Tutanchamun: Gold, Gold. Großartige Arbeit erfreut, Brillanz blendet die Augen. Aber hier ist, was K. Kerram in dem Buch „Götter, Gräber, Gelehrte“ über das kleine Eisenamulett des Tutanchamun schreibt: der größte Wert aus Sicht der Kulturgeschichte“. Im Grab des Pharaos wurden nur wenige eiserne Gegenstände gefunden, darunter ein eisernes Amulett des Gottes Horus, ein kleiner Dolch mit eiserner Klinge und goldenem Griff, eine kleine eiserne Bank „Urs“.

Wissenschaftler vermuten, dass die Länder Kleinasiens, in denen die hethitischen Stämme lebten, der Ort waren, an dem die Eisenmetallurgie auftauchte. Bereits im 1. Jahrtausend v. Chr. kam Eisen aus Kleinasien nach Europa; Damit begann die Eisenzeit in Europa.

Der berühmte Damaststahl (oder Damaststahl) wurde im Osten bereits zur Zeit von Aristoteles (4. Jahrhundert v. Chr.) Hergestellt. Aber die Technologie seiner Herstellung wurde viele Jahrhunderte lang geheim gehalten.

Ich träumte von einer anderen Traurigkeit
Über grauen Damaststahl.
Ich sah das stählerne Temperament
Als einer der jungen Sklaven
Auserwählt, gefüttert ihn,
Damit das Fleisch seiner Stärke rekrutiert wurde.
Warten auf das Fälligkeitsdatum
Und dann eine heiße Klinge
Eingetaucht in muskulöses Fleisch
Sie nahmen die fertige Klinge heraus.
Stärker als Stahl, sah den Osten nicht,
Stärker als Stahl und bitterer als Leid.

Da Damaststahl ein Stahl mit sehr hoher Härte und Elastizität ist, haben daraus hergestellte Produkte die Fähigkeit, beim scharfen Schärfen nicht stumpf zu werden. Der russische Metallurg P.P. hat das Geheimnis des Damaststahls gelüftet. Anosov. Er kühlte sehr langsam heißen Stahl in einer speziellen Lösung aus technischem Öl, das auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wurde; während des Abkühlprozesses wurde der Stahl geschmiedet.

(Demonstration von Zeichnungen.)

Eisen - silbergraues Metall	Eisen - silbergraues Metall
Diese Nägel sind aus Eisen	Stahl wird in der Automobilindustrie verwendet
Stahl wird zur Herstellung medizinischer Instrumente verwendet	Stahl wird zum Bau von Lokomotiven verwendet
	Alle Metalle sind korrosionsanfällig
Alle Metalle sind korrosionsanfällig

2. Die Stellung des Eisens in PSCHEM.

Wir finden die Position von Eisen im PSCM, die Ladung des Kerns und die Verteilung der Elektronen im Atom heraus.

3. Physikalische Eigenschaften von Eisen.

Welche physikalischen Eigenschaften von Eisen kennen Sie?

Eisen ist ein silbrig-weißes Metall mit einem Schmelzpunkt von 1539 o C. Es ist sehr duktil, daher lässt es sich leicht verarbeiten, schmieden, walzen, stanzen. Eisen kann magnetisiert und entmagnetisiert werden, daher wird es als Kern von Elektromagneten in verschiedenen elektrischen Maschinen und Geräten verwendet. Durch thermische und mechanische Einwirkung, beispielsweise durch Abschrecken und Walzen, kann ihm eine höhere Festigkeit und Härte verliehen werden.

Es gibt chemisch reines und technisch reines Eisen. Technisch reines Eisen ist in der Tat ein kohlenstoffarmer Stahl, es enthält 0,02 -0,04 % Kohlenstoff und noch weniger Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff und Phosphor. Chemisch reines Eisen enthält weniger als 0,01 % Verunreinigungen. chemisch reines Eisen silbrig-grau, glänzend, im Aussehen Platinmetall sehr ähnlich. Chemisch reines Eisen ist korrosionsbeständig (erinnern Sie sich, was Korrosion ist? Demonstration eines korrosiven Nagels) und beständig gegen Säuren. Unwesentliche Anteile an Verunreinigungen nehmen ihm jedoch diese wertvollen Eigenschaften.

4. Chemische Eigenschaften von Eisen.

Basierend auf dem Wissen über die chemischen Eigenschaften von Metallen, was glauben Sie, welche chemischen Eigenschaften Eisen haben wird?

Demonstration von Erfahrungen.

• Die Wechselwirkung von Eisen mit Schwefel.

Praktische Arbeit.

• Die Wechselwirkung von Eisen mit Salzsäure.
• Wechselwirkung von Eisen mit Kupfer(II)sulfat.

5. Die Verwendung von Eisen.

Gespräch über:

- Wie denken Sie, wie ist die Verteilung von Eisen in der Natur?

Eisen ist eines der häufigsten Elemente in der Natur. In der Erdkruste beträgt sein Massenanteil 5,1%, nach diesem Indikator ist es nach Sauerstoff, Silizium und Aluminium an zweiter Stelle. Auch in Himmelskörpern findet sich viel Eisen, was sich aus den Daten der Spektralanalyse ergibt. In Mondbodenproben, die von der automatischen Station „Luna“ angeliefert wurden, wurde Eisen in nicht oxidiertem Zustand gefunden.

Eisenerze sind auf der Erde weit verbreitet. Die Namen der Berge im Ural sprechen für sich: High, Magnetic, Iron. Agrarchemiker finden Eisenverbindungen in Böden.

In welcher Form kommt Eisen in der Natur vor?

Eisen kommt in den meisten Gesteinen vor. Zur Gewinnung von Eisen werden Eisenerze mit einem Eisengehalt von 30-70 % oder mehr verwendet. Die wichtigsten Eisenerze sind: Magnetit - Fe 3 O 4 enthält 72% Eisen, Vorkommen befinden sich im Südural, der magnetischen Anomalie von Kursk; Hämatit - Fe 2 O 3 enthält bis zu 65% Eisen, solche Lagerstätten befinden sich in der Region Krivoy Rog; Limonit - Fe 2 O 3 * nH 2 O enthält bis zu 60% Eisen, Vorkommen befinden sich auf der Krim; Pyrit - FeS 2 enthält etwa 47% Eisen, Vorkommen werden im Ural gefunden. (Arbeiten mit Höhenlinienkarten).

Welche Rolle spielt Eisen im menschlichen und pflanzlichen Leben?

Biochemiker haben die wichtige Rolle von Eisen im Leben von Pflanzen, Tieren und Menschen entdeckt. Als Teil einer äußerst komplexen organischen Verbindung namens Hämoglobin bestimmt Eisen die rote Farbe dieser Substanz, die wiederum die Farbe des Blutes von Menschen und Tieren bestimmt. Der Körper eines Erwachsenen enthält 3 g reines Eisen, von dem 75 % Teil des Hämoglobins sind. Die Hauptaufgabe von Hämoglobin ist die Übertragung von Sauerstoff von der Lunge zu den Geweben und in die entgegengesetzte Richtung - CO 2.

Auch Pflanzen brauchen Eisen. Es ist Teil des Zytoplasmas und beteiligt sich am Prozess der Photosynthese. Pflanzen, die auf einem eisenfreien Substrat wachsen, haben weiße Blätter. Eine kleine Zugabe von Eisen zum Substrat – und sie werden grün. Außerdem lohnt es sich, ein weißes Blatt mit einer eisenhaltigen Salzlösung zu bestreichen, und bald wird die beschmierte Stelle grün.

Aus demselben Grund - dem Vorhandensein von Eisen in Säften und Geweben - werden die Blätter von Pflanzen fröhlich grün und die Wangen einer Person werden hellrot.

Etwa 90 % der von der Menschheit verwendeten Metalle sind Eisenbasislegierungen. Es wird viel Eisen auf der Welt geschmolzen, etwa 50-mal mehr als Aluminium, ganz zu schweigen von anderen Metallen. Eisenbasierte Legierungen sind universell, technologisch fortschrittlich, erschwinglich und billig. Eisen ist seit langem die Grundlage der Zivilisation.

3. Sachen nach Hause schicken

14, z. Nr. 6, 8, 9 (laut Arbeitsbuch zum Lehrbuch von O. S. Gabrielyan „Chemistry 9“, 2003).

4. Konsolidierung des studierten Materials

1. Schließen Sie anhand des an die Tafel geschriebenen Referenzdiagramms: Was ist Eisen und welche Eigenschaften hat es?
2. Graphisches Diktat (Vorbereitung von Merkblättern mit gezogener gerader Linie, aufgeteilt in 8 Segmente und nummeriert nach den Fragen des Diktats. Markieren Sie mit einem Häkchen „^“ auf dem Segment die Nummer der Position, die als richtig gilt).

Variante 1.

1. Eisen ist ein aktives Alkalimetall.
2. Eisen lässt sich leicht schmieden.
3. Eisen ist Bestandteil der Bronzelegierung.
4. Das äußere Energieniveau eines Eisenatoms hat 2 Elektronen.
5. Eisen interagiert mit verdünnten Säuren.
6. Mit Halogenen bildet es Halogenide mit einer Oxidationsstufe von +2.
7. Eisen interagiert nicht mit Sauerstoff.
8. Eisen kann durch Elektrolyse seiner Salzschmelze gewonnen werden.

1	2	3	4	5	6	7	8

Option 2.

1. Eisen ist ein silberweißes Metall.
2. Eisen kann nicht magnetisiert werden.
3. Eisenatome weisen oxidierende Eigenschaften auf.
4. Das äußere Energieniveau eines Eisenatoms hat 1 Elektron.
5. Eisen verdrängt Kupfer aus Lösungen seiner Salze.
6. Mit Halogenen bildet es Verbindungen mit einer Oxidationsstufe von +3.
7. Mit einer Lösung von Schwefelsäure bildet sich Eisensulfat (III).
8. Eisen korrodiert nicht.

1	2	3	4	5	6	7	8

Nach Abschluss der Aufgabe ändern die Schüler ihre Arbeit und überprüfen sie (die Antworten auf die Arbeit werden an der Tafel ausgehängt oder durch den Projektor gezeigt).

Bewertungskriterien:

• "5" - 0 Fehler,
• „4“ - 1-2 Fehler,
• "3" - 3-4 Fehler,
• "2" - 5 oder mehr Fehler.

Gebrauchte Bücher

1. Gabrielyan OS Chemie Klasse 9. – M.: Trappe, 2001.
2. Gabrielyan OS Das Buch für den Lehrer. – M.: Trappe, 2002.
3. Gabrielyan OS Chemie Klasse 9. Arbeitsheft. – M.: Trappe, 2003.
4. Bildungsbranche. Zusammenfassung der Artikel. Ausgabe 3. - M .: MGIU, 2002.
5. Malyshkina V. Unterhaltsame Chemie. - St. Petersburg, "Trigon", 2001.
6. Programmmethodische Materialien. Chemie 8-11 Klassen. – M.: Trappe, 2001.
7. Stepin B. D., Alikberova L. Yu. Chemiebuch zum Nachlesen zu Hause. – M.: Chemie, 1995.
8. Ich gehe in den Chemieunterricht. Das Buch für den Lehrer. – M.: „Erster September“, 2000.

Anwendungen

Weißt du, dass?

Eisen ist eines der wichtigsten Elemente des Lebens. Blut enthält Eisen, und Eisen bestimmt die Farbe des Blutes sowie seine Haupteigenschaft - die Fähigkeit, Sauerstoff zu binden und freizusetzen. Diese Fähigkeit besitzt eine komplexe Verbindung - Häm - ein wesentlicher Bestandteil des Hämoglobinmoleküls. Neben Hämoglobin steckt Eisen in unserem Körper auch in Myoglobin, einem Protein, das Sauerstoff in den Muskeln speichert. Es gibt auch eisenhaltige Enzyme.

In der Nähe der Stadt Delhi in Indien steht eine Eisensäule ohne den geringsten Rostfleck, obwohl sie fast 2800 Jahre alt ist. Dies ist die berühmte Kutub-Säule, etwa sieben Meter hoch und 6,5 Tonnen schwer.Die Inschrift auf der Säule besagt, dass sie im 9. Jahrhundert errichtet wurde. BC e. Das Rosten von Eisen – die Bildung von Eisenmetahydroxid – ist mit seiner Wechselwirkung mit Feuchtigkeit und Luftsauerstoff verbunden.

Diese Reaktion läuft jedoch in Abwesenheit verschiedener Verunreinigungen im Eisen und hauptsächlich Kohlenstoff, Silicium und Schwefel nicht ab. Die Säule bestand aus sehr reinem Metall: Eisen in der Säule betrug 99,72%. Dies erklärt seine Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit.

1934 erschien im "Mining Journal" ein Artikel "Verbesserung von Eisen und Stahl durch ... Rosten im Boden". Die Methode, Eisen durch Rosten in der Erde in Stahl zu verwandeln, ist den Menschen seit der Antike bekannt. Zum Beispiel vergruben die Tscherkessen im Kaukasus Bandeisen im Boden, und nachdem sie es nach 10 bis 15 Jahren ausgegraben hatten, schmiedeten sie daraus ihre Säbel, die sogar Gewehrläufe, Schilde und Knochen des Feindes durchschneiden konnten.

Hematit

Hämatit oder rotes Eisenerz - das Haupterz des Hauptmetalls unserer Zeit - Eisen. Der Eisengehalt darin erreicht 70%. Hämatit ist seit langem bekannt. In Babylon und im alten Ägypten wurde es in Schmuckstücken zur Herstellung von Siegeln verwendet, zusammen mit Chalcedon diente es als bevorzugtes Material als geschnitzter Stein. Alexander der Große hatte einen mit Hämatit eingelegten Ring, von dem er glaubte, dass er ihn im Kampf unverwundbar machte. In der Antike und im Mittelalter war Hämatit als blutstillende Medizin bekannt. Pulver aus diesem Mineral werden seit der Antike für Gold- und Silberprodukte verwendet.

Der Name des Minerals stammt aus dem Griechischen deta- Blut, das mit der kirsch- oder wachsroten Farbe des Pulvers dieses Minerals verbunden ist.

Ein wichtiges Merkmal des Minerals ist die Fähigkeit, Farbe zu behalten und auf andere Mineralien zu übertragen, die sogar eine kleine Beimischung von Hämatit erhalten. Die rosa Farbe der Granitsäulen der St. Isaaks-Kathedrale ist die Farbe von Feldspäten, die wiederum mit fein gemahlenem Hämatit bemalt sind. Die malerischen Muster aus Jaspis, die in den U-Bahn-Stationen der Hauptstadt verwendet werden, der orange und rosa Karneol der Krim, die korallenroten Zwischenschichten aus Sylvin und Carnallit in den Salzschichten – alle verdanken ihre Farbe dem Hämatit.

Rote Farbe wird seit langem aus Hämatit hergestellt. Alle berühmten Fresken, die vor 15.000 bis 20.000 Jahren entstanden sind – der wunderbare Bison der Altamira-Höhle und Mammuts aus der berühmten Kap-Höhle – bestehen sowohl aus braunen Oxiden als auch aus Eisenhydroxiden.

Magnetit

Magnetit oder magnetisches Eisenerz - ein Mineral mit 72 % Eisen. Es ist das reichste Eisenerz. Das Bemerkenswerte an diesem Mineral ist sein natürlicher Magnetismus – die Eigenschaft, aufgrund derer es entdeckt wurde.

Laut dem römischen Wissenschaftler Plinius ist Magnetit nach dem griechischen Hirten Magnes benannt. Magnes weidete die Herde in der Nähe des Hügels über dem Fluss. Hinduismus in Thessalien. Plötzlich wurden ein Stab mit einer eisernen Spitze und mit Nägeln besetzte Sandalen von einem Berg aus massivem grauem Stein angezogen. Das Mineral Magnetit wiederum gab dem Magneten den Namen, dem Magnetfeld und dem ganzen mysteriösen Phänomen des Magnetismus, das seit Aristoteles bis heute intensiv erforscht wird.

Noch heute nutzt man die magnetischen Eigenschaften dieses Minerals vor allem zur Suche nach Lagerstätten. So wurden im Bereich der Kursk Magnetic Anomaly (KMA) einzigartige Eisenvorkommen entdeckt. Das Mineral ist schwer: Eine apfelgroße Magnetitprobe wiegt 1,5 kg.

In der Antike war Magnetit mit allerlei heilenden Eigenschaften und der Fähigkeit, Wunder zu wirken, ausgestattet. Es wurde verwendet, um Metall aus Wunden zu extrahieren, und Iwan der Schreckliche bewahrte neben anderen Steinen unter seinen Schätzen seine unauffälligen Kristalle auf.

Pyrit ist ein feuerähnliches Mineral.

Pyrit - eines dieser Mineralien, bei dem man ausrufen möchte: "Ist es wirklich so?" Es ist kaum zu glauben, dass die höchste Klasse des Schleifens und Polierens, die uns bei von Menschenhand hergestellten Produkten, bei Pyritkristallen, begegnet, ein großzügiges Geschenk der Natur ist.

Pyrit hat seinen Namen von dem griechischen Wort "pyros" - Feuer, das mit seiner Eigenschaft verbunden ist, zu funken, wenn es von Stahlgegenständen getroffen wird. Dieses schöne Mineral schlägt mit einer goldenen Farbe, einem hellen Glanz an fast immer klaren Kanten. Aufgrund seiner Eigenschaften ist Pyrit seit der Antike bekannt, und während der Epidemien des Goldrausches sorgte Pyrit, das in einer Quarzader funkelt, für mehr als einen Hitzkopf. Selbst jetzt verwechseln unerfahrene Steinliebhaber Pyrit oft mit Gold.

Pyrit ist ein allgegenwärtiges Mineral: Es entsteht aus Magma, aus Dämpfen und Lösungen und sogar aus Sedimenten, jeweils in spezifischen Formen und Kombinationen. Es ist ein Fall bekannt, bei dem sich der Körper eines Bergmanns, der in eine Mine gestürzt ist, über mehrere Jahrzehnte in Pyrit verwandelte. In Pyrit ist viel Eisen enthalten - 46,5%, aber es ist teuer und unrentabel, es zu extrahieren.