5 интересных фактов о железе.
1.Откуда появилось железо? Этот элемент — последний, который возникает при горении вещества внутри звезд. Следующие за железом элементы получаются при взрыве сверхновых. Неудивительно, что в Солнечной системе, которая образовалась из материала, оставшегося от взрыва звезды предыдущего поколения, железа много. У железа самая низкая энергия, приходящаяся на нуклон. То есть всем остальным элементам выгодно стать железом: для более легких — в результате слияния ядер, для более тяжелых — в результате деления. Поэтому ничего, кроме железа, в нашем мире быть не должно; все элементы должны в него превратиться, однако этому мешают энергетические барьеры. Тем не менее можно себе представить звезду, целиком состоящую из железа: она могла бы образоваться из-за того, что все остальные ядра «туннелировали» в энергетически выгодное состояние без всякой ядерной реакции. Для столь небыстрого вероятностного перерождения элементов требуется огромное время, поэтому встречаются такие звезды лишь в фантастических произведениях вроде научных фантазий Фримена Дайсона или в романе Ивана Ефремова «Туманность Андромеды».
2. Как железо оказалось на Земле? Согласно современным моделям планетологии, тяжелые элементы во время дифференциации расплавленного вещества только что образовавшихся планет должны были утонуть и собраться в ядре. Геофизики так и утверждают: ядро Земли состоит из сплава железа с никелем. На поверхность же каменистых планет должны были всплыть относительно легкие элементы — кремний, алюминий, кальций, натрий, калий и их тугоплавкие соединения. То железо, которое сейчас лежит на поверхности, могло либо подняться из глубин в результате вулканической деятельности, либо упасть на Землю в составе малых небесных тел — астероидов и комет.
3.Как научились получать железо? Железные руды — это оксиды. Для выплавки железа их надо восстановить. Восстановитель хорошо известен углерод, в первую очередь пережженное дерево. Смешав уголь с размолотой рудой, поместив в специальную печь и обеспечив недостаток кислорода при нагреве, можно добиться, чтобы уголь не только горел, давая тепло, но и соединялся с кислородом руды, восстанавливая таким образом железо.
Минимальная температура плавления сплава железо-углерод — 1147°С — соответствует точке эвтектики и достигается при концентрации 4,3% углерода. При другом содержании углерода (большем или меньшем) температура плавления возрастает. То есть, без горна расплавить железо не удастся. Поэтому на выходе получится результат прямого восстановления: губчатое железо, содержащее твердые включения несгоревшего угля и непрореагировавшей руды — шлака. Считается, что их выбивали многократной перековкой. К счастью для древних металлургов, при таком процессе железо слабо насыщается углеродом — а именно он придает металлу прочность, то есть ковать такое железо было относительно легко.
большое содержание железа в руде?
Магнетит (Fe₃O₄) — природный оксид железа, сочетающий ионы Fe²⁺ и Fe³⁺. Некоторые характеристики магнетита:
- цвет — чёрный, тёмно-серый;
- блеск — металлический;
- твёрдость по Моосу — 5,5–6,5;
- плотность — 5,2 г/см³;
- магнитные свойства — сильный природный ферромагнетик. Крупнейшие месторождения магнетита сосредоточены в России, Австралии, Канаде и Южной Африке.
Гематит (Fe₂O₃) — широко распространённый минерал железа, одна из главнейших железных руд. Содержание железа в гематите — около 69,9%.
Крупнейшие промышленные месторождения гематита находятся в Кривбассе (Украина), Яковлевском и Михайловском месторождениях Курской Магнитной Аномалии, в Карелии (Колатсельгские штольни).
5.Самый большой кусок чистого железа, когда-либо обнаруженный, весит 66 тонн. Это всё, что осталось от метеорита, некогда упавшего на африканскую страну Намибия.