Тимер

Википедия — ирекле энциклопедия мәғлүмәте
Унда күсергә: төп йүнәлештәр, эҙләү
Fe 26
55,847
3d64s2
Тимер
Тимер / Ferrum (Fe)
Атом номеры 26
Матдәнең тышҡы күренеше сүкелеүсән, көмөш аҡ төҫлө металл
Атом үҙенсәлеге
Атом массаһы
(моляр масса)
55,847 а. м. б. (г/моль)
Атом радиусы 126 пм
Ионизация энергияһы
(беренсе электрон)
759,1(7.87) кДж/моль (эВ)
Электрон конфигурацияһы [Ar] 3d6 4s2
Химик үҙенсәлеге
Ковалент радиусы 117 пм
Ион радиусы (+3e) 64 (+2e)74 пм
Электр тиҫкәрелеге
(Полинг буйынса)
1.83
Электрод потенциалы Fe←Fe3+ -0,04 В
Fe←Fe2+ -0,44 В
Оксидлашыу дәрәжәһе 6, 3, 2, 0, -2
Матдәнең термодинамик үҙенсәлеге
Тығыҙлыҡ 7874 кг/м³ 7,874 г/см³
Моляр йылы һыйҙырыусанлығы 449,4 Дж/(K·кг) 25,1 Дж/(Kмоль)
Йылы үткәреүсәнлек 80,4 Вт/(мK)
Эреү температураһы 1 812 K
Эреү йылылығы 247,1 кДж/кг 13,8 кДж/моль
Ҡайнау температураһы 3134 K
Парға әйләнеү йылылығы ~6088 кДж/кг ~340 кДж/моль
Моляр күләм 7,1 см³/моль
Матдәнең кристаллик рәшәткәһе
Рәшәткә төҙөлөшө кубическая объёмноцентрированая
Рәшәткә параметрҙары 2,870 Å
Дебай температураһы n/a K

Тиме́рхимик элементтарҙың периодик системаһында һигеҙенсе төркөмдөң өҫтәмә төркөмсә, дүртенсе периодындағы 26-сы химик элемент. Fe (лат. Ferrum) символы менән билдәләнә. Ер ҡабығында, алюминдан ҡалышып, иң таралған элемент. Тимерҙең ябай матдәһе (CAS-номеры: 7439-89-6) — еңел сүкелеүсән, аҡ төҫтәге, юғары реакцион мөмкинлеге булған металл. Тимер юғары температурала һәм юғары дымлылыҡта тиҙ коррозияға бирешә. Таҙа тимер янмай, ә ваҡ дисперсия хәлендә үҙенән-үҙе янып китеүсән.

Шулай уҡ тимер тип тимер иретмәләрен (0,8 %-ҡа тиклем ҡатнашма) әйтәләр. Ҡатнашмалар тимергә йомшаҡлыҡ һәм һығылмалылыҡ бирәләр. Ғәмәлдә тимер менән углерод иремәһе: ҡорос (1,14 %-ҡа тиклем), суйын (2,14%-тан күберәк) һәм составында хром, марганец, никель булған тутыҡмай торған (легирланған) ҡорос ҡулланалар.

Барлыҡ үҙенсәлеге лә тимерҙе кешелек өсөн 1-се һанлы металл итә.

Тәбиғәттә тимер таҙа хәлдә тимер-никель метиоридтарында ғына осрай. Ер ҡабығында таралыуы буйынса — 4,65% (4-се урын O, Si, Al-ҙан ҡалышып[1]). Ер төшөнөң ҙур өлөшө тимерҙән тора тип иҫәпләнә.

Тимер минералдары[үҙгәртергә]

Тимер Ер ҡабығында киң таралған. Был металл бик күп руда һәм минералдар составына инә: ҡыҙыл тимер мәғдәне (красный железняк,гематит, Fe2O3; 70 % Fe), магнитлы тимер мәғдәне (магнитный железняк, магнетит, FeFe2O4, Fe3O4; 72,4 % Fe), көрән тимерташ (бурый железняк, лимонит, (гётит) һәм гидрогётит (FeOOH и FeOOH•nH2O).

Тәбиғәттә тимер сульфиды пирит FeS2 (көкөрт һәм тимер колчеданы) осрай.

Тимер рудаһы запасы буйынса Рәсәй беренсе урында. Диңгеҙ һыуында тимер — 1·10−5—1·10−8 %.

Башҡа йыш осрай торған минералдар[2]:

  • Сидерит — FeCO3 —35 %. Тығыҙлығы 3 г/см³ һәм Моос шкалыһы буйынса ҡатылығы 3,5—4,5.
  • Марказит — FeS2 — 46,6 % тимер бар.Тығыҙлығы 4,6—4,9 г/см³ һәм Моос шкалыһы буйынса ҡатылығы 5—6.
  • Лёллингит — FeAs2 —27,2 % . Тығыҙлығы 7—7,4 г/см³ һәм Моос шкалыһы буйынса ҡатылығы 5—5,5.
  • Миспикель — FeAsS —34,3 %. Тығыҙлығы 5,6—6,2 г/см³ һәм Моос шкалыһы буйынса ҡатылығы 5,5—6.
  • Мелантерит — FeSO4•7H2O —Тығыҙлығы 1,8—1,9 г/см³.
  • Вивианит — Fe3(PO4)2•8H2O — тығыҙлығы 2,95 г/см³ һәм Моос шкалыһы буйынса ҡатылығы 1,5—2.

Быларҙан башҡа составында тимер булған минералдар:

  • ильменит — FeTiO3
  • магномагнетит — (Fe, Mg)[Fe2O4]
  • фиброферрит — FeSO4(OH)•4,5H2O
  • [ярозит — KFe3(SO4)2(OH)6
  • кокимбит — Fe2(SO4)3•9H2O
  • рёмерит — Fe2+Fe3+2(SO4)4•14H2O
  • графтонит — (Fe, Mn)3(PO4)2
  • скородит — Fe3+AsO4•2H2O
  • штренгит — FePO4•2H2O
  • феялит — Fe2SiO4
  • альмандит — Fe3Al2[SiO4]3
  • андрадит — Ca3Fe2[SiO4]3
  • гиперстен — (Fe, Mg)2[Si2O6]
  • геденбергит — (Ca, Fe)[Si2O6]
  • [эгирин — (Na, Fe)[Si2O6]
  • шамозит — Fe2+4Al[AlSi3O10](OH)6•nH2O
  • нонтронит — (Fe3+, Al)2[Si4O10](OH)2•nH2O

Алыу[үҙгәртергә]

Сәнәғәттә тимерҙе тимер рудаһынан, гематит (Fe2O3) һәм магнетиттан (Fe3O4) алалар.

Руданан тимерҙе айырып алыуҙың бер нисә ысулы бар. Иң киң таралғаны домна мейесендә.

Етештереүҙең беренсе этабы — домна мейесендә тимерҙе 2000 °C-та ҡайтарыу. Өҫтән тимер рудаһы һәм флюс (известняк) өҫтән бирелә, ә аҫтан йылы һауа ағымы бирелә .

Мейестә, кислород етешмәгәндә, кокс углерод монооксидына тиклем оксидлаша:

~\mathrm{2C+O_2 \ \longrightarrow \ 2CO\uparrow}

Үҙ сиратында углерод монооксиды тимерҙе ҡайтара. Реакция тиҙерәк үтһен өсөн йылытылған угар газды тимер оксиды(III) өҫтөнән үткәрәләр:

~\mathrm{3CO+Fe_2O_3 \ \longrightarrow \ 2Fe+3CO_2\uparrow}

Ҡушылған флюс оксидҡа тарҡала һәм руда составындағы кремний менән ҡушылып шлак барлыҡҡа килтерә. Шлак мейестә эрей, ул тимерҙән еңелерәк һәм эрегән тимер өҫтөнән айырып алып була. Домна мейесендә алынған тимер иретмәһендә углерод бик күп була. Алынған суйын артабан эшкәртеүгә китә.

Мартен мейестәрендә артыҡ көкөрт һәм фосфорҙан тимер иретмәһен таҙарталар. Электр мейесендә лигирланған (тутыҡмай торған ҡорос) ҡорос алалар.

Тимерҙе водород менән ҡайтарыу ысулы бар. Тимер рудаһын ваҡлап, махсус балсыҡ менән бутайҙар. Шахта мейесендә метан конверсияһы үткәрәләр. Водород окисланыу-ҡайтарылыу реакцияһында тимерҙе ҡайтара.

~\mathrm{Fe_2O_3+3H_2 \ \xrightarrow{100^\circ C} \ 2Fe+3H_2O},

Был ысулда тимер көкөрт һәм фосфор менән бысранмай.

Таҙа тимерҙе тоҙҙарҙан электролиз менән алалар.

Химик үҙенсәлеге[үҙгәртергә]

Биологик әһәмиәте[үҙгәртергә]

  1. Карапетьянц М. Х. Х., Дракин С. И. Общая и неорганическая химия: Учебник для вузов. — 4-е изд., стер. — М.: Химия, 2000, ISBN 5-7245-1130-4, с. 529
  2. Ҡалып:Р. Рипан, И. Четяну. Неорганическая химия. Химия неметаллов. Москва. "Мир". 1972. стр. 482−483. с. 871