geležis

geležis (feritas) meteorite

geležs (Ferrum), Fe, periodinės elementų sistemos VIII B grupės cheminis elementas. Blizgantis, sidabriškai pilkas metalas. Plastiška, kali, lengvai štampuojama ir valcuojama. Pagal temperatūrą būna trijų kristalinių atmainų: alfa geležis (patvari iki 917 °C), gama geležis (917–1394 °C) ir delta geležis (aukštesnėje kaip 1394 °C). 769 °C temperatūroje (Curie temperatūra) geležis iš feromagnetiko tampa paramagnetiku nekintant kristalinei gardelei ir kitoms savybėms. Drėgname ore geležis oksiduojasi (rūdija) – reaguoja su oro deguonimi sudarydama oksidą Fe₂O₃ · nH₂O. Sausame ore, 250–300 °C temperatūroje pasidengia atsparia, kompaktiška, saugančia nuo tolesnės oksidacijos oksidų plėvele. Tirpsta praskiestose rūgštyse ir karštuose koncentruotuose šarmų tirpaluose, koncentruotos azoto (nitrato) ir sieros (sulfato) rūgštys geležį pasyvina. Kambario temperatūroje geležis reaguoja su halogenais, kaitinant – su siera, fosforu, anglimi, siliciu.

Skystoje geležyje tirpsta daugelis metalų (išskyrus šviną, bismutą ir sidabrą) ir kai kurie nemetalai (anglis, siera, fosforas, arsenas, vandenilis, azotas, deguonis). Iš geležies junginių svarbiausi dvivalentės ir trivalentės geležies junginiai: sulfatai, chloridai ir oksidai bei Berlyno mėlynasis. Trivalentės geležies junginiai gaunami oksiduojant dvivalentės geležies junginius (pvz., oro deguonimi). Jie lengviau hidrolizuojasi tirpaluose negu dvivalentės, todėl iš giluminių šaltinių išgautas ir daug geležies turintis vanduo pastovėjęs drumsčiasi – iškrinta iš dvivalentės į trivalentę geležį oro deguonimi oksiduoti ir hidrolizuoti, mažai tirpūs trivalentės geležies junginiai. Dvivalentės geležies sulfatas FeSO₄ (žaliasis akmenėlis) naudojamas medienai konservuoti, pigmentams gaminti, kaip fungicidas, medicinoje, analizinėje chemijoje. Trivalentės geležies sulfatas Fe₂(SO₄)₃ – nerūdijančiajam plienui, vario ir aliuminio lydiniams ėsdinti, oksidui Fe₂O₃ (pigmentas) ir geležies alūnui gauti, kaip kandikas dažant pluoštus ir audinius. Iš geležies chloridų didžiausią praktinę reikšmę turi geležies trichloridas FeCl₃, naudojamas chloravimui, kaip koaguliantas valant vandenį, kandikas. Geležies oksidas FeO – juodi kristalai; naudojamas metalinei geležiai ir feritams gaminti, kaip keramikos ir karščiui atsparių emalių sudedamoji dalis, pigmentas. Mišrusis geležies oksidas Fe₃O₄(FeO · Fe₂O₃) – juodi kristalai (mineralas magnetitas); naudojamas kaip ketaus ir plieno žaliava, spalvotojo cemento, feritų, pigmentų, keraminės išklojos, šarminių akumuliatorių aktyviosios masės sudedamoji dalis. Digeležies trioksidas Fe₂O₃ – kristalai nuo rudos iki tamsiai raudonos spalvos; naudojamas kaip geltonas, raudonas ir rudas pigmentas, t. p. feritų, magnetinių juostų gamyboje. Mėlynos spalvos pigmentas Berlyno mėlynasis naudojamas mėlyniems, su švino ir cinko chromatais – žaliems dažams gaminti. Pagal paplitimą gamtoje geležis yra antras po aliuminio metalas. Randama daugiausia junginiuose, kartais – kaip grynuolis (feritas); grynos geležies yra meteorituose ir sustingusioje magmoje. Žinoma daugiau kaip 300 geležies mineralų, sudarančių geležies rūdą. Svarbiausi mineralai: magnetitas Fe₃O₄, hematitas Fe₂O₃, getitas alfa FeO·OH, gama lepidokrokitas FeO·OH, limonitas FeO·OH·nH₂O, sideritas FeCO₃, ilmenitas FeTiO₃.

Geležies yra visuose organizmuose (vidutiniškai apie 0,02 %). Ji būtina deguonies apykaitai, oksidacijos reakcijoms. Augalai geležį ima iš dirvos. Jos trūkumas slopina chlorofilo sintezę, dėl to augalai menkiau auga, atsiranda chlorozė. Geležies perteklius augalams kenkia (pvz., sukelia ryžių žiedų sterilumą). Suaugusio žmogaus organizme yra apie 3–5 g (30–50 mg/kg) geležies. Ji yra hemoglobino, mioglobino, kai kurių fermentų sudėtinė dalis, būtina sintetinant dopaminą, serotoniną, katecholaminus. Žmogus ir gyvūnai geležį gauna su maistu. Paros norma 12–19 m. jaunuoliui – 12–19 mg, vyrui – 6–8 mg, moteriai – 12–15 mg (nėščiai 4 mg didesnė) geležies. Daug geležies yra kepenyse, kiaušinio trynyje, ankštinių augalų sėklose, avižose, burokėliuose, mėsoje, žuvyje. Geležis įsiurbiama plonojoje žarnoje. Geležies įsiurbimą slopina kalcis, selenas, celiuliozė, pektinas, skatina askorbo rūgštis. Geležis geriau pasisavinama iš gyvūninio maisto (30 %) negu iš augalinio (7–10 %). Beveik visa geležis susijungia su baltymais, sudarydama feritinus, kurie kaip geležies atsarga kurį laiką daugiausia būna kepenyse ir blužnyje; iš ten su krauju patenka į visus organus. Naujagimiai turi tiek geležies atsargų, kad jų pakaktų eritrocitų gamybai pusei metų. Dėl geležies stygiaus sutrinka kvėpavimas, atsiranda anemija. Geležis katalizuoja reakcijas, kurių metu susidaro laisvieji radikalai, todėl per didelis jos kiekis maiste ir organizme didina riziką susirgti širdies ir kraujagyslių ligomis, vėžiu. Geležis pasišalina iš organizmo per storosios žarnos sienelę ir nedideliais kiekiais su šlapimu.

Geležis gaunama iš rūdų jas lydant, gryna – elektrolizuojant geležies druskas, redukuojant grynus geležies oksidus, skaidant geležies pentakarbonilą Fe(CO)₅. Gryna geležis naudojama elektromagnetų šerdims, elektros mašinų inkarams, šarminių akumuliatorių plokštėms, magnetinėms juostoms gaminti, kaip katalizatorius. Apie 95 % geležies sunaudojama įvairiems lydiniams, daugiausia ketui ir plienui lydyti. Geležis buvo žinoma jau gilioje senovėje. Manoma, iš pradžių pradėta naudoti meteoritinė geležis. Vėliau, išmokus išlydyti iš rūdos, pamažu pakeitė vario lydinius, dėl to pasikeitė ištisas žmonijos istorijos laikotarpis – iš bronzos amžiaus pereita į geležies amžių.

2509

2082