ŽELEZO - FERRUM - FE
Je to chemický prvok VIII.B skupiny periodickej sústavy (spolu s kobaltom a niklom patria do triedy železa). Železo bolo známe už v najstarších historických dobách. Latinský názov používali už Rimania v staroveku.
Železo je najpoužívanejší a najrozšírenejší kov na Zemi. V zemskej kôre sa nachádza takmer vždy v podobe zlúčenín s inými prvkami, zemské jadro však pozostáva zväčša z čistého železa. Výskyt čistého železa je vzácny (niektoré náleziská v Grónsku a Švédsku). Nachádza sa aj v tzv. železných meteoritoch, v podobe zliatín s niklom. Rudy vhodné na jeho výrobu sú najmä oxidy hematit (krveľ), magnetit (magnetovec), limonit (hnedeľ) a uhličitan siderit (ocieľok). Surové železo obsahuje okrem uhlíka aj rôzne prímesi, preto nemá vhodné vlastnosti na priame použitie. Jeho úpravou sa vyrábajú rôzne druhy liatin. Liatina je pomerne tvrdá, ale krehká, s malými možnosťami ďalšieho spracovania. Má však veľmi dobré lejacie vlastnosti. Preto sa používa na výrobky, kde nie je požadovaná veľká presnosť opracovania a ktoré je možné vyrobiť odlievaním (napr. poklopy, radiátory). Existujú však aj typy liatin s upravenými vlastnosťami.
Príprava technických druhov železa sa rozdeľuje na dve fázy:
- redukcia rudy na kov (surové železo)
- čistenie železa a jeho úprava na zliatinu požadovaných vlastností (kujné železo a oceľ)
Prvý proces – hutnícke spracovanie železa, prebieha vo vysokých peciach. Takto vyrobené surové železo je krehké a nie je kujné.
Druhý proces – skujňovanie, sa robí podľa Siemensovho – Martinovho a konvertorového spôsobu.
Odstraňovaním uhlíka zo surového železa sa získava oceľ, ktorá je neporovnateľne lepšie spracovateľná, je kujná, ohybná. Prísadami iných kovov (mangán, chróm, vanád, volfrám, kobalt a i.) sa upravujú rôzne mechanické vlastnosti ocele (pevnosť, tvrdosť, chemická odolnosť a mnoho ďalších). S oceľou sa stretávame v každodennom živote (doprava, priemysel, stroje, stavebníctvo).
Chemicky čisté železo sa vyrába termickým rozkladom pentakarbonylu železa. Laboratórne sa pripravuje redukciou čistého oxidu železitého vodíkom alebo elektrolýzou vodných roztokov železnatých solí. Železo je kov neušľachtilý, lesklo sivý, nie veľmi tvrdý. Teplota topenia je 1535 stupňov Celzia a teplota varu je 3000 stupňov Celzia. Známe je vo dvoch alotropických
modifikáciach.
Pod teplotou 768 stupňov Celzia sa v magnetickom poli stáva silne magnetický. Jeho chemická reaktivita závisí od jemnosti častíc. Vo veľmi jemne rozptýlenom stave je pyroforycké. Kompaktné železo reaguje so suchým vzduchom až pri zahrievaní nad 150 stupňov Celzia. Pri žíhaní vzniká oxid železnato – železitý. Za horúca sa dobre zlučuje s chlórom, so sírou a fosforom. S dusíkom sa priamo nezlučuje. Prejavuje silnú tendenciu zlučovať sa s uhlíkom a s kremíkom, respektíve sa s nimi zlievať. Železo má veľkú afinitu ku kyslíku. Na vlhkom vzduchu podlieha korózií, t.j. na svojom povrchu sa postupne mení na oxidohydroxid železitý. Železné predmety sa chránia pred koróziou pokovovaním ich povrchu napríklad zinkom, cínom, chrómom, niklom alebo farebným náterom. Mimoriadne účinná je ochrana železa premenou jeho povrchu na fosforečnan železnatý (fosfatizácia).
V zriedených kyselinách sa železo rozpúšťa za vzniku vodíka, vznikajú železnaté soli. V zlúčeninách s inými prvkami je železo známe v oxidačnom stupni –II, -I, 0, II, III, IV, V, VI.
Železo vystupuje v zlúčeninách zväčša v oxidačnom stupni II a III. Železnaté soli sa pripravujú rozpúšťaním železa v príslušných kyselinách. Hydratované železnaté katióny sú zelené. Železnaté soli sa vo vodnom roztoku čiastočne hydrolyzujú. V roztoku kryštalizujú obyčajne ako hydráty. Na vzduchu nie sú celkom stále. Majú redukčné vlastnosti. Železité soli sa pripravujú oxidáciou príslušných železnatých solí alebo rozpúšťaním čerstvo zrážaného hydroxidu železitého v príslušných kyselinách. Hydratované železité katióny sú bezfarebné. Železité soli sa vo vodnom roztoku čiastočne hydrolyzujú. Produkty hydrolýzy sú sfarbené do žlta až do hneda. Železité soli majú oxidačné vlastnosti.
Napríklad: jodidový anión oxiduje v kyslom prostredí kvantitatívne ne jód, čo sa využíva na kvantitatívne stanovenie železa. K najznámejším komplexným zlúčeninám železa patria: hexakyanoželezitan a hexakyanoželeznatan draselný.
Zlúčeniny: hydroxid železnatý, hydroxid železitý, oxid železnatý, oxid železnato – železitý, pentakarbonyl železa, sírnik železnatý, dvojsírnik železnatý, chlorid železitý, síran železnatý, síran železnato – amónny, železnany.
Využitie: Železo je jedným z najvýznamnejších kovov súčasnej techniky. Jeho ročná spotreba je vyše 200 miliónov ton, najmä vo forme ocele, respektíve špeciálnych ocelí ako kremíkové, mangánové, rýchlorezné, nehrdzavejúce, samokaliteľné ocele inovarova oceľ a podobne.
ŽELEZO V ĽUDSKOM TELE
Železo je najbohatšie sa vyskytujúci stopový prvok v ľudskom tele - asi 4 g. Je nevyhnutné pre život, keďže je potrebné k tvorbe hemoglobínu, k vzniku myoglobínu (červeného svalového farbiva) a niektorých enzýmov. Hemoglobín ako súčasť červených krviniek transportuje z pľúc do tkanív kyslík, potrebný na oxidačné procesy v bunkách. Asi 70 % železa viazaného v tele je súčasťou hemoglobínu. Ten nemá dlhú životnosť, musí sa neustále obnovovať v cykle 120 dní. Nedostatok železa v krvi spôsobuje nedostatok červených krviniek. Ich najdôležitejšia úloha je už pri vývoji mozgu nenarodeného dieťaťa. Železo zvyšuje odolnosť organizmu voči chorobám. Železo ovplyvňuje látkovú premenu glukózy v bunkách, produkciu protilátok, detoxikáciu liekov v pečeni, premenu karoténu na vitamín A, tvorbu kolagénov a purínov, metabolizmus vitamínov skupiny B, podporuje rast, navracia pokožke dobré napätie.
