鐵的自述

我是鐵,大家都應(yīng)該認(rèn)識(shí)我,是人體所必需的微量元素,同為人體必需微量元素的還有鋅、銅、碘、硒、錳,何為微量元素?微量元素指人體內(nèi)含量介于體重0.01%~0.005%?的元素。雖然我在人體中所占比例很少,幾乎相當(dāng)一枚4cm長(zhǎng)的鐵釘,但是依質(zhì)量計(jì),我是在地球上是占比最多的元素,為地球外核和內(nèi)核的主要成分。我也是地殼中含量第四多的元素,是宇宙中第六豐富的元素,在宇宙中我是大質(zhì)量恒星的硅燃燒過(guò)程在恒星核合成的最后放熱階段形成的。

地殼中的純鐵十分稀少,基本上只存在于隕石中。鐵礦的蘊(yùn)藏量相當(dāng)豐富,但要提煉出可用的鐵金屬,需要可以達(dá)到1500 °C以上的窯或火爐,比冶煉銅的溫度還要高500 °C。僅在公元前2000年左右,人類開始在歐亞大陸導(dǎo)入這一制程,大約在公元前1200年,鐵在某些地區(qū)開始取代銅合金,作為工具或武器,這個(gè)事件被認(rèn)為是從銅器時(shí)代過(guò)渡為鐵器時(shí)代,歷史上的一些帝國(guó)由此技術(shù)的突破而誕生??窗捎捎谖业拇嬖诟淖兞藲v史進(jìn)程。由于鐵的機(jī)械性能和低成本,鐵合金(如鋼、不銹鋼和合金鋼)是到目前為止仍是最常見的工業(yè)金屬。

我在成年人的身體中主要分布在血紅蛋白和肌紅蛋白。這兩種蛋白質(zhì)在脊椎動(dòng)物代謝中扮演極為重要的角色,前者負(fù)責(zé)在血液中運(yùn)送氧氣,而后者則承擔(dān)起在肌肉中儲(chǔ)藏氧氣的責(zé)任。我也是許多氧化還原酶的活性位置上的金屬,其涉及細(xì)胞呼吸作用及植物和動(dòng)物的氧化還原反應(yīng)。

雖然我最常見的氧化態(tài)為二價(jià)鐵離子和三價(jià)鐵離子。但是我可形成各種氧化態(tài)的化合物(-2到+7),我也可形成多種錯(cuò)合物,例如:二茂鐵、草酸鐵離子及普魯士藍(lán)。

二茂鐵 C10H10Fe

草酸鐵鉀K3[Fe(C2O4)3]

普魯士藍(lán)Fe7(CN)18?14H2O

大家最熟悉的摸過(guò)于三氧化二鐵了,鐵銹和赤鐵礦的主要成分,在雜質(zhì)碳的存在下,與環(huán)境中的水份和氧氣反應(yīng),我便會(huì)生銹。

氧化鐵

我喜歡C和CO氧化鐵可以與碳混合后加熱,生成鐵和二氧化碳。 工業(yè)上常用焦炭和焦炭不完全燃燒產(chǎn)生的CO還原赤鐵礦,以產(chǎn)生生鐵(含0.03%-2%的碳),我于是被還原出來(lái)了。

我可不喜歡離子化合物和水、酸性化合物、高溫、被刮擦、活潑性較低的金屬接觸,那樣會(huì)另我容易生銹。

為了防止生銹,我需要穿一些外衣,比如涂上油漆,塑料,油,油脂,覆蓋其他金屬,例如鋅等。

我盡管被氧化了也有許多用途,我常被人們拿來(lái)做顏料。威尼斯紅、赭石等顏料里面的主要成分為氧化鐵。

那么在哪里找我呢:赤鐵礦(Fe2O3),含鐵量在50%~60%之間;磁鐵礦(Fe3O4),含鐵量60%以上,有亞鐵磁性,此外還有褐鐵礦(Fe2O3·nH2O)、菱鐵礦(FeCO3)和黃鐵礦(FeS2),它們的含鐵量低一些,但比較容易冶煉。

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