Definicja Żelazo

Co to znaczy ŻELAZO - SYMBOL FE (Z ŁAC. FERRUM): Pierwiastek chemiczny w układzie okresowym położony w ekipie VIII, rozpoczynający triadę żelazowców. W starożytności żelazo poznano potem niż najstarsze metale: miedź, cynę, złoto, srebro i ołów, początkowo żelazo miękkie, potem stal. W VIII-VI w. przed naszą erą stal zaczęła wypierać brąz i spiż przy wyrobie broni. Recepty na towar stalowych mieczy były pilnie strzeżoną tajemnicą. W najwyższym stopniu wsławiła się stal damasceńska (z obszaru dzisiejszej Syrii) i stal japońska (miecze samurajów). Technologia żelaza uległa poprzez wieki ewolucji. W najdawniejszych czasach wytapiano je w dołach ziemnych wylepionych gliną z rozdrobnionej rudy zmieszanej z drewnem. Od X w. zaczęto budować dwumetrowe piece stojące. Na ziemiach polskich były to tak zwany dymarki, gdzie rudę ogrzewano z węglem drzewnym, a ciąg powietrza uzyskiwano dzięki miechów. Otrzymywano żelazne łupki - niewielkie bryłki metalu, wygrzebywane poprzez otwór w dolnej części pieca. Łupki przerabiano na stal, ogrzewając je z węglem, kując i hartując. Ciekłe żelazo uzyskano w piecach hutniczych dopiero w XIV w. Miało ono ograniczone wykorzystanie, bo nie umiano przerabiać go na stal. Dopiero w XVIII w. powstał tak zwany piec pudlarski, gdzie roztopiona surówka (żeliwo) stykała się z przepływającym strumieniem powietrza, nadmiar węgla spalał się i surówka zamieniała się na stal. W XIX w. opracowano do dzisiaj użytkowane metody przerobu surówki na stal: mechanizm Thomasa, Martina i Bessemera.
Żelazo jest srebrzystym, plastycznym metalem, ciemniejącym na powietrzu, łatwo poddającym się obróbce mechanicznej (temp. topnienia: 1535° C, temp. wrzenia: 3000° C). Naturalny pierwiastek jest mieszaniną czterech izotopów trwałych: 54Fe, 56Fe, 57Fe, 58Fe. W przyrodzie jest jednym z najpospolitszych pierwiastków: zawartość Fe w skorupie ziemskiej wynosi około 4%. Do głownych rud żelaza należą: magnetyt (tlenek żelazawo-żelazowy), hematyt, limonit, syderyt, piryt. Rodzime żelazo spotyka się tylko w meteorytach.
Żelazo jest metalem dość czynnym chemicznie. Łatwo rozpuszcza się w rozcieńczonych kwasach, utlenia się na powietrzu, w szczególności wilgotnym (rdzewieje). Podobnie odbywa się z żelazem zawartym w sokach wystawionych na działanie powietrza. Dlatego między innymi soki należy wypijać świeże, lub przechowuje się je w kartonach zabezpieczonych od wewnątrz - tak jak dla ochrony przed korozją powierzchnię wyrobów żelaznych pokrywa się warstwą metalu (cynku, niklu, kadmu) albo lakieru.
Sole żelazawe zawierające kation Fe2+ na przykład siarczan FeSO4 mają własności redukujące, łatwo utleniają się do soli żelazowych, zawierających kation Fe3+. Żelazo tworzy liczne związki kompleksowe (żelazocyjanek potasowy, żelazicyjanek potasowy). W przemyśle żelazo otrzymuje się poprzez wytapianie rud w procesie wielkopiecowym. Bardzo czysty metal można uzyskać poprzez rozkład pięciokarbonylku Fe(CO)5 (pięciokarbonylek - związek żelaza z pięciotlenkiem węgla). Ciekłe żelazo rozpuszcza dobrze węgiel, nie mniej jednak zawartość C ma spory wpływ na własności produktu. Stopy żelaza zawierające poniżej 1,5% C noszą nazwę stali, zawierające ponad 2,5% C - nazywają się żeliwem albo surówką. Stal zawiera austenit - stały roztwór węgla w żelazie, z kolei żeliwo - cementyt Fe3C (węglik żelaza). Żeliwo jest twarde i kruche, stal - miękka i plastyczna. Po zahartowaniu, polegającym na ogrzaniu metalu i szybkim ostudzeniu, stal staje się giętka i sprężysta. Nieodłączne dwa pierwiastki: żelazo i węgiel, które "spotykają" się także w organizmach żywych, od wieków fascynowały alchemików. To są fundamentalne, w najwyższym stopniu pierwotne pierwiastki - najwcześniej poznane i używane. Słowa: "żelazo" i "stal" stały się metaforycznym synonimem wspaniałego zdrowia, witalności i siły: "żelazne zdrowie", "stalowe nerwy", "silny jak stal". Sposób, w jaki hartuje się stal, do złudzenia przypomina hartowanie ludzkiego ciała w saunie, opierające na ogrzaniu, a w dalszym ciągu szybkim ostudzeniu w zimnej wodzie. Mięśnie (gdzie zawarte jest żelazo) po takim zabiegu stają się jak stal - są "giętkie" i sprężyste. Hartowanie ciała ludzkiego ma także wielki wpływ na układ nerwowy (stalowe nerwy).
W organizmach ludzkich i zwierzęcych żelazo jest składnikiem hemoglobiny - białka czerwonych ciałek krwi i bierze udział w procesach przenoszenia tlenu (chlorek żelazawy, chlorek żelazowy, siarczan żelazawy, siarczan żelazowy)