Оксид железа и его получение из минерального сырья

Каждый человек встречается при ведении своего домашнего хозяйства с таким явлением, как ржавчина. Он знает, что это результат окисления железа.

Как образуется ржавчина?

Любое металлическое изделие содержит определенное количество элемента железа: сталь, лигатура и др. Оно участвует во многих технологических процессах получения различных металлов. Элементы железа содержатся в земной коре. Этот металл добавляется в процессе производства многих видов продукции, и полностью избавиться от него практически не удается, а в некоторых случаях в этом нет необходимости. Данный элемент, присутствуя в металлическом изделии, со временем окисляется под действием воздуха, влаги, воды, и в результате на поверхности образуется оксид железа 3. Конечно, продукция покрывается защитным слоем, но его легко нарушить, подвергнув любому техническому воздействию со стороны.

Основные свойства

Оксид железа - очень пластичный серебристый металл. Он хорошо поддается многим видам механической обработки: ковке, прокатке. Способность его растворять в себе многие элементы нашла широкое применение в производстве многих сплавов. Данный химический элемент взаимодействует практически со всеми разбавленными кислотами, образуя соединения соответствующей валентности. Но в концентрированных кислотах он ведет себя очень пассивно. Чистое железо получают путем технической обработки минерального сырья, в котором присутствует в основном оксид железа.

Соединения 

Железо образует соединения двух рядов: соединения 2-валентные и 3-валентные. Каждое из них характеризует свой оксид. Образуются соединения железа путем растворения в кислотах. Соли железа 3 сильно гидролизуются, поэтому имеют такую желто-бурую окраску, хотя сам элемент бесцветен. Соединения железа широко применяются в металлургии в качестве восстановителей, в народном хозяйстве при борьбе с вредителями, в текстильной промышленности и т.д. Безводный оксид железа 2 получают из оксида 3 путем восстановления в виде черного порошка, в то время как получение оксида железа 3 происходит путем прокаливания гидроксида железа 3. Оксиды лежат в основе получения солей железной кислоты. Встречаются еще также малоизвестные соединения этой кислоты и соединения с валентностью +6. При сплавлении оксида 3 образуются ферриты и ферраты, новые, пока еще не очень хорошо изученные соединения.

Распространённость в природе

Описываемый элемент и его соединения очень широко распространены в природе. В виде красного, бурого железняка встречается оксид железа 3, в виде магнитного железняка - Fe3O4. Для производства серной кислоты применяется железный колчедан (сульфид). Оксиды служат основным источником получения стали и чугуна. Сталь и чугун имеют примерно одинаковый состав, единственным различием является содержание углерода. Сплавы железа, содержащие меньше 2.14% углерода, носят название сталей, а больше 2.14% - чугуна. Это распределение не подходит для сложных сталей, таких как легированные, потому что они имеют более сложный состав и характеризуются наличием дополнительных элементов.