Перегляд вихідного коду сторінки Залізо

{{Хімічний елемент|Залізо(Fe)<!--Назва-->|26<!--Атомний номер-->|ковкий, в'язкий сріблясто-білий [[метал]][[Файл:Iron electrolytic and 1cm3 cube.jpg|міні|200пкс|ліворуч]]<!-- Зовнішній вигляд-->|55,847<!--Атомна маса-->|126<!--Радіус атома-->|759,1(7,87)<!--Енергія іонізації-->|[Ar] 3d<sup>6</sup> 4s<sup>2</sup><!--Електронна конфігурація-->|117<!--Ковалентний радіус-->|(+3e) 64 (+2e)74 <!--Радіус іона-->|1,83<!--Електровід'ємність-->|0<!--Електродний потенціал-->|6, 3, 2, 0<!--Ступені окислення-->|7,874<!--Густина-->|25,14<!-- Молярна теплоємність-->|80,4<!--Теплопровідність-->|1808<!--Температура плавлення-->|13,8<!--Теплота плавлення -->|3023<!--Температура кипіння-->|~340<!--Теплота випаровування-->|7,1<!--Молярний об'єм-->|кубічна<br /> об'ємноцентрована<!--Структура решітки-->|2,870<!--Період решітки-->|n/a<!--Відношення c/a-->|467<ref>[https://books.google.com.ua/books?id=rN1yVmUYcgUC&pg=PA537 A Course In Thermodynamics, Volume 2] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190301013325/https://books.google.com.ua/books?id=rN1yVmUYcgUC&pg=PA537 |date=1 березня 2019 }}{{ref-en}}</ref><!--Температура Дебая-->}}
{{Otheruses|Залізо (значення)}}

'''Залі́зо''', ''фе́рум''<ref name=ДСТУ>{{ДСТУ 2439:2018|с=2}}</ref> ([[хімічний знак]]&nbsp;— <chem>Fe</chem>, {{lang-la|ferrum}})&nbsp;— [[хімічний елемент]] з [[Атомний номер|атомним номером]] '''26''', що належить до [[Група 8 періодичної системи елементів|8-ї групи]], [[Період 4 періодичної системи елементів|4-го періоду]] [[Періодична система хімічних елементів|періодичної системи хімічних елементів]].

[[Проста речовина]]&nbsp;— '''залі́зо''', сріблясто-сірий, електропровідний, пластичний і ковкий [[метал]]. Його [[твердість]] за Брінеллем не перевищує 100 [[Метод Брінелля|HB]]; [[модуль Юнга]]&nbsp;— 190—210·10<sup>3</sup> МПа; [[модуль зсуву]]&nbsp;— 8,4·10<sup>3</sup> МПа; [[границя міцності]] на розрив&nbsp;— 170—210 МПа, [[границя плинності]]&nbsp;— 100 МПа; [[ударна в'язкість]]&nbsp;— 300 МПа; середня [[питома теплоємність]] (273—1273 К)&nbsp;— 640,57 Дж/кг·К; [[густина]]&nbsp;— 7874 кг/м³. На повітрі легко окиснюється, вкриваючись [[іржа|іржею]] FeO·nH<sub>2</sub>O, що сповільнює подальше його руйнування. Серед інших породотвірних елементів залізо має максимальну атомну масу.

== Походження назви ==
Українське «залізо» походить від давнішого «желізо» ({{lang-orv|желѣзо, железо, жельзо}}): спочатку відбулася [[асиміляція (мовознавство)|асиміляція]] «ж» зі «з» у третьому складі («зелізо»), потім початкове «зе-» змінилося на «за-» внаслідок [[Аналогія (мовознавство)|зближення]] з приставкою «за».<ref name="ЕСУМ">{{ЕСУМ2}}</ref>
 
Згідно з основною версією, {{lang-x-slav|*želězo}} ({{lang-uk|залізо}}, {{lang-be|жалеза}}, {{lang-ru|железо}}, {{lang-cu|желѣзо}}, {{lang-bg|желязо}}, {{lang-sr|жељезо/željezo}}, {{lang-pl|żelazo}}, {{lang-cs|železo}}, {{lang-sl|železo}}) походять від {{lang-x-ie|*ghelghos}} («щось тверде»).<ref name="ЕСУМ"/> У [[праіндоєвропейська мова|праіндоєвропейській мові]] слова для означення заліза, судячи з всього, не було: існування індоєвропейської мовно-культурної спільності закінчується у [[Бронзова доба|добу ранньої бронзи]]. Отже, слова зі значенням «залізо» у кожній індоєвропейській мові виникли пізніше і від різних коренів. Праслов'янському ''*želězo'' співзвучні слова для позначення цього металу у [[балтійські мови|балтійських мовах]]: {{lang-lt|geležis}}, [[Жемайтський діалект|жем.]] ''gelžis'', {{lang-lv|dzels}}, [[Прусська мова|прусськ.]] ''gelso''. [[Балто-слов'янська мовна спільність|Балтослов'янська]] назва заліза вважається похідною від праіндоєвропейського слова ''*ghelghos''<ref name="ЕСУМ"/> і відбиває велику твердість цього матеріалу порівняно з раніш уживаними металами&nbsp;— [[Мідь|міддю]], [[Бронза|бронзою]]. У грецькій мові похідні від ''*ghelghos'' мають значення «мідь» (''χαλκος'') та «[[черепаха]]» (''χελυς''). З того ж давнього кореня слова ''[[жовно]], [[жолудь]], [[залоза]]'', [[староукраїнська мова|староукр.]] ''желв'' і {{lang-cu|желы, жьлы}} («черепаха»).<ref name="ЕСУМ"/>

Інша версія&nbsp;— від [[санскрит]]ського «джальжа», що означало «метал», «руда»<ref>Мезенин Н.&nbsp;А. Занимательно о железе. М. «Металлургия», 1972. 200 с.</ref>. Висловлювалася також думка про запозичення цього слова балто-слов'янами з якоїсь мови [[Доіндоєвропейський субстрат|доіндоєвропейського населення Європи]].<ref name="ЕСУМ"/>

Друга наукова назва хімічного елемента і термін у [[романські мови|романських мовах]] ({{lang-it|ferro}}, {{lang-fr|fer}}, {{lang-es|hierro}}, {{lang-pt|ferro}}, {{lang-ro|fier}}) походить від {{lang-lat|ferrum}}. Латинське ''ferrum'', скоріш за все, запозичене із якоїсь східної мови, ймовірно, з [[фінікійська мова|фінікійської]] (для порівняння: {{lang-he|barzel}}, [[Шумерська мова|шум.]] ''barzal'', [[Ассирійська мова|ассир.]] ''parzilla'').<ref>Walde A. Lateinisches etymologisches Wörterbuch.&nbsp;— Carl Winter's Universitätsbuchhandlung.&nbsp;— 1906.&nbsp;— С. 285.</ref>

[[Германські мови]] запозичили назву заліза ([[Готська мова|готськ.]] ''eisarn'', {{lang-en|iron}}, {{lang-de|Eisen}}, {{lang-nl|ijzer}}, {{lang-da|jern}}, {{lang-sv|järn}}) з [[Кельтські мови|кельтських мов]].<ref>Мейе, А. Основные особенности германской группы языков / А. Мейе. М., 1952.</ref>

== Поширення в природі ==
За поширеністю у природі залізо посідає друге місце серед металів (після [[алюміній|алюмінію]]): на нього припадає 5,10&nbsp;% маси [[Земна кора|земної кори]], а за вмістом у ній посідає 4-те місце. Зустрічається виключно у вигляді сполук&nbsp;— вільне залізо знаходять лише в [[метеорит]]ах.

Залізо&nbsp;— поширений елемент метеоритної речовини: в [[хондрит|кам'яних метеоритах]] міститься до 25&nbsp;%, а в [[сидерити|залізних]] 90,85 мас.% Fe. Космічна поширеність заліза близька до його вмісту в [[Фотосфера|фотосфері]] [[Сонце|Сонця]]&nbsp;— 627 г/т. Частка заліза в речовині Землі досить велика&nbsp;— 38,8&nbsp;%. Найбідніша на залізо&nbsp;— [[поверхня Землі]].

Найважливішими природними сполуками заліза, що мають промислове значення, є [[магнітний залізняк]] Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>, [[червоний залізняк]] Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, [[бурий залізняк]] Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> · nH<sub>2</sub>O та [[пірит]] FeS<sub>2</sub>. Оксиди заліза служать [[руда]]ми, з яких добувають залізо, а сульфіди&nbsp;— сировиною для сульфатно-кислотного виробництва.

Поширеність заліза в гірських породах (% за масою): ультраосновні&nbsp;— 9,85; основні&nbsp;— 8,56; середні&nbsp;— 5,85; кислі&nbsp;— 2,70; лужні&nbsp;— 3,60; осадові&nbsp;— 3,33. Відомо понад 300 мінералів, що містять залізо: [[оксид]]и, [[сульфід]]и, [[силікат]]и, [[фосфат]]и, [[карбонат]]и та ін.

Найважливіші [[мінерал]]и заліза: [[гематит]] Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> (70&nbsp;% Fe), [[магнетит]] Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub> (72,4&nbsp;% Fe), [[ґетит]] FeOOH (62,9&nbsp;% Fe), [[лепідокрокіт]] FeO(OH) (62,9&nbsp;% Fe), [[лімоніт]]&nbsp;— суміш гідроксидів Fe з SiO<sub>2</sub> та ін. речовинами (40-62&nbsp;% Fe), [[сидерит]] FeCO<sub>3</sub> (48,2&nbsp;% Fe), [[ільменіт]] FeTiO<sub>3</sub> (36,8&nbsp;% Fe), [[шамозит]] (34-42&nbsp;% FeO), [[вівіаніт]] (43,0&nbsp;% FeO), [[скородит]] (34,6&nbsp;% Fe<sub>2</sub>О<sub>3</sub>), [[ярозит]] (47,9&nbsp;% Fe<sub>2</sub>О<sub>3</sub>) та ін.

Багаті родовища магнітного залізняка зосереджені на [[Урал]]і поблизу [[Магнітогорськ]]а та в [[Курська область|Курській області]] (так звана [[Курська магнітна аномалія]]). Родовища червоного залізняка є в Україні поблизу м. [[Кривий Ріг]]. Родовища бурого залізняка зосереджені на [[Керченський півострів|Керченському півострові]]. Крім того, потужні родовища залізних руд виявлено і в інших місцях&nbsp;— на [[Кольський півострів|Кольському півострові]], в [[Сибір]]у і на [[Далекий Схід|Далекому Сході]].

== Ізотопи ==
{{main|Ізотопи заліза}}
Природне залізо складається з чотирьох стабільних ізотопів: <sup>54</sup>Fe (ізотопна поширеність 5,845&nbsp;%), <sup>56</sup>Fe (91,754&nbsp;%), <sup>57</sup>Fe (2,119&nbsp;%) і <sup>58</sup>Fe (0,282&nbsp;%). Також відомо понад 20 нестабільних ізотопів заліза з масовими числами від 45 до 72, найстійкіші з яких&nbsp;— <sup>60</sup>Fe (період напіврозпаду за уточненими в 2009 році даними становить 2,6 мільйона років<ref>
{{cite journal
 |author=
 |year=
 |title=New Measurement of the <sup>60</sup>Fe Half-Life
 |journal=Physical Review Letters
 |volume=103 |issue= |pages=72502
 |doi=10.1103/PhysRevLett.103.072502
| issn=0031-9007}} {{ref-en}}</ref>), <sup>55</sup>Fe (2,737 року), <sup>59</sup>Fe (44,495 доби) і <sup>52</sup>Fe (8,275 години); інші ізотопи мають період напіврозпаду менше 10 хвилин<ref name="Nubase2003">G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and A. H. Wapstra (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties» {{ref-en}}</ref>.

Ізотоп заліза <sup>56</sup>Fe належить до найстабільніших ядер із найбільшою енергією зв'язку у розрахунку на один [[нуклон]]. Усі попередні елементи можуть збільшувати ядерну енергію зв'язку за рахунок синтезу, а всі наступні&nbsp;— лише шляхом розпаду. Вважають, що залізом закінчується процес синтезу елементів в ядрах нормальних зірок. Раніше вважалося, що всі наступні елементи можуть утворитися тільки в результаті вибухів [[наднова|наднових]]<ref>''Ю.&nbsp;М.&nbsp;Широков, Н.&nbsp;П.&nbsp;Юдин.'' Ядерная физика. М.: Наука, 1972. Глава ''Ядерна космофізика''. {{ref-ru}}</ref>. Проте за сучасними уявленнями, синтез елементів, важчих за залізо, відбувається не лише у наднових, а й у надрах зір-гігантів на пізніх стадіях їх еволюції завдяки [[s-процес]]у.

[[Файл:Eisen 1.jpg|Шматок заліза високої (99,97&nbsp;%) чистоти|thumb]]
[[Файл:IronInRocksMakeRiverRed.jpg|thumb|[[Гідротермальне джерело]] з високим вмістом заліза]]

== Історія заліза ==
{{Main|Історія металургії заліза}}
Використання заліза почалося набагато раніше, ніж його виробництво. Перші залізні вироби мали космічне (метеоритне) походження і були виготовлені з уламків метеоритів ще в III—II тис. до н.&nbsp;е. Час від часу знаходили шматки сірувато-чорного металу, який перековували на [[кинджал]] або наконечник списа, що був зброєю міцнішою і пластичнішою, ніж [[бронза]], і довше тримав гостре лезо.

Першим кроком у зародженні металургії заліза було отримання його шляхом відновлення з окису. Руда перемішувалася з деревним вугіллям і закладалася в піч. При високій температурі, створюваної горінням вугілля, вуглець починав з'єднуватися не лише з атмосферним киснем, але і з тим, що пов'язаний з атомами заліза. Після вигоряння вугілля в печі залишалася так звана криця&nbsp;— грудка речовини з домішкою відновленого заліза. Крицю потім знову розігрівали і піддавали обробці куванням, вибиваючи залізо із шлаку. Таке залізо не відрізнялося твердістю та пружністю, тому мало обмежену сферу застосування.

Вперше залізо навчилися обробляти народи [[Анатолія|Анатолії]]. Давньогрецька традиція вважала відкривачем заліза народ халібів, для яких традиційно вживалася стійка назва «батько заліза», і сама назва народу бере початок саме від грецького слова Χάλυβας («залізо»).

«Залізна революція» почалася на межі I тисячоліття до н.&nbsp;е. в Ассирії. З VIII століття до н.&nbsp;е. зварне залізо швидко стало поширюватися в Європі. Першими, хто почав на землях сучасної України виплавляти з болотної руди залізо, були [[кімерійці]] (VII ст. до н.&nbsp;е.)<ref>Історія України: Навчальний посібник / Бойко О. Д.&nbsp;— К.: [[Академвидав]], 2006.- 686 c.</ref>. У IV—III ст. до н.&nbsp;е. більша частина арсеналу зброї скіфських воїнів&nbsp;— мечі, кинджали, бойові сокири тощо було виготовлено з заліза. У III столітті до н.&nbsp;е. залізо витіснило бронзу в Галлії, у II столітті нової ери з'явилося у Німеччині, а в VI столітті нашої ери вже широко вживалося в Скандинавії. В Японії залізна доба настала лише в VIII столітті нашої ери.

Побачити залізо у рідкому стані металурги змогли лише в XIX столітті, однак, ще на початку I тисячоліття до нової ери&nbsp;— індійські майстри зуміли вирішити проблему отримання пружної сталі без розплавлення заліза. Таку сталь називали [[булат (метал)|булатом]], але через складність виготовлення і відсутність необхідних матеріалів у більшій частині світу ця сталь так і залишилася індійським секретом на тривалий час.

Технологічніший шлях одержання пружної сталі, при якому не потрібні ні особливо чиста руда, ні графіт, ні спеціальні печі, було винайдено в Китаї в II столітті нашої ери. Сталь перековували дуже багато разів, під час кожного кування складаючи пластину вдвічі, внаслідок чого виходив відмінний матеріал для зброї, що отримав назву [[дамаська сталь]], з якого, зокрема, робилися японські [[катана|катани]].

З XVI століття в Європі набув поширення так званий переробний процес у металургії&nbsp;— технологія, при якій залізо ще при отриманні за рахунок високої температури плавлення і інтенсивного навуглецьовування перетворюється на чавун, а вже потім, рідкий чавун, звільняючись від зайвого вуглецю при відпалі в горнах, перероблявся на сталь.

== Отримання ==
У промисловості залізо отримують із [[Залізна руда|залізної руди]], в основному з піриту, гематиту (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) і магнетиту (FeO · Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>).

Існують різні способи отримання заліза з руд. Найпоширенішим є [[доменний процес]].

Перший етап виробництва&nbsp;— відновлення заліза [[Вуглець|вуглецем]] у доменній печі за температури 2000&nbsp;°C. У доменну піч вуглець (у вигляді [[кокс]]у), залізна руда (у вигляді агломерату або окатишів) і [[флюс]] (наприклад, [[вапняк]]) подаються зверху, а знизу нагнітається гаряче повітря.

У печі вуглець у вигляді коксу окислюється до [[Монооксид вуглецю|монооксиду вуглецю]]. Цей оксид утворюється під час горіння в умовах нестачі кисню:
: <math>~\mathrm{2C+O_2 \ \longrightarrow \ 2CO\uparrow}</math>

У свою чергу, монооксид вуглецю відновлює залізо з руди. Щоб реакція йшла швидше, нагрітий [[чадний газ]] пропускають через [[оксид заліза(III)]]:
: <math>~\mathrm{3CO+Fe_2O_3 \ \longrightarrow \ 2Fe+3CO_2\uparrow}</math>

Флюс додається для позбавлення від небажаних домішок (в першу чергу від [[Силікати|силікатів]], наприклад, [[кварц]]у) у видобутій руді. Типовий флюс містить вапняк ([[карбонат кальцію]]) і доломіт ([[карбонат магнію]]). Для усунення інших домішок використовують інші флюси.

Дія флюсу (у наведеному випадку&nbsp;— карбонат кальцію) полягає в тому, що під час нагрівання він розкладається до його оксиду:
: <math>~\mathrm{CaCO_3 \ \xrightarrow{100^\circ C} \ CaO+CO_2\uparrow}</math>

[[Оксид кальцію]] з'єднується з [[Діоксид кремнію|діоксидом кремнію]], утворюючи шлак&nbsp;— [[метасилікат кальцію]]:
: <math>~\mathrm{CaO+SiO_2 \ \xrightarrow{>100^\circ C} \ CaSiO_3}</math>

Шлак, на відміну від діоксиду кремнію, плавиться в печі. Легший, ніж залізо, шлак плаває на поверхні&nbsp;— ця властивість дозволяє відділяти шлак від металу. Шлаки потім можуть застосовуватися у будівництві та [[Сільське господарство|сільському господарстві]]. Розплав заліза, отриманий у доменній печі ([[чавун]]), містить досить багато вуглецю . Крім тих випадків, коли чавун використовується безпосередньо, він вимагає подальшої переробки.

Надлишки вуглецю та інші домішки ([[сірка]], [[фосфор]]) видаляють з чавуну окисленням у [[Мартенівська піч|мартенівських печах]] або в конвертерах. Електричні печі застосовуються для виплавки легованих сталей.

Крім доменного процесу, поширений процес прямого отримання заліза. У цьому випадку попередньо подрібнену руду змішують з особливою [[Глина|глиною]], формуючи окатиші. Окатиші обпалюють і обробляють в шахтній печі гарячими продуктами конверсії [[метан]]у, які містять [[водень]]. Водень легко відновлює залізо:
: <math>~\mathrm{Fe_2O_3+3H_2 \ \xrightarrow{100^\circ C} \ 2Fe+3H_2O}</math>,

при цьому не відбувається забруднення заліза такими домішками, як сірка і фосфор, які є звичайними для [[Кам'яне вугілля|кам'яного вугілля]]. Залізо утворюється в твердому вигляді і надалі переплавляється в електричних печах.

Хімічно чисте залізо добувають [[електроліз]]ом розчинів його [[Солі (хімія)|солей]].

== Фізичні властивості ==
Залізо&nbsp;— блискучий сріблясто-білий важкий метал. Густина його 7,86 т/м³; [[температура плавлення]] 1538&nbsp;°C, температура кипіння 2862&nbsp;°C. Залізо досить [[пластичність|пластичне]]. Воно легко [[кування|кується]], [[штампування|штампується]], [[волочіння|витягується]] в [[дріт]] і [[вальцювання|вальцюється]] в тонкі листи, легко намагнічується і розмагнічується. Вище [[Температура Кюрі|температури Кюрі]] (770&nbsp;°C) втрачає [[Феромагнетики|феромагнітні властивості]]. До температури 912&nbsp;°C існує в [[алотроп|алотропній модифікації]] α-заліза з [[ОЦК|об'ємноцентрованою кубічною]] [[кристалічна ґратка|кристалічною ґраткою]], за вищої температури&nbsp;— γ-заліза із [[ГЦК|гранецентрованою кубічною ґраткою]], вище 1394&nbsp;°C знову змінює тип ґратки на об'ємноцентровану кубічну (δ-залізо).

== Хімічні властивості ==

Залізо належить до восьмої групи періодичної системи елементів Менделєєва. Його атоми на зовнішній електронній оболонці мають по два [[електрон]]и, а на передостанній&nbsp;— 14 електронів. Атоми заліза можуть легко втрачати два електрони і перетворюватись у двовалентні [[катіон]]и Fe<sup>2+</sup>. Вони можуть втрачати і три електрони (один з передостанньої оболонки) і перетворюватись у тривалентні катіони Fe<sup>3+</sup>. Таким чином, залізо утворює два ряди сполук. Сполуки тривалентного заліза стійкіші.

У сухому повітрі за звичайної температури залізо досить стійке, але у вологому швидко іржавіє, вкриваючись товстим шаром іржі. Іржа є сумішшю [[оксиди заліза|оксидів]] і [[гідроксиди заліза|гідроксидів]] заліза. Основну частину іржі складає [[оксид заліза(III)|оксид заліза]] Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> і [[гідроксид заліза(III)|гідроксид заліза]] Fe(OH)<sub>3</sub>. Крім того, до її складу входить [[оксид заліза(II)|оксид]] FeO, [[гідроксид заліза(II)|гідроксид]] Fe(OH)<sub>2</sub> та інші сполуки. Процес ржавіння заліза можна зобразити такими приблизними рівняннями:
: 2Fe + O<sub>2</sub> + 2Н<sub>2</sub>О → 2Fe(OH)<sub>2</sub>
: 4Fe(OH)<sub>2</sub> + O<sub>2</sub> + 2Н<sub>2</sub>О → 4Fe(OH)<sub>3</sub>
: Fe(OH)<sub>2</sub> → FeO + H<sub>2</sub>O
: 2Fe(OH)<sub>3</sub> → Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> + 3H<sub>2</sub>O
Іржа досить [[крихкість|крихка]] і [[пористість|пориста]]. Тому вона не може ізолювати метал від атмосфери, через що процес ржавіння відбувається безперервно.
При високій температурі залізо легко сполучається з киснем, утворюючи [[Окалина|окалину]]&nbsp;— змішаний оксид [[Оксид заліза(II,III)|Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>]] (FeO·Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>). В атмосфері кисню розжарена залізна дротина горить яскравим полум'ям, утворюючи теж окалину Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>. При нагріванні залізо може легко реагувати з [[хлор]]ом, [[сірка|сіркою]] та іншими неметалами:
: 2Fe + 3Cl<sub>2</sub> → 2FeCl<sub>3</sub>
: Fe + S → FeS
В [[електрохімічний ряд напруг|електрохімічному ряді напруг]] залізо стоїть лівіше від [[гідроген|водню]], тому воно легко реагує з розведеними [[хлоридна кислота|хлоридною]] і [[сульфатна кислота|сульфатною]] кислотами:
: Fe + 2HCl → FeCl<sub>2</sub> + Н<sub>2</sub> ↑
: Fe + H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> → FeSO<sub>4</sub> + H<sub>2</sub> ↑
З розведеною [[Нітратна кислота|нітратною кислотою]] залізо теж легко реагує:
: Fe + HNO<sub>3</sub> + 3HNO<sub>3</sub> → Fe(NO<sub>3</sub>)<sub>3</sub> + 2H<sub>2</sub>O + NO ↑

Але з концентрованою нітратною і концентрованою сульфатною кислотами без нагрівання залізо не реагує. Воно стає «пасивним», вкриваючись тонкою оксидною плівкою, яка не розчиняється в кислотах і ізолює метал від дії кислоти. Завдяки цьому концентровану нітратну і концентровану сульфатну кислоту можна зберігати і транспортувати в залізній тарі.

Залізо може відновлювати менш активні метали з розчинів їхніх солей, наприклад: Fe + CuSO<sub>4</sub>=FeSO<sub>4</sub> + Cu

== Застосування ==
Чисте залізо має досить обмежене застосування. Його використовують при виготовленні сердечників електромагнітів та якорів електромашин, як каталізатор хімічних процесів, для виготовлення анодних пластин залізо-нікелевих акумуляторів. Карбонільне залізо використовують для нанесення найтонших плівок і шарів на магнітофонні стрічки і диски носіїв постійної пам'яті, як [[анемія|антианемічний]] засіб та ін. Залізний порошок використовують при зварюванні, а також для цементації міді.

[[Залізовуглецеві сплави]] [[чавун]] і [[сталь]]&nbsp;— основний конструкційний [[матеріал]], що застосовується у всіх галузях промисловості. Виробництво заліза та його сплавів становить понад 90&nbsp;% виробництва всіх металів і утворює окрему галузь промисловості&nbsp;— [[чорна металургія|чорну металургію]].

Сталі містять до 2,14&nbsp;% [[Вуглець|вуглецю]], чавун&nbsp;— понад 2,14&nbsp;%. Фундаментом науки про сталь і чавун, як сплави заліза з вуглецем є [[діаграма стану сплавів залізо-вуглець]]&nbsp;— графічне відображення фазового стану сплавів заліза з вуглецем в залежності від їх хімічного складу і температури.

=== Чавуни ===
{{Main|Чавун}}
Розрізняють ''сірий чавун'' (містить 2-3,5&nbsp;% C, а також, [[Si]] і [[Mn]])&nbsp;— він не дуже твердий, добре відливається у форми, крихкий і при ударі легко розколюється. Графіт у ньому має пластинчасту форму. Сірий чавун йде на виливок машинних станин, махових коліс, каналізаційних труб, плит тощо Чавуни з кулястим графітом порівняно з іншими чавунами мають вищу пластичність, ударну в'язкість й одночасно міцність (за що їх називають високоміцними), що насамперед зумовлено кулястою формою графіту, яка забезпечується сфероїдизуванням.
Чавун, в якому майже весь вуглець міститься у вигляді [[цементит]]у (Fe<sub>3</sub>C), твердіший (450…550 НВ), має назву ''[[білий чавун]]'' (містить 2-3,5&nbsp;% C, Si> 1&nbsp;%, Mn-1-1,5&nbsp;%). Білий чавун використовується для подальшої переробки: при виплавці сталі та отримання шляхом графітизувального відпалу ''ковкого чавуну''.

=== Сталі ===
{{Main|Сталь}}
Сталь, на відміну від чавуну, легко піддається [[Кування|куванню]] і [[Вальцювання|вальцюванню]]. При швидкому охолодженні ([[Гартування|гартуванні]]) вона виходить дуже твердою, при повільному охолодженні м'якою. М'яку сталь легко обробляти. З неї роблять [[гайка|гайки]], [[болт]]и, дріт, покрівельні матеріали, [[деталь машини|деталі машин]]. З твердої і теплостійкої сталі [[інструментальна сталь|інструментальної сталі]] виготовляють інструменти для оброблювання матеріалів. Велике значення мають у сучасній техніці [[легована сталь|леговані сталі]]. Вони містять так звані [[легуючі елементи]], до яких належать [[хром]], [[нікель]], [[молібден]], [[ванадій]], [[вольфрам]], [[манган]], [[мідь]], [[кремній]] та ін. Легуючі елементи додаються для надання сталям певних властивостей.

Знаходять широке застосування і багато сполук заліза. Так, сульфат заліза(III) використовують при водопідготовці, оксиди та ціанід заліза служать пігментами при виготовленні барвників, семиводний сульфат заліза ([[Гептагідрат сульфату заліза (II)|залізний купорос]]) у суміші з [[Халькантит|мідним купоросом]] використовується для боротьби із шкідливими грибками в садівництві та будівництві.

== Біологічна роль ==
Залізо&nbsp;— життєво важливий хімічний елемент для всіх [[організм]]ів. В [[клітина]]х залізо зазвичай зберігається в центрі метал-протеїнів, оскільки вільний залізо неспецифічно зв'язується із численними хімічними речовинами клітини і може [[каталіз]]увати утворення токсичних [[вільний радикал|вільних радикалів]]. Нестача заліза в організмі може призводити до [[анемія|анемії]].

У тваринах, рослинах та грибах залізо часто входить до складу [[гем (біохімія)|гемного]] комплексу. Гем&nbsp;— важлива складова частина цитохромних білків, які відіграють роль посередників у окисно-відновлювальних реакціях, та білків, які переносять [[кисень]]&nbsp;— [[гемоглобін]]у, [[міоглобін]]у й [[леггемоглобін]]у. Неорганічне залізо також може впливати на окисно-відновлювальні реакції у залізо-сіркових [[Кластер (хімія)|кластерах]] багатьох [[ензим]]ів, як, наприклад, [[нітрогеназа|нітрогенази]].

До негемних протеїнів належать ензими монооксигенази метану, які окиснюють [[метан]] до [[метанол]]у, рибонуклеотид редуктаза, яка відновлює рибозу до дезоксирибози, гемеритріни, які відповідають за транспортування й фіксацію кисню у морських [[хребетні|хребетних]] та пурпурова кислотна фосфатаза, що каталізує гідроліз [[Ефіри фосфору|ефірів фосфору]].

У [[ссавець|ссавців]] розподіл заліза в організмі жорстко регулюється, оскільки залізо потенційно токсичне. Розподіл заліза регулюється ще й тому, що його потребують чимало [[бактерії|бактерій]], тож обмеження доступу бактерій до цього елемента допомагає запобігти інфекції або обмежити її. Вочевидь, це причина відносно малої кількості заліза в [[молоко|молоці]] ссавців. Основу системи регулювання вмісту залізо складає білок [[трансферин]], який зв'язує залізо й транспортує його до кров'яних клітин.

== Цікаві факти і вислови ==
* Письменник і вчений [[Пізня Античність|пізньої античності]] [[Пліній Старший|Пліній]] так висловився про роль заліза: ''«Рудокопи заліза видобувають для людини найкраще й найзлісніше знаряддя. Цим знаряддям прорізаємо ми землю, висаджуючи кущі, оброблюємо плодоносні сади й, обрізуючи дикі виноградні лози, примушуємо їх щоразу омолоджуватися. Цим знаряддям зводимо ми будівлі, руйнуємо камінь і використовуємо залізо на всі подібні потреби. Але тим же самим залізом вчиняємо війни, битви, грабунки й користуємося як зброєю не тільки обличчям до обличчя з ворогом, але й як летючим снарядом, що я вважаю злочинною підступністю людської винахідливості, бо для того, щоб смерть настигла людину, ми зробили її крилатою й надали залізу крила. Хай вина за це буде приписана людині, а не природі»''.
* Найдавніша письмова згадка про якісне осталене залізо збереглася на глиняній табличці 1400&nbsp;р. до н.&nbsp;е., створеній у Північній Месопотамії. Всього на 15 років молодший лист хетського царя Хаттушиля до єгипетського фараона Тутанхамона з обіцянкою виготовити «добре залізо» й вислати його до Єгипту.

== Див. також ==
* [[Чавун]]
* [[Сталь]]
* [[Ресурси і запаси заліза]]
* [[Залізні руди]]
* [[Залізо самородне]]
* [[Залізо (мінерал)|Залізо (частина назви мінералів)]]
* [[Оксиди заліза]]
* [[Гідроксиди заліза]]
* [[Солі заліза]]
* [[Аустеніт]]
* [[Мартенсит]]
* [[Камасит]]
* [[Лоренсит]]
* [[Мінерали заліза]]
* [[Бібліотека Заліза]]

== Примітки ==
{{примітки|2}}

== Джерела ==
* Глосарій термінів з хімії // Й.&nbsp;Опейда, О.&nbsp;Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім.. Л.&nbsp;М.&nbsp;Литвиненка НАН України, Донецький національний університет&nbsp;— Донецьк: «Вебер», 2008.&nbsp;— 758 с. ISBN 978-966-335-206-0
* {{МГЕ|nocat=1}}
* Деркач&nbsp;Ф.&nbsp;А. Хімія: посібник для вступників до вищих учбових закладів / Ф.&nbsp;А.&nbsp;Деркач.&nbsp;— Львів: Львівський університет, 1968.&nbsp;— 312 с.
* Хільчевський&nbsp;В.&nbsp;В. Матеріалознавство і технологія конструкційних матеріалів: Навчальний посібник.&nbsp;— К.: Либідь, 2002.&nbsp;— 328с. ISBN 966-06-0247-2

== Посилання ==
{{Вікіцитати1}}
* [http://www.pharmencyclopedia.com.ua/article/1550/zalizo ЗАЛІЗО] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160313053103/http://www.pharmencyclopedia.com.ua/article/1550/zalizo |date=13 березня 2016 }} //[[Фармацевтична енциклопедія]]
* [http://www.webelements.com/iron/ Залізо на WebElements: the periodic table on the web] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190513015805/https://www.webelements.com/iron/ |date=13 травня 2019 }}
* [http://n-t.ru/ri/ps/pb026.htm Залізо на Популярной библиотеке химических элементов] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110722204314/http://n-t.ru/ri/ps/pb026.htm |date=22 липня 2011 }}

{{Бібліоінформація}}

[[Категорія:Хімічні елементи]]
[[Категорія:Залізо]]
[[Категорія:Мікроелементи]]
[[Категорія:Надпопулярні статті]]
[[Категорія:Малонебезпечні речовини]]
[[Категорія:Період 4 періодичної системи елементів]]