Тимер

Калып:Химик элемент Калып:Ук Тимер (Калып:Lang-lat, Fe) — Менделеевның периодик таблицасының 4 период, 8 төркем элементы. Тәртип номеры - 26. Тимернең гади матдәсе (CAS-номеры: 7439-89-6) — җиңел чүкелүчән, ак төстәге, югары реакцион мөмкинлеге булган металл. Тимер югары температурада һәм югары дымлылыкта тиз коррозияга бирешә. Саф тимер янмый, ә вак дисперсия хәлендә үзеннән-үзе янып китүчән.

Шулай ук тимер дип тимер эретмәләрен (0,8 %-ка кадәр катнашма) әйтәләр. Катнашмалар тимергә йомшаклык һәм сыгылмалылык бирәләр. Гамәлдә тимер белән углерод эремәсе: корыч (1,14 %-ка кадәр), чуен (2,14%-тан күбрәк) һәм составында хром, марганец, никель булган тутыкмый торган (легирланган) корыч кулланалар.

Барлык үзенчәлеге дә тимерне кешелек өчен 1-енче санлы металл итә.

Тәбигатьтә тимер саф хәлдә тимер-никель метиоридларында гына очрый. Җир кабыгында таралуы буенса — 4,65 % (4-енче урын O, Si, Al-дан калышып). Җир төшенең зур өлеше тимердән тора дип исәпләнә.

Тимер минераллары

Тимер Җир кабыгында киң таралган. Бу металл бик күп руда һәм минераллар составына керә: кызыл тимер рудасы (красный железняк,гематит, Fe₂O₃; 70 % Fe), магнитлы тимер рудасы (магнитный железняк, магнетит, FeFe₂O₄, Fe₃O₄; 72,4 % Fe), көрән тимерташ (бурый железняк, лимонит, (гётит) һәм гидрогётит (FeOOH и FeOOH•nH₂O).

Тәбигатьтә тимер сульфиды пирит FeS₂ (күкерт һәм тимер колчеданы) очрый.

Тимер рудасы запасы буенча Рәсәй беренче урында. Диңгез суында тимер — 1Калып:E—1Калып:E %.

Башка еш очрый торган минераллар:

• Сидерит — FeCO₃ —35 %. Тыгызлыгы 3 г/см³ һәм Моос шкаласы буенча катылыгы 3,5—4,5.
• Марказит — FeS₂ — 46,6 % тимер бар. Тыгызлыгы 4,6—4,9 г/см³ һәм Моос шкаласы буенча катылыгы 5—6.
• Лёллингит — FeAs₂ —27,2 % . Тыгызлыгы 7—7,4 г/см³ һәм Моос шкаласы буенча катылыгы 5—5,5.
• Миспикель — FeAsS —34,3 %. Тыгызлыгы 5,6—6,2 г/см³ һәм Моос шкаласы буенча катылыгы 5,5—6.
• Мелантерит — FeSO₄•7H₂O —Тыгызлыгы 1,8—1,9 г/см³.
• Вивианит — Fe₃(PO₄)₂•8H₂O — тыгызлыгы 2,95 г/см³ һәм Моос шкаласы буенча катылыгы 1,5—2.

Болардан башка составында тимер булган минераллар:

ильменит — FeTiO3 магномагнетит — (Fe, Mg)[Fe2O4] фиброферрит — FeSO4(OH)•4,5H2O [ярозит — KFe3(SO4)2(OH)6

кокимбит — Fe2(SO4)3•9H2O рёмерит — Fe2+Fe3+2(SO4)4•14H2O графтонит — (Fe, Mn)3(PO4)2 скородит — Fe3+AsO4•2H2O

штренгит — FePO4•2H2O феялит — Fe2SiO4 альмандит — Fe3Al2[SiO4]3 андрадит — Ca3Fe2[SiO4]3

гиперстен — (Fe, Mg)2[Si2O6] геденбергит — (Ca, Fe)[Si2O6] [эгирин — (Na, Fe)[Si2O6] шамозит — Fe2+4Al[AlSi3O10](OH)6•nH2O нонтронит — (Fe3+, Al)2[Si4O10](OH)2•nH2O

Алу

Сәнәгатьтә тимерне тимер рудасыннан, гематит (Fe₂O₃) һәм магнетиттан (Fe₃O₄) алалар.

Рудадан тимерне аерып алуның бер ничә ысулы бар. Иң киң таралганы домна мичендә.

Җитештерүнең беренсе этабы — домна мичендә тимерне 2000 °C-та кайтару. Өстән тимер рудасы һәм флюс (известняк) бирелә, ә астан җылы һава агымы бирелә .

Мичтә, кислород җитешмәгәндә, кокс углерод монооксидына кадәр оксидлаша:

$\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{\uparrow }$

Үз чиратында углерод монооксиды тимерне кайтара. Реакция тизрәк үтсен өчен җылытылган угар газны тимер оксиды(III) өстеннән үткәрәләр:

$\mathrm{3}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$

кушылган флюс оксидка таркала һәм руда составындагы кремний белән кушылып шлак барлыкка килерә. Шлак мичтә эри, ул тимердән җиңелрәк һәм эрегән тимер өстеннән аерып алып була. Домна мичендә алынган тимер эретмәсендә углерод бик күп була. Алынган чуен алга таба эшкәртүгә китә.

Мартен мичләрендә артык күкерт һәм фосфордан тимер эретмәсен тазарталар. Электр мичендә легирланган корыч алалар.

Тимерне водород белән кайтару ысулы бар. Тимер рудасын ваклап, махсус балчык белән бутыйлар. Шахта мичендә метан конверсиясе үткәрәләр. Водород оксидлашу-кайтарылу реакциясендә тимерне кайтара.

$\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\stackrel{100^{\circ }C}{\to }\mathrm{2}\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$,

Бу ысулда тимер үөкерт һәм фосфор белән пычранмый.

Саф тимерне тозлардан электролиз белән алалар.

Шулай ук карарга мөмкин

• Анапаит

Чыганаклар

• Atomic Weights of the Elements 2001, Pure Appl. Chem. 75(8), 1107—1122, 2003. Retrieved June 30, 2005. Atomic weights of elements with atomic numbers from 1-109 taken from this source.Калып:Ref-en
• IUPAC Standard Atomic Weights Revised Калып:Webarchive (2005).Калып:Ref-en