Железо играет важную роль в жизни практически всех организмов, за исключением некоторых бактерий. В организме животных железо входит в состав множества ферментов и белков, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях, главным образом в процессе дыхания. Обычно железо входит в ферменты в виде комплекса, называемого гемом. В частности, этот комплекс присутствует в гемоглобине - важнейшем белке, обеспечивающем транспорт кислорода с кровью ко всем органам человека и животных. И именно он окрашивает кровь в характерный красный цвет.

В организме человека содержится около 5 г железа. Из них 57% приходится на гемоглобин крови, 7% – на миоглобин мышц, 16% связаны с тканевыми ферментами, а 20% – это запас, отложенный в печени, селезёнке, костном мозге и почках.

Гемоглобин – сложный по составу белок, содержащий и небелковую гем -группу, на долю которого приходится около 4% массы гемоглобина. Гем представляет собой комплекс железа (II) с макроциклическим лигандом – порфирином и имеет плоское строение. В этом комплексе атом железа связан с четырьмя донорными атомами азота макрокольца так, что атом железа находится в центре этого порфиринового кольца. Пятую связь атом железа образует с атомом азота имидазольной группы гистидина – аминокислотного остатка глобина (рис. 4).

Комплексы железа, отличные от гема, встречаются, например, в ферменте метан-моноксигеназе, окисляющем метан в метанол, в важном ферменте рибонуклеотид-редуктазе, который участвует в синтезе ДНК. Неорганическое железо встречается в некоторых бактериях, иногда используется ими для связывания азота воздуха.

Суточная норма потребности человека составляет около 15 мг железа. Много железа в сливовом соке, кураге, изюме, орехах, тыквенных и подсолнечных семечках. В 10 г проросшей пшеницы содержится 1 мг железа. Черный хлеб, отруби, хлеб грубого помола также богаты железом. Следует учесть, что организмом усваивается всего лишь 10% от всего железа, получаемого с пищей. Витамины и пищевые продукты растительного происхождения способствуют усвоению железа, а в присутствии щавелевой и фитиновой кислот железо не всасывается.

При недостаточном поступлении железа в организм используют содержащие его лекарственные препараты. Для этих целей когда-то применяли даже обычные железные опилки. Из истории известно, что граф А.П.Бестужев-Рюмин (1693–1766) предложил в качестве укрепляющего и возбуждающего средства капли (они получили название «бестужевские»), представлявшие собой раствор трихлорида железа в смеси этанола и этилового эфира. Сейчас для устранения дефицита железа обычно используют порошкообразное железо в таблетках или капсулах и препараты на основе ферроцена.

• В организм животных и человека железо поступает с пищей, наиболее богаты им печень, мясо, яйца, бобовые, хлеб, крупы, свёкла. Интересно, что некогда шпинат ошибочно был внесен в этот список (из-за опечатки в результатах анализа - был потерян «лишний» ноль после запятой).
• На основании косвенных данных можно заключить, что ядро Земли представляет собой главным образом сплав железа. Его радиус приблизительно равен 3470 км, тогда как радиус Земли составляет 6370 км.
• Железо в свободном виде обнаружено на луне. Определение возраста лунных минералов с помощью радиоактивных изотопов показало, что они кристаллизовались от 3.2 до 4.2 миллиардов лет назад. Это приблизительно совпадает с возрастом древнейших минералов, обнаруженных на Земле.

1 из 12

Презентация на тему: Железо факты и легенды

№ слайда 1

Описание слайда:

№ слайда 2

Описание слайда:

Начало железного века Вполне вероятно, что люди в различное время и в различных местах пришли к получению и переработки железа независимо друг от друга. Чтобы такой шаг был возможен, производительные силы должны были достигнуть определенного уровня развития и, кроме того, должны были существовать материальные предпосылки к этому. На Ближнем Востоке и в Китае железо было известно уже 2400лет до новой эры, а в Египте, по некоторым предположениям, ещё раньше. В Европе собственно железный век начался за 1000 лет до новой эры. Но всё же первая встреча людей с железом произошла в доисторические времена. При этом можно говорить только о метеоритном железе. Применение его людьми первобытного общества для изготовления оружия и инструментов – археологически доказанный факт. Однако поскольку метеоритное железо встречается довольно редко, то и предпосылок для его широкого применения практически не было. Лишь с изобретением сыродутного горна стало возможным получение железа из руд. Немногие достижения одной эпохи вызвали такое бурное развитие производительных сил, как получение и применение железа. Человечество вступило в эпоху железного меча и в то же время в эпоху железного лемеха и топора.

№ слайда 3

Описание слайда:

Железо побеждает бронзу Ранний железный век в Центральной и Западной Европе получили название «гальштатский» по месту основных находок материальных свидетельств этого периода и продолжался с Vlll по Vвек до н.э. С этого времени начинается собственно железный век, практически его расцвет, когда железо в Европе стало важнейшим и наиболее распространенным металлом, применяемым в хозяйственной и военной деятельности человека. Этот период V до конца Iв. до н.э. называемый по месту основных находок (Швейцария) «латенским».В скандинавских странах принято распространять понятие «железный век» и на первое тысячелетие нашей эры, включая в него период господствования викингов, который закончился в Хl веке. Латенская культура связана с племенем кельтов. Этот народ достиг больших успехов в развитии металлургии железа, о чем свидетельствует их намного более совершенные металлургические печи. Доказано, что кельты применяли уже печи типа шахтных и дутьевые мехи, т.е.кирпичные горны. Кельты создали новые технологические процессы обработки железа. Так они научились оснащать железные инструменты стальными лезвиями, применяли закалку и отпуск, изготовляли медицинские инструменты, владели насечкой. У Кельтов получению железа и его обработке научились римляне и германцы. В течение многих столетий созданные кельтами способы оставались неизменными, поэтому кельтские металлурги и кузнецы были непревзойденными учителями. Викинги в Х веке получали железо из руд точно так же, как пятнадцать веков назад это делали кельты. В дальнейшем развитие способов обработки железа всё же происходило. Викинги усовершенствовали изготовление железных болтов и гвоздей для своих судов. Им принадлежит изобретение и изготовление проволочных сеток.

№ слайда 4

Описание слайда:

От сыродутного горна к домнице С самого начала железного века возникла прямая технологическая цепь руда – железо. Это был одностадийный процесс. Обычным металлургическим устройством был сыродутный горн, в котором железо получали не в жидком (расплавленном) состоянии, а в виде куска тестообразной, пропитанной шлаком крицы. После того как в печах стали применять дутьё с приводом мехов от водяного колеса, температуры возросли на столько, что на ряду со шлаком в печи стало скапливаться жидкое железо, насыщенное углеродом. Это был не поддавшийся ковке чугун. С которым вначале не знали что делать, и поэтому он шел в отвал. Но вскоре чугун научились заливать в формы. Очень важным оказался тот факт, что из чугуна при переплавке в присутствии воздуха в открытой печи получается ковкое железо. Благодаря новому технологическому звену удалось резко повысить производство железа. Потребности общества, находившегося в стадии перехода от феодализма к раннему капитализму, способствовали прогрессу в ряде отраслей. В металлургии, в частности, в этот период возникли и получили широкое развитие чугунное и стальное литьё, производство стального листа и проволоки, обработка поверхности и другие технологические процессы. Во многих местах, особенно в городских коммунах, железообрабатывающее производство достигло высокого уровня. Характеризуют этот период выдающиеся по мастерству их художественному исполнению изделия из железа и стали, что свидетельствует о большом шаге в перед, который сделала металлургия железа и технология его обработки.

№ слайда 5

Описание слайда:

№ слайда 6

Описание слайда:

Рождение стали При всех различиях общественного развития наиболее передовых государств Европы ХVlll столетия в одном отношении между феодализмом и набиравшим силу феодализмом усматривалось много общего. Современная наука того общества проникла и в металлургию железа. Во Франции Рене Антуан де Реомюр впервые создал научно обоснованную теорию термической обработки материалов на основе железа. Реомюр изобрел не только жидкостный термометр. – Об искусстве превращения мягкого железа в твердую сталь. Это было ударом колокола, сигналом к действию, но тем, кому он предназначался, не услышали его. Реомюр проводил обширные исследования и эксперименты с целью объяснения процессов, протекающих при графитизации чугуна и цементизации стали. Английский часовщик Бенджамен Ханстмен, сделал одно из самых значимых изобретений в металлургии железа. Он нашел способ выплавки тигельной стали, позволявшей получить качественную сталь в значительных количествах. Реомюр, Сведненборг и Ханстмен в меру своих способностей, сил и возможностей служили науке и техническому прогрессу того времени и заложили основы новых взаимоотношений между наукой и техникой металлургией железа.

№ слайда 7

Описание слайда:

№ слайда 8

Описание слайда:

Путь к каменноугольному коксу Интенсивный рост городов, развитие торговли и ремесел, начавшийся в конце средних веков, привели к тому, что в лоне феодализма созрели зерна будущих социальных перемен. Поскольку металлургия базировалась на древесном угле, из – за хищнической вырубки лесов возник дефицит в древесине. Были и другие её потребители – усиленно развивающееся кораблестроение, гражданское строительство, многочисленные ремесла. Расходовалась древесина и для отопления домов. Дальнейший рост черной металлургии сдерживался из – за недостатка топлива. Возникла проблема применения каменного угля при выплавке чугуна в доменной печи и при производстве стали. Важно было решить проблему замены древесного угля каменным. Изобретенный лордом Дандональдсоном процесс получения кокса из каменного угля, паровая машина Уатта и отапливаемая каминным углем подовая печь Генри Крота принесут Англии больше пользы, чем потерянные в 1786 году 13 североамериканских колоний

№ слайда 9

Описание слайда:

Сварочное железо и литая сталь К началу XlX столетия Англия превратилась в ведущую промышленную державу мира. Все основные современные процессы производства чугуна и стали исходят из Англии. Вплоть до появления способа Бессемера сталь получали из чугуна пудлингованием его в тестообразном состоянии. Металлические материалы на основе железа, отличавшиеся хорошей ковкостью, но не поддававшиеся закалке из – за низкого содержания углерода, называли сварочным железом. Более твердые и закаливающиеся сорта такого железа называли сварочной сталью. При окислении чугуна продувкой воздухом по методам Бессмера иТомаса, а также в мартеновской печи сталь получали не в тестообразном, а в жидком состоянии, поэтому такой металл в отличие от сварочного раньше назвали литым железом или литой сталью. Непрерывно возраставший спрос на стальные изделия можно было удовлетворить, только применяя этот новый высокопроизводительный способ. С 1800 до 1860 года ежегодная выплавка чугуна в Англии возросла со 100 тысяч до 2 миллионов тонн и даже более; а к 1870 году утроилась. В это время черная металлургия Англии давала больше чугуна и стали, чем весь остальной мир В мартеновской печи процесс превращения чугуна в сталь легко поддается контролю и регулированию, поэтому появилась возможность перейти к получению качественной стали. Мартеновская печь, помимо прочего, является идеальным агрегатом для переработки стального лома.

№ слайда 10

Описание слайда:

Сталь – тысячеликий материал Технический прогресс на рубеже XVlll и XlX столетий развивался без заметного влияния наук, хотя начало новых взаимоотношений между наукой и техникой наметились уже давно. Лишь во второй половине XlX века произошло качественное изменение во взаимодействии трех названных основ технического прогресса. Быстрое развитие машиностроения, возрастающие требования к военной технике, появившиеся новые отрасли промышленности потребовали увеличения производства чугуна и стали. Возросли и требования и к качеству материалов на железной основе, возникла потребность в сталях с особыми свойствами, например износостойких, теплостойких, хладостойких, корозионностойких др. Возросшие требования черная металлургия могла использовать лишь при направленном использовании достижений науки. -Майкл Фарадей, пытаясь разгадать тайну дамасской стали, систематически легировал сталь различными элементами. -Эдуард Маурер осуществляет древнюю мечту человечества, открывает сталь, которая не ржавеет. - Быстрорежущая сталь Фредерика Тейлора революционирует станкостроение. - Первая вольфрамовая сталь – хобби бухгалтера Дэвида Мюшета

№ слайда 11

Описание слайда:

Железо сегодня и завтра Железо сегодня – важнейший металл цивилизации. Сохранится ли такое положение впредь или керамические и высокополимерные материалы постепенно вытеснят этот металл? Не являемся ли мы свидетелями конца «железного века»? Растущие объёмы производства чугуна и стали говорят нам другом – о том, что железо ещё очень длительное время будет материалом №1. Железо, как никакой другой металл, используемый в технике, обладает удивительной способностью к изменению свойств, и не случайно поэтому на его основе создано более 10 тысяч сплавов. В будущем предпочтение будет отдано технологическим процессам получения стали непосредственно из руд, а не из промежуточного продукта – чугуна. Значительное место в металлургии железа займут высокопроизводительные переплавные процессы. Разработанная в последние годы термомеханическая обработка, предусматривающая проведение пластической деформации совместно с фазовыми превращениями, дала поразительные результаты. Не будет преувеличения сказать, что это первые шаги совершенно нового направления в обработке стали. (Источники указаны в ресурсах)

№ слайда 12

Описание слайда:

Используемая литература Н.Е. КУЗНЕЦОВА, И.М. ТИТОВА И ДР.химия учебник для учащихся 9 класс - 2–е изд.,- М.,2005 О.С. ГАБРИЕЛЯН химия. Учеб. Для общеобразоват. 9 класс: - М.,2004 ГЕЛЬФМАН М.Н., ЮСТРАТОВ В.П. химия учебник для вузов.(Специальная литература)2001

Железо (обозначается химическим симво­лом Fe, произносится по-латыни как ferrum) - это серебристо-белый металл. Железо без примесей других элементов мягкое, гибкое и пластичное (его можно вытягивать в тонкую проволоку).

При комнатной температуре железо легко намагничивается. Однако его трудно на­магнитить в нагретом виде. Магнитные свойства железа исчезают при температу­ре около +800 °С.

В чистом природном состоянии железо встречается лишь в немногих местах на Зем­ле например на западе Гренландии. Беспри­месное железо иногда находят в метеоритах. Гораздо чаще железо встречается в виде хи­мических соединений. Железо извлекают из руд, содержащих такие минералы, как гема- тит, гетит, магнетит, сидерит и пирит.

Железо также является одной из составля­ющих гемоглобина, сложного белка, при­сутствующего в красных кровяных тельцах - эритроцитах. Эритроциты переносят кисло­род и углекислый газ в человеческом теле. Железо легко вступает в химические реак­ции. Оно, например, реагирует с галоге­нами (фтором, хлором, бромом, йодом), с серой, фосфором и углеродом.

Железо растворимо в большинстве разбавленных кислот. Оно может гореть в присутствии кислорода. При этом чистое железо используется для произ­водства оцинкованного листового прока­та и электромагнитов.

В медицине железосодержащие препараты назначают больным анемией (при слишком низком содержании эритроцитов в крови). При контакте с влажным воздухом железо окисляется до гидроксида (Fe2Os + Н20), красновато-коричневого слоистого веще­ства, которое также называют ржавчиной.

Железо можно ковать. Для этого его раска­ляют докрасна, а затем многократно расплю­щивают или сдавливают Этот процесс делает железо более прочным и износостойким.

Сталь представляет собой ковкий сплав же­леза (основа) с углеродом (при содержа­нии углерода 0,1 -1,5 %). У стали такие же химические свойства, как и у железа. Для улучшения механических свойств сталь обычно подвергают закалке. Для этого ее сначала нагревают докрасна, а потом опускают в холодную жидкость. Это прида­ет стали большую твердость (закаленная сталь). Сталь используется в качестве кон­струкционных материалов, в производстве инструментов, оружия. Существуют специ­альные сорта стали с особыми свойствами (нержавеющая, жаропрочная).

Чугун - это сплав железа (основа) с углеро­дом (2-5 %). Из-за повышенного содержа­ния углерода чугун, как правило, хрупок. В меньшем количестве чугун содержит по­сторонние примеси - кремний, серу, фос­фор и марганец. Из чугуна можно отливать различные изделия, такие как, например, сковородки или решетки ограждений. Чугун используется при выплавке стали.

Железо (обозначается химическим симво-лом Fe, произносится по-латыни как ferrum) - это серебристо-белый металл. Железо без примесей других элементов мягкое, гибкое и пластичное (его можно вытягивать в тонкую проволоку).

При комнатной температуре железо легко намагничивается. Однако его трудно на-магнитить в нагретом виде. Магнитные свойства железа исчезают при температу-ре около +800 °С.

В чистом природном состоянии железо встречается лишь в немногих местах на Зем-ле например на западе Гренландии. Беспри-месное железо иногда находят в метеоритах. Гораздо чаще железо встречается в виде хи-мических соединений. Железо извлекают из руд, содержащих такие минералы, как гема- тит, гетит, магнетит, сидерит и пирит.

Железо также является одной из составля-ющих гемоглобина, сложного белка, при-сутствующего в красных кровяных тельцах - эритроцитах. Эритроциты переносят кисло-род и углекислый газ в человеческом теле.
Железо легко вступает в химические реак-ции. Оно, например, реагирует с галоге-нами (фтором, хлором, бромом, йодом), с серой, фосфором и углеродом.

Железо растворимо в большинстве разбавленных кислот. Оно может гореть в присутствии кислорода. При этом чистое железо используется для произ-водства оцинкованного листового прока-та и электромагнитов.

В медицине железосодержащие препараты назначают больным анемией (при слишком низком содержании эритроцитов в крови). При контакте с влажным воздухом железо окисляется до гидроксида (Fe2Os + Н20), красновато-коричневого слоистого веще-ства, которое также называют ржавчиной.

Железо можно ковать. Для этого его раска-ляют докрасна, а затем многократно расплю-щивают или сдавливают Этот процесс делает железо более прочным и износостойким.

Сталь представляет собой ковкий сплав же-леза (основа) с углеродом (при содержа-нии углерода 0,1 -1,5 %). У стали такие же химические свойства, как и у железа. Для улучшения механических свойств сталь обычно подвергают закалке. Для этого ее сначала нагревают докрасна, а потом опускают в холодную жидкость. Это прида-ет стали большую твердость (закаленная сталь). Сталь используется в качестве кон-струкционных материалов, в производстве инструментов, оружия. Существуют специ-альные сорта стали с особыми свойствами (нержавеющая, жаропрочная).

Чугун - это сплав железа (основа) с углеро-дом (2-5 %). Из-за повышенного содержа-ния углерода чугун, как правило, хрупок. В меньшем количестве чугун содержит по-сторонние примеси - кремний, серу, фос-фор и марганец. Из чугуна можно отливать различные изделия, такие как, например, сковородки или решетки ограждений. Чугун используется при выплавке стали.

Железо является четвёртым по распространённости элементом на нашей планете. Содержание его в земной коре составляет аж целых 5% от общей массы . Но, не смотря на это железо не сформировалось на нашей планете самостоятельно.

История появления этого химического элемента на Земле связана с колоссальными звёздами. В результате взрыва новой или сверхновой звезды образуется огромная масса астероидов, которые содержат большое количества железа. Эти астероиды кружат в космическом пространстве, пока не попадут в поле притяжения какого-нибудь космического тела.


Из всего этого следует вывод, что железо имеет неземное происхождение и попало на Землю из космоса вмести с метеоритами.

Без такого химического элемента, как железо, зарождение жизни на Земле было бы невозможно.

Большую часть ядра нашей планеты составляет расплавленное железо. Оно создаёт электромагнитное поле, которое защищает нашу планету от всевозможных негативных воздействий из космоса (например таких, как солнечная радиация)

Именно благодаря оксиду железа земля имеет такой коричневый цвет.


В природе очень редко можно встретить железо в чистом виде. Чистое железо попадает на Землю из космоса, так называемое метеоритное железо. В основном железо встречается в виде соединений с другими химическими элементами — железными рудами. Железо в руде представлено в виде окисей и закисей. Хорошая железная руда содержит до 57% железа и выше.

Железо в быту

В быту мы используем сплавы железа с углеродом – чугун и сплавы железа с другими металлами – всевозможные марки сталей.

Человечество использует железо очень давно, но в глубокой древности использовалось в основном метеоритное железо . Находки из этого металла дотируются 8-12 веком до нашей эры.

Выплавлять железо из руды умели в Индии, Анатолии и на Кавказе ещё в 12 веке до нашей эры, но «железная революция произошла где-то в первом тысячелетии до нашей эры. Железо стало быстро распространяться по всему миру вытисняя из обихода такие металлы, как бронза.

В наши дни металлургическое производство служит основой тяжелой промышленности, но выплавлять сталь только из одного металлолома пока не научились. Сталь выплавляют из чугуна с добавлением металлического лома.

Железо в организме человека

В человеческом организме содержится примерно 5 граммов этого металла.

Железо играет очень важную роль в нашем организме. За транспортировку и доставку всех питательных веществ ко всем нашим органам отвечает такой белок, как гемоглобин, основу которого составляет железо. Железо отвечает за энергию в нашем организме. Самостоятельно вырабатывать этот химический элемент наш организм не умеет. Железо мы получаем извне с продуктами питания.

Согласно статистике до 70% людей недополучают железо в полном объёме, а железодефицитной анемией страдают более 20% нашего народонаселения. Лёгкие формы этого вида анемии практически не имеют симптомов, но оказывают значительное воздействие на здоровье человека.

Ежесуточная норма поступления этого минерала в детский организм должна составлять 8-12 мг. Для взрослой женщины эта норма должна составлять не менее 18 мг , после менопаузы эта норма сокращается до 8-10 мг. Для мужчины достаточно и 8 мг в день.

Железо усваивается относительно легко, но для его усвоения необходим витамин С и органические кислоты. Мешают усвоению железа щавелевая кислота, дубильные вещества и повышенное употребления в пищу клетчатки. Также железо не усваивается в присутствии кальция. Обильное употребления чая и кофе препятствует усвоению нашим организмом этого необходимого вещества.

При недостатке железа проявляется сонливость, апатия и не желание что-либо делать. Снижается иммунитет, увеличивается выпадение волос и ломкость ногтей и учащается сердцебиение.

При переизбытке этого минерала в организме могут проявляться запоры, расстройство желудка, тошнота и рвота.

Несколько интересных фактов

• Именно благодаря железу цвет нашей крови красный. У некоторых морских обитателей те функции, которые в нашем организме исполняет железо, выполняет другой элемент – медь. Поэтому цвет их крови голубой.
• Если из организма убрать всё железо человек проживёт не более двух часов.
• О железе упоминается в Коране. В 57 суре говорится – «.. мы низвели вам и железо, в котором сильное зло и многая польза для людей..»
• В чистом виде железо — это очень пластичный металл.
• В столице Индии стоит колонна из чистого железа, происхождение которой для учёных до сих пор остаётся загадкой.
• Если нагреть железо чуть выше 800 градусов оно потеряет свои магнитные свойства. Этот эффект называется – «Точкой Кюри».
• Именно благодаря магнитным свойствам оксида железа появилась возможность записывать на плёнку ауди и видео записи.
• В древней Европе носить украшения из железа могли только представители знати.
• Самый большой железный метеорит был найден в Намибии (Африка) в 1920 году. Его вес около 66 т. Это считается самым большим куском чистого железа на нашей планете.
• Кроме оксида железа в железной руде содержится более 300 минералов.
• Железо полностью растворяется в серной и азотной кислоте.
• В глубокой древности железо ценилось дороже золота.
• В одном фрукте граната содержится суточная норма железа для человека.
• При температуре 1535 градусов железо начинает плавиться.
• Ржавчина есть ничто иное, как окись железа.