Železo: Razlika med redakcijama
Izbrisana vsebina Dodana vsebina
m rvv |
pravopis |
||
Vrstica 51:
|-
| [[oksidacijsko stanje|Oksidacijska stanja]]
|−2, −1, +1,<ref>R. S. Ram, P. F. Bernath (2003). ''Fourier transform emission spectroscopy of the g4Δ-a4Δ system of FeCl''. Journal of Molecular Spectroscopy '''221''' (2): 261. Bibcode: 2003JMoSp.221..261R.
|-
| [[Kristalna struktura]]
Vrstica 164:
[[Železo]] je [[kemični element]] s [[Kemijski simbol|simbolom]] Fe (iz [[Latinščina|latinskega]] ''ferrum'') in [[Vrstno število|vrstnim številom]] 26. Je kovina iz prvega niza [[Prehodni element|prehodnih elementov]].<ref>[http://www.iupac.org/fileadmin/user_upload/news/IUPAC_Periodic_Table-1May13.pdf ''Periodni sistem elementov'']. IUPAC.</ref>
Po masi je najpogostejši element na [[Zemlja|Zemlji]], saj tvori večino
Železo spada v [[8. skupina periodnega sistema|8. skupino]] [[periodni sistem|periodnega sistema elemetov]] in ima zato številna [[Oksidacijsko stanje|oksidacijska stanja]]: od -2 do +6. Najpogostejši sta +2 in +3. V elementarnem stanju se pojavlja v [[meteoroid]]ih in okoljih z nizko vsebnostjo [[kisik]]a. V stiku z vodo in kisikom je reaktivno. Sveža površina železa je bleščeče srebrno siva, vendar se na vlažnem zraku hitro prevleče s hidriranimi železovimi oksidi, bolj znanimi kot [[rja]]. Na nasprotju z nekaterimi kovinami, ki se na zraku pasivirajo in s tem prekinejo proces oksidacije, imajo železovo oksidi večji volumen od kovine in se odluščijo, s čimer izpostavijo koroziji novo svežo površino.
Kovinsko železo se uporablja že od pradavnine. Pred njim se je uporabljal [[baker]] in njegove [[Zlitina|zlitine]], ki imajo nižje [[tališče]]. Čisto železo, katerega se ne da pridobiti s [[plavž]]no obdelovo železove rude,
Zelo uporabne so tudi železove [[Spojina|spojine]]. Zmes [[Železov(III) oksid|železovega(III) oksida]] (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) in uprašenega [[aluminij]]a je [[Termit (kemija)|termit]], ki se uporablja za [[varjenje]] in rafiniranje rud. Železo tvori s [[halogen |halogen]]i in [[halkogen |halkogen]]i binarne spojine. Med njegovimi najbolj znanimi organokovinskimi spojinami je [[ferocen]] (bis(η<sup>5</sup>-ciklopentadienil)železo, C<sub>10</sub>H<sub>10</sub>Fe), ki je bil prva odkrita sendvičasta spojina.
Vrstica 177:
===Mehanske lastnosti===
{|class="wikitable" style="float: left; clear:left; margin-right:1em; margin-top:0;"
|+ Značilne vrednosti [[Natezna trdnost|natezne trdnosti]] (NT) in [[Trdota po Brinellu|trdote
!Železo/jeklo
!NT <br />(MPa)
Vrstica 219:
|}
Mehanske lastnosti železa in njegovih zlitin se vrednotijo na različne načine. [[Trdota|Trdoto]], na primer, se lahko določa z [[Trdota po Brinellu|Brinellovo]],
[[Slika:Iron-alpha-pV.svg|thumb|right|250px|Molski volumen α-železa pri sobni temperaturi v odvisnosti od tlaka]]
Vrstica 230:
[[Slika:Pure iron phase diagram (EN).png|thumb|left|250px|Nizkotlačni fazni diagram čistega železa]]
Ohlajajoče se raztaljeno železo začne kristalizirati pri 1538 °C kot δ-alotrop, ki ima [[Kristalna struktura|kristalno strukturo]] telesno centrirane kocke. Z nadaljnjim ohlajanjem se pri 1394 °C pretvori v γ-alotrop ([[Avstenit|avstenit]]), ki ima kristalno strukturo ploskovno centrirane kocke. Pri temperaturi 912 °C se struktura ponovno pretvori v telesno centrirano kocko ali α-železo ([[Ferit|ferit]]). Pri 770 °C ([[Curiejeva temperatura]], T<sub>c</sub>) se železo še zadnjikrat pretvori in postane [[Magnet|magnetno]]. Pri prehodu skozi Curiejevo temperaturo se kristalna struktura ne spremeni, pač pa se spremeni »domena strukture«, v kateri vsebuje vsaka domena železo s posebnim [[Spin|elektronskim spinom]]. V nemagnetiziranem železu so vsi elektronski spini atomov znotraj ene domene obrnjeni v eno smer, v drugi domeni pa v drugo smer, tako da se njihov učinek izniči.
Bolj kot železo so pomembne njegove zlitine z nekaterimi kovinami in ogljikom. Obstaja veliko vrst jekla z zelo različnimi lastnostmi, za njihovo razumevanje in proizvodnjo pa je ključno poznavanje alotropov železa.
Vrstica 236:
α-železo ali [[ferit]] je pri normalnih temperaturah najbolj stabilna oblika železa. Je precej mehka kovina, v kateri se lahko raztopi samo majhna količina ogljika, pri 910 °C ne več kot 0,021 masnih %.<ref>M.J. Wilson (2007). ''Concise encyclopedia of the structure of materials''. Elsevier. str. 183. ISBN 0-08-045127-6.</ref>
Pri temperaturah med 912 in 1400 °C se struktura α-železa pretvori iz telesno centrirane v ploskovno centrirano kocko - γ-železo
Visokotlačne faze železa so pomembne kot končni člen modelov za trdne dele jeder planetov. Za notranje jedro Zemlje se na splošno domneva, da je sestavljeno večinoma iz zlitine železa in niklja s strukturo ε (ali morda β).
Vrstica 243:
===Izotopi===
Naravno železo sestavljajo štirje stabilnih [[izotop]]i: <sup>54</sup>Fe (5,845 %), <sup>56</sup>Fe (91,754 %), <sup>57</sup>Fe (2,119 %) in <sup>58</sup>Fe (0,282 %), od katerih ima samo <sup>57</sup>Fe [[spin]] (−1⁄2). Za nuklid <sup>54</sup>Fe se domneva, da je podvržen dvojnemu [[Beta razpad|beta razpadu]], vendar tega pojava
<sup>60</sup>Fe je ugasel radionuklid z dolgim razpolovnim časom (2,6 milijona let).<ref>G. Rugel, T. Faestermann, K. Knie, G. Korschinek, M. Poutivtsev, D.
Večina preteklega dela pri merjenju izotopske sestava železa se je osredotočala na določanje zazličkov <sup>60</sup>Fe, nastalih v procesih, ki spremljajo nukleosintezeo, se pravi na študije meteoritov, in procese nastajanja rud. V zadnjem desetletju je napredek v masni spektrografiji omogočil detekcijo in kvantifikacijo minutnih naravnih sprememb v razmerjih stabilnih železovih izotopov.
Za jedrske znanstvenike je še zlasti zanimiv najpogostejši železov izotop <sup>56</sup>Fe, ki je hkrati najpogostejši zadnji člen nuleosinteze. Pogosto se napačno navaja, da je izotop z najvišjo vezno energijo, čeprav je to v resnici <sup>62</sup>Ni.<ref>M.P. Fewell (1995). ''The atomic nuclide with the highest mean binding energy''. American Journal of Physics '''63''' (7): 653. Bibcode: 1995AmJPh..63..653F. doi: 10.1119/1.17828.</ref> Ker se <sup>56</sup>Ni brez težav proizvaja iz lažjih jeder v alfa procesih jedrskih reakcij v [[Supernova|supernova]]h, je prav on (14 alfa delcev, se pravi [[helij]]evih jeder) končni člen fuzijskih verig znotraj izjemno masivnih zvezd, saj bi dodajanje še enega helijevega jedra, ki bi dalo <sup>60</sup>Zn, zahtevalo
V fazah na meteoritih ''Semarkona'' in ''Chervony Kut'' je korelacija med koncentracijo <sup>60</sup>Ni, hčerinskega produkta <sup>60</sup>Fe, in vsebnostjo stabilnih železovih izotopov, kar dokazuje obstoj <sup>60</sup>Fe v času nastanka našega [[Osončje|Osončja]]. Energija, ki se je sprostila z razpadom <sup>60</sup>Fe, je skupaj z energijo, ki se je sprostila z razpadom radionukleida <sup>26</sup>Al, morda povzročila pretalitev in diferenciacijo asteroidov po njihovem nastanku pred približno 4,6 milijarde let. Še globlji vpogled v rojstvo in našega Osončja bi lahko omogočila pogostost <sup>60</sup>Ni v izvenzvezdnem gradivu.<ref>S. Mostefaoui, G.W. Lugmair, P. Hoppe, A. El Goresy (2004). ''Evidence for live <sup>60</sup>Fe in meteorites''. New Astronomy Reviews '''48''': 155. Bibcode: 2004NewAR..48..155M. doi: 10.1016/j.newar.2003.11.022.</ref>
[[Atomsko jedro|Jedra]] železovih atomov imajo eno od najvišjih veznih energij na nukleon, katero presega samo nikljev izotop <sup>62</sup>Ni, ki nastaja z jedrskim zlivanjem v zvezdah. Zelo majhen delček energije bi se sicer še lahko pridobil s sintezo <sup>62</sup>Ni, vendar razmere za to sintezo na zvezdah niso primerne. V porazdelitvi elementov na Zemlji železo močno presega nikelj, kar predvidoma velja tudi za tvorjenje
<sup>56</sup>Fe je najtežji stabilni izotop, ki nastaja z alfa procesi v zvezdni nukleosintezi. Elementi, težji od železa in niklja, zahtevajo za svoj nastanek supernovo. Železo je najpogostejši element v jedrih rdečih velikanov in najpogostejša kovina v železnih meteoritih in v gostih jedrih planetov, kakršna je Zemlja.
===Nukleosinteza===
Železo proizvajajo ekstremno velike in ekstremno vroče zvezde (več kor 2,5 milijona K) v procesih zgorevanja [[silicij]]a. Železo je najtežji stabilni element, ki lahko nastane na ta način. Proces se začne z drugim največjim stabilnim jedrom, ki nastaja z zgorevanjem silicija, se pravi s [[kalcij]]em. Ko se stabilno kalcijevo jedro zlije s helijevim jedrom, nastane nestabilen [[titan]]. Preden titan razpade, se lahko zlije z drugim helijevim jedrom, tako da nastane nestabilen [[krom]]. Krom se lahko pred razpadom zlije z naslednjim helijevim jedrom, tako da nastane nestabilno železo. Železo se lahko pred razpadom zlije s še enim helijevim jedrom, pri čemer nastane nestabilen <sup>56</sup>Ni. Vsako nadaljnje zlivanje ne sprošča energije, ampak jo porablja,
==Nahajališča==
Vrstica 264:
[[Slika:Widmanstatten hand.jpg|thumb| right| Železni [[meteorit]] s podobno sestavo, kot jo imata notranje in zunanje Zemljino jedro]]
Železo je šesti najpogostejši element v vesolju in najpogostejši element, ki je odporen na visoke temperature.<ref>I. McDonald, G.C. Sloan, A.A. Zijlstra, N. Matsunaga, M. Matsuura, K.E.
Kovinsko ali samorodno železo je na Zemljini površini redko, ker na zraku hitro oksidira. Zaloge njegovih oksidov so izredno velike in spadajo med primarne železove rude. V Zemljini skorji ga je približno 5 %, kar ga postavlja na četrto mesto najpogostejših elementov,<ref> [http://www.webelements.com/iron/geology.html ''Iron: geological information'']. WebElements. Pridobljeno 23. maja 2010.</ref><ref>J.W. Morgan, E. Anders (1980). ''Chemical composition of Earth, Venus, and Mercury''. Proc. Nat. Acad. Sci. '''77''' (12): 6973–6977.
Največ železa je v njegovih oksidnih mineralih, kot sta [[hematit]] (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) in [[magnetit]] (Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>). Velika nahajališča železovih rud so običajno slojasta, v katerih se tanki sloji železovih oksidov izmenjujejo s sloji z železom revnih skrilavcev
Eden od dvajset [[meteorit]]ov je zgrajen iz edinstvenih železo-nikljevih mineralov [[taenit]]a s 35-80 % železa in [[kamacit]]a z 90-95 % železa. Železovi meteoriti so glavni vir samorodnega železa na Zemljini površini.<ref>C. Emiliani (1992). ''Planet earth: cosmology, geology, and the evolution of life and environment''. Cambridge University Press. str. 152. ISBN 978-0-521-40949-0.</ref>
Rdeča barva površine planeta [[Mars]]a je posledica
===Železo v uporabi===
Vrstica 302:
Železo je v večini spojin v [[Oksidacijsko stanje|oksidacijskih stanjih]] +2 in +3. Železove(II) spojine so znane tudi kot fero, železove(III) spojine pa kot feri spojine. Železo se pojavlja tudi v višjih oksidacijskih stanjih, na primer +6 v purpurnem [[kalijev ferat|kalijevem feratu]] (K<sub>2</sub>FeO<sub>4</sub>). V oksidacijskem stanju +4 je pogost vmesni produkt v številnih biokemijskih oksidacijskih reakcijah.<ref>W. Nam (2007). ''High-Valent Iron(IV)–Oxo Complexes of Heme and Non-Heme Ligands in Oxygenation Reactions''. Accounts of Chemical Research '''40''' (7): 522–531. doi: 10.1021/ar700027f. PMID 17469792.</ref><ref name=Holleman>A.F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg (1985). ''Iron''. Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 91.–100. izdaja. Walter de Gruyter. str. 1125–1146. ISBN 3-11-007511-3.</ref> V številnih organokovinskih spojinah ima tudi formalna oksidacijska stanja +1, 0, -1 ali celo -2. Oksidacijska stanja in druge značilnosti vezi se pogosto preučujejo z Mössbauerjevo spektroskopijo.<ref>W.M. Reiff, G.J. Gary (1984). ''Mössbauer Spectroscopy and the Coordination Chemistry of Iron''. Mössbauer spectroscopy applied to inorganic chemistry. Springer. str. 245–283. ISBN 978-0-306-41647-7.</ref> Obstaja tudi veliko spojin, v katerih ima železo mešano valenco. Barvilo [[prusko modro]] (Fe<sub>4</sub>(Fe[CN]<sub>6</sub>)<sub>3</sub>), na primer, vsebuje centre Fe<sup>2+</sup> in Fe<sup>3+</sup>.<ref name=Holleman/> Barvilo se je uporabljalo za tradicionalno modro fotografsko kopiranje tehničnih načrtov.<ref>M. Ware (1999). ''An introduction in monochrome. Cyanotype: the history, science and art of photographic printing in Prussian blue''. NMSI Trading Ltd. str. 11–19. ISBN 978-1-900747-07-3.</ref>
Najmasovnejši industrijsko proizvedeni železovi spojini sta [[železov(II) sulfat]] (FeSO<sub>4</sub>•7H<sub>2</sub>O) in [[Železov triklorid|železov(III) klorid]]) (FeCl<sub>3</sub>). Slednji je najpogostejši vir ionov Fe<sup>2+</sup>, vendar je manj stabilen proti oksidaciji na zraku kot [[Amonijev železov(II) sulfat|Mohrova sol]] ((NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>Fe(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>•6H<sub>2</sub>O). Železove(II) spojine so na zraku
Železo v nasprotju z večino drugih kovin ne tvori [[amalgam]]ov z [[Živo srebro|živim srebrom]]. To značilnost se izkorišča za skladiščenje živega srebra v standardnih 34 kg železnih steklenicah.<ref>L. Gmelin (1852). ''Mercury and Iron''. Hand-book of chemistry 6. Cavendish Society. str. 128–129.</ref>
Vrstica 309:
[[Slika:Iron(III) chloride hexahydrate.jpg|thumb||Železov triklorid heksahidrat (FeCl<sub>3</sub>•6H<sub>2</sub>O)]]
Železo reagira s kisikom iz zraka in tvori različne okside in hidrokside. Najpogostejša sta
Dobro znani so tudi binarni fero in feri halidi, z izjemo feri jodida. Fero halidi nastanejo v reakcijah železa s halogenvodikovimi kislinami in tvorijo pripadaloče hidrirane soli.<ref name=Holleman/>
Vrstica 322:
[[Slika:Prussian blue.jpg|thumb|right|Prusko modro]]
Železo tvori več cianidnih [[Kompleksna spojina|kompleksov]], od katerih je najbolj znano [[prusko modro]] (Fe<sub>4</sub>(Fe[CN]<sub>6</sub>)<sub>3</sub>). Znana sta tudi kalijev fericianid in kalijev ferocianid. Prusko modro se uporablja kot protistrup pri zastrupitvah s [[talij]]em in [[Radioaktivnost|radioaktivnim]] [[cezij]]em.<ref>[http://www.fda.gov/Drugs/EmergencyPreparedness/BioterrorismandDrugPreparedness/ucm130337.htm ''Questions and Answers on Prussian Blue'']. Pridobljeno 6. junija 2009.</ref><ref>D.F. Thompson, E.D. Callen (2004).
[[Slika:Ferrocene-2D.png|thumb|80px|left|[[Ferocen]]]]
Znanih je tudi več železovih karbonilnih spojin. Primer železove(0) spojine je pentakarbonil (Fe(CO)<sub>5</sub>), ki se uporablja za proizvodnjo karbonilnega [[karbonilno železo|železovega prahu]], zelo reaktivne oblike kovinskega železa. S termičnim razpadom železovega pentakarbonila nastane trojedrni grozd
[[Ferocen]] je izredno stabilen kompleks in prva odkrita spojina v obliki sendviča. V središču kompleksa je Fe<sup>2+</sup>, na katerega sta preko vseh deset ogljikovih atomov vezana dva ciklopentadienilna [[Kompleksna spojina|liganda]]. Odkritje takšne razporeditve atomov je bilo šokantna novost,<ref>P. Laszlo, R. Hoffmann (2000). ''Ferrocene: Ironclad History of Rashomon Tale?''. Angewandte Chemie '''39''' (1): 123–124. doi: 10.1002/(SICI)1521-3773(20000103)39:1<123::AID-ANIE123>3.0.CO;2-Z. PMID 10649350.</ref> ki je odprla povsem novo področje organokovinske kemije. Ferocen sam se lahko uporabi kot hrbtenica ligandov, na primer 1,1'-bis(difenilfosfino)ferocena (dppf). Z oksidacijo ferocena nastane ferocenijev kation (Fc<sup>+</sup>). Ferocen/ferocenijev člen se pogosto uporablja kot referenca v [[Elektrokemija|elektrokemiji]].<ref>N. Federman, A. Pelegrino, A. Caramori, V.A. Darin (2004). ''Ferrocene: 50 Years of Transition Metal Organometallic Chemistry—From Organic and Inorganic to Supramolecular Chemistry''.
==Zgodovina==
===Kovano železo===
[[Slika:Mars symbol.svg|left|thumb|80px|Simbol, ki je predstavljal
[[Slika:QtubIronPillar.JPG|thumb|Približno 7 m visok in 1600 let star železen steber v Delhiju, [[Indija]], je zgled pridobivanja in obdelave železa v antični Indiji]]
Zelo stari predmeti iz železa so zaradi [[Korozija|korozije]] železa precej redkejši kot predmeti iz [[Zlato|zlata]] ali [[Srebro|srebra]].<ref name=Weeks29>Weeks 1968, str. 29.</ref> Železne koralde,
Železna vojaška oprema je imela v primerjevi z [[bron]]asto več prednosti. Bila je mnogo trša in
Proizvodnja železa iz rude se je začela v srednji [[Bronasta doba|bronasti dobi]], vendar je trajalo več stoletij, da je železo izpodrinilo [[bron]]. Najstarejši znani vzorci metalurško proizvedenega železa iz Asmarja v [[Mezopotamija|Mezopotamiji]] in Tall Chagar Bazarja v severni [[Sirija|Siriji]] so iz obdobja 2700-3000 pr. n. št..<ref name=Weeks32>Weeks 1968, str. 32.</ref> Izgleda, da so bili [[Hetiti]] prvi, ki so doumeli pridobivanje železa iz njegovih rud, in so ga zelo cenili. Železo so začeli proizvajati v letih 1500 in 1200 pr. n. št., po propadu njihovega imperija leta 1180 pr. n. št. pa se je njegova proizvodnja razširila po celem [[Bližnji vzhod|Bližnjem vzhodu]].<ref name=Weeks32/> Začela se je tako imenovana [[železna doba]], ki je dosegla [[Evropa|Evropo]] dvesto let kasneje, [[Zimbabve|Zimbabwe]] v južni [[Afrika|Afriki]] pa šele v 8. stoletju n. št..<ref name=Weeks32/> Na [[Kitajska|Kitajskem]] se je proizvodnja železa začela okoli leta 500-700 pr. n. št.,<ref>R.D. Sawyer, Mei-chün Sawyer. ''The Seven Military Classics of Ancient China''. Boulder: Westview 1993). str. 10.</ref> kamor je prišla preko Srednje Azije.<ref>V.C. Pigott (1999). str. 8.</ref> Najzgodnejša dokazana uporaba [[Plavž|plavž]]a
Artefakti metalurškega železa, najdeni v Indiji, so iz obdobja 1800-1200 pr. n. št.,<ref>R. Tewari. ''The origins of Iron Working in India: New evidence from the Central Ganga plain and the Eastern Vindhyas''. State Archaeological Department. Pridobljeno 23. maja 2010.</ref> primerki iz [[Levant]]a ([[Anatolija]] in [[Kavkaz]]) pa približno iz leta 1500 pr. n. št..<ref>E. Photos (1989). ''The Question of Meteoritic versus Smelted Nickel-Rich Iron: Archaeological Evidence and Experimental Results''. World Archaeology '''20''' (3): 403–421. doi: 10.1080/00438243.1989.9980081. JSTOR 124562.</ref><ref>J.D. Muhly (2003). ''Metalworking/Mining in the Levant''. Near Eastern Archaeology '''180''': 174–183.</ref>
V [[Sveto pismo|Svetem pismu]] je železo prvič omenjeno v 1. Mojzesovi knjigi, ki pravi, da je ''»Cila rodila Tubál Kajina, ki je koval vsakovrstno orodje iz brona in železa«''.<ref>[http://www.biblija.net/biblija.cgi?m=1+Mz+4%2C17-26&id13=1&pos=0&set=2&l=sl ''1 Mojzes 4,22'']. BIBLIJA.net.</ref> Rudarjenje je omenjeno v Jobu 28:2: ''»Železo pridobivajo iz zemlje in baker talijo iz kamna«'', železno pisalo v Jobu 19:24: ''»Da bi jih z železnim pisalom in s svincem za vselej vklesal v kamen!«'', vigenj v Tobitu 4:20,
[[Slika:Puddling furnace.jpg|thumb|Shematski prerez pudlovke]]
V [[Grčija|Grčiji]] so začeli obdelovati železo v poznem 11. stoletju pr. n. št..<ref>J. Riederer, R.-B. Wartke. ''Iron''. Brill's New Pauly, Brill 2009.</ref> Od tam se je vzporedno s širjenjem [[Kelti|Keltov]] razširilo na srednjo in zahodno Evropo. Po pisanju [[Plinij starejši|Plinija starejšega]] je bila raba železa v rimskem obdobju nekaj vsakdanjega.<ref name=Weeks31/> Letna proizvodnja železa v [[Rimski imperij|Rimskem mperiju]] je ocenjena na 84.750 ton,<ref>P.T. Craddock (2008). ''Mining and Metallurgy''. The Oxford Handbook of Engineering and Technology in the Classical World. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-518731-1, str. 108.</ref> medtem ko je v istem obdobju v približno enako naseljenem kitajskem cesarstvu Han znašala približno 5.000 ton.<ref>D.B. Wagner. ''The State and the Iron Industry in Han China''. NIAS Publishing,
Med [[Industrijska revolucija|industrijsko revolucijo]] v [[Velika Britanija|Veliki Britaniji]] je začel industrijalec Henry Cort predelovati surovo železo v kovaško železo z manj kot 0,08 % ogljika in leta 1873 patentiral [[pudlanje]], postopek za rafiniranje surovega železa. Postopek so kasneje večkrat izboljšali.
Vrstica 354:
[[Slika:Plavž-Železniki.JPG|thumb| |Plavž v [[Železniki]]h]]
Sivo litino so prvič proizvedli na Kitajskem v 5. stoletju pr. n. št..<ref>D.B. Wagner (2003). ''Chinese blast furnaces from the 10th to the 14th century''. Historical Metallurgy '''37''' (1): 25–37. </ref> V Evropi se je proizvodnja začela šele v srednjem veku.<ref>E. Giannichedda (2007).
Srednjeveški [[plavž]]i so bili zidani iz ognjeodporne opeke in visoki približno 3 m. Zrak se je vpihaval z ročno gnanimi mehovi.<ref name=Biddle/> Največji sodobni plavž ima prostornino 5.580 m<sup>3</sup> in proizvede več kot 10.000 ton železa dnevno.<ref>[http://web.archive.org/web/20090201162239/http://www.madeinua.info/view.aspx?type=ja&lang=2&jaid=261 ''Only together we shall susseed!'']. Pridobljeno 20. maja 2008.</ref>
Vrstica 410:
:CaO + SiO<sub>2</sub> → CaSiO<sub>3</sub>
Tekoča žlindra se nabira na dnu plavža nad gostejšim raztaljenim železom in se skozi stransko odprtino ločeno od železa izpušča
Železova ruda je zelo poceni, njeno ceno v glavnem določajo le stroški prevoza. Cena železa je potemtakem odvisna od cene goriva in od stroškov drugih za proizvodnjo potrebnih snovi.Za 1000 ton železa je potrebno okoli 2000 ton rude, 1000 ton koksa, 600 ton dodatkov (npr. apnenca), 4000 ton zraka in 30 000 ton tehnološke vode za hlajenje in izpiranje. Po drugi strani pa na vsako tono železa nastane 600 ton odpadkov, 125 ton prahu in 5900 ton plavžnih plinov.{{fact}}
Vrstica 429:
[[Slika:Steel pd.svg|thumb|right|350px|Fazni diagram Fe-C (točneje Fe<sub>3</sub>C), ki tvorita več stabilnih [[Trdna raztopina|trdnih raztopin]]]]
Surovo železo ali beli grodelj ni čisto, ampak vsebuje 4-5 % raztopljenega ogljika in manjše količine drugih nečistoč, med njimi [[žveplo]], [[magnezij]], [[fosfor]] in [[mangan]]. Glavna nečistoča je ogljik, zaradi katerega je železo krhko in trdo. Primerno je
Surovo železo se lahko predela ali v [[jeklo]] z vsebnostjo ogljika do 2 % ali v kovno železo (tržno čisto železo). Za proizvodnjo teh produktov so potrebni različni metalurški procesi, na primer kovanje, pudlanje, prepihavanje z zrakom v Besssemerjevem ali Thomasovem konverterju, Siemens-Matinovi peči, po Linz-Donawitzovem postopku ali v električni peči. Namen vseh postopkov je oksidacija vsega (ali samo dela) ogljika in drugih nečistoč. K tako pripravljenemu železu se lahko zatem z dodajanjem drugih kovin, najpogosteje [[Silicij|Si]], [[Mangan|Mn]], [[Nikelj|Ni]], [[Krom|Cr]] in [[Volfram|W]], proizvajajo zelo različne jeklene zlitine.
Vrstica 436:
===Laboratorijske metode===
V laboratoriju se železo pripravlja praviloma na dva načina: z elektrolizo [[železov(II) klorid|železovega(II) klorida]] na železno katodo in redukcijo železovh oksidov z vodikom pri 500 °C.<ref>H. Lux. ''Metallic Iron''. Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2. izdaja. Academic Press, 1963, NY.
==Železarstvo na slovenskem ozemlju==
Vrstica 442:
===Fužinarstvo===
Fužinarstvo je zgodovinska gospodarska dejavnost pridobivanja in predelovanja kovin, predvsem železa, v polizdelke in končne izdelke. Na slovenskem ozemlju so bile fužine (iz
Postavitev fužin je bila pogojena s podelitvijo vladarskega ali deželnoknežjega privilegija. Glede na namen so se navadno delile na fužine za razkosanje ali velike laške fužine, fužine za presnanje, fužine za izkovanje ali brescianske fužine, fužine za jeklo, fužine za pločevino in fužine za izdelovanje specialnih jekel. Med industrijsko revolucijo, ki se je v Angliji zaćela že v 17. stoletju, pri nas pa mnogo kasneje,
===Železarstvo in jeklarstvo===
Vrstica 450:
====Jesenice====
Predhodnica jeseniške železarne je bila delniška [[Kranjska industrijska družba]], ustanovljena leta 1869. Na Jesenicah je bilo že pred tem nekaj fužin, katerih lastniki so se pogosto menjavali. Obrate na Savi so leta 1766 prevzeli Ruardi, obrate na Plavžu in Javorniku pa leta 1752 Zoisi. Obrati so sprva cveteli, med industrijsko revolucijo pa so postali nekonkurenčni. Ker lastniki niso bili finančno dovolj močni, da bi jih posodobili, so z ljubljanskim lastnikom parnega mlina Lambertom Karlom Lukmannom in veletrgovcema
Družba je leta 1870 od Zoisovih dedičev odkupila plavže in fužine na Javorniku, v Radovni, Mostah, Bohinjski Bistrici in Stari Fužini. Leto kasneje je od Viktorja Ruarda odkupila plavž na Savi, dve pudlarski peči z žagami in mlini, fužine v Mojstrani in Globokem, rudnik Savske jame in rudnik manganove rude na Begunjščici. Leta 1873 je sledil še nakup fužin v Slapu pri Tržiču. Posel kljub temu ni cvetel, kot so pričakovali, zato so morali že leta 1882 prodati del posesti.
V jeseniški železarni so iznašli postopek za proizvodnjo feromangana, kar ji je prineslo svetovno slavo<ref name=acroni>[http://www.acroni.si/sl/druzba/o-nas/zgodovina/ sij.acroni]. Pridobljeno 7. aprila 2015.</ref> in zlato medaljo na svetovni razstavi na Dunaju leta 1873. Postopek so kasneje izpopolnili in proizvajali železo s stalno vsebnostjo 40 % mangana, največ v plavžu na Savi. Najvišja vsebnost mangana je dosegla 54 %. Ko je Kranjska industrijska družba zgradila večje in sodobnejše plavže v Trstu, so savske in javorniške plavže leta 1897 in 1904 ugasnili in uvedli predelovalne obrate in proizvodnjo jekla v [[Siemens-Martinova peč|Siemens-Martinovi peči]].
Železarna Jesenice je dosegla ponoven razcvet v 1960. letih in se po razpadu Jugoslavije v 1990. letih
====Ravne na Koroškem====
Vrstica 461:
====Štore====
V Štorah se je železarstvo začelo leta 1850, ko je Tirolec Andrieu dobil koncesijo za postavitev pudlarne in valjarne.
[http://www.store-steel.si/muzej/Store/Store.asp Železarstvo v Štorah]. Pridobljeno 6. aprila 2015.</ref>
Leta 1950 so začeli izdelovati valje in leta 1959 prvi v Jugoslaviji izdelali valje iz nodularne litine. Leta 1954 so zgradili elektroplavž, ki je pokrival vse lastne potrebe po belem in sivem grodlju, in se v valjarni preusmerili na proizvodnjo vzmeti in specialnih profilov.
Na začetku 1970. let so Siemens-Martinovo peč ustavili in septembra 1973 pognali novo Brlecovo obločno peč za proizvodnjo specialnih jekel.
==Uporaba==
Vrstica 497:
Železo je najpogosteje uporabljena kovina, saj predstavlja 95 % svetovne proizvodnje kovin. Zaradi nizke cene in visoke trdnosti je nepogrešljivo na primer v strojegradnji, gradbeništvu, ladjedelništvu in avtomobilski industriji. Ker je čisto železo zelo mehko, se najpogosteje legira z drugimi kovinami.
Tržno železo se razvršča na podlagi čistosti in vsebnosti dodatkov. Surovo železo ima 3,5-4,5 % ogljika<ref name=Camp>C.J. McIntyre, F.C. Blaine (1920). ''The Making, Shaping and Treating of Steel''. Pittsburgh: Carnegie Steel Company. str. 173–174. ISBN 1-147-64423-3.</ref> in različne količine nečistoč, najpogosteje žvepla, silicija in fosforja. Zanimivo je samo kot vmesni produkt za
Bele litine vsebujejo ogljik v obliki [[Cementit|železovega karbida]] (cementit, Fe<sub>3</sub>C), ki je zelo trd in krhek in igra glavno vlogo v mehanskih lastnostih belih litin. Litine so trde in neodporne na udarce.
[[Slika:Iron powder.JPG|thumb|right||Železov prah]]
V sivem železu je ogljik v obliki ločenih lističev [[grafit]]a, ki povzročajo stresna mesta. Železo je zaradi ostrih robov delcev grafita krhko.
Kovaško
Ogljikova jekla vsebujejo do 2 % ogljika<ref>[http://www.keytometals.com/page.aspx?ID=CheckArticle&site=kts&NM=62 ''Classification of Carbon and Low-Alloy Steel'']. Pridobljeno 4. aprila 2015.</ref> in majhne količine [[mangan]]a, [[Žveplo|žvepla]], [[fosfor]]ja in [[silicij]]a.
[[Slika:Ironattenuation.PNG|thumb|Železo: koeficient pojemanja v odvisnosti od energije med 1 meV in 100 keV za več mehanizmov sipanja fotonov ]]
Vrstica 515:
Železo se, med drugim, uporablja tudi za zaščito pred [[Ionizirajoče sevanje|ionizirajočim sevanjem]]. Njegov učinek je sicer manjši kot pri drugih zaščitnih materialih, ima pa višjo mehansko odpornost.
Glavna pomanjkljivost železa, jekla in večine zlitin je njihova majhna odpornost proti koroziji. Železo se pred vodo in kisikom
===Spojine===
Vrstica 522:
Železov(II) klorid se uporablja za čiščenje odpadnih voda, barvanje tkanin, kot barvni aditiv v premazih, aditiv v živalski hrani in jedka za baker v proizvodnji tiskanih vezij.<ref>E. Wildermuth, H. Stark, G. Friedrich, F.L. Ebenhöch, B. Kühborth, J. Silver, R. Rituper (2000). ''Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry''. doi: 10.1002/14356007.a14_591. ISBN 3527306730. </ref> Raztopljen v [[etanol]]u tvori železovo tinkturo. Drugi železovi halidi so omejeni na laboratorijsko rabo.
Železov(II) sulfat je prekurzor za druge železove spojine. Uporablja se tudi za redukcijo kromatov v [[cement]]u in
== Železo v organizmu ==
|