Jernmetal fysiske og kemiske egenskaber

Fysiske og kemiske egenskaber ved jernmetal

Iron (Fe) er en af ​​de mest anvendte metaller på grund af dens overflod, styrke og alsidighed. Nedenfor er en oversigt over jerns fysiske og kemiske egenskaber.

Nøgle fysiske og kemiske egenskaber ved jern

Fysiske egenskaber ved jern

Udseende:

Jern er et sølvgrå metal med en metallisk glans.

Det er relativt blødt, når det er i sin rene form, men kan hærdes med legeringselementer som kulstof (for at fremstille stål).

Densitet:

Jerntætheden er omtrent7,87 g/cm³.

Denne relativt høje densitet gør jern til et passende materiale til applikationer, der kræver masse og styrke.

Smeltepunkt:

Jern har et højt smeltepunkt på omkring1538 grad (2800 grader F).

Dette høje smeltepunkt bidrager til dets anvendelse i applikationer med høj temperatur såsom stålfremstilling.

Kogepunkt:

Kogepunktet for jern er2862 grad (5182 grad F).

Elektrisk ledningsevne:

Jern er enGod leder af elektricitet, dog ikke så god som kobber eller aluminium. Det bruges ofte i elektriske komponenter og ledere, når det er nødvendigt.

Termisk ledningsevne:

Jern har god termisk ledningsevne med en termisk ledningsevne på omkring80 W/m·K.

Dette gør det til et effektivt materiale til at udføre varme i forskellige industrielle anvendelser.

Magnetisme:

Jern erMagnetiski sin rene form og er enFerromagnetiskmateriale. Dette betyder, at det tiltrækkes af magneter og kan blive magnetiseret.

Denne egenskab er grunden til, at jern bruges til fremstilling af elektromagneter, motorer og andre magnetiske enheder.

Hårdhed:

Rent jern er relativt blødt med en hårdhed på omkring4.5 På Mohs -skalaen. Imidlertid er jernlegeringer som stål meget sværere og stærkere.

Jernens hårdhed kan forbedres markant ved at tilsætte kulstof og andre elementer, danne materialer som støbejern og stål.

Duktilitet og formbarhed:

Jern erduktilogformbar. Det kan trækkes ind i ledninger og hamres i ark, når det er i sin rene form. Det bliver dog mere sprødt ved højere kulstofindhold.

Kemiske egenskaber ved jern

Reaktivitet med ilt:

Jern reagerer let med ilt i luften for at dannesJernoxid (Fe₂o₃), almindeligt kendt som rust.

Rustendeer en oxidationsreaktion, hvor jern mister elektroner og danner jernoxid, især i nærvær af fugt og luft.

Reaktion med vand:

Jern kan reagere medvandAt danne jernhydroxid og brintgas. Denne proces forekommer lettere, når jern udsættes for fugt og varme.

Reaktionen er:

Fe +2 H2O → Fe (OH) 2+ H2Fe + 2 H _2 o \ Rightarrow Fe (OH) _2 + H _2 Fe +2 H2 O → Fe (OH) 2+H2

Reaktion med syrer:

Jern reagerer med syrer til dannelseBrintgasogJernsalte. For eksempel, når jern reagerer med saltsyre (HCI), danner det jernchlorid og brintgas:

Fe +2 HCl → Fecl 2+ H2Fe + 2 HCl \ Rightarrow fecl _2 + H _2 Fe +2 HCl → Fecl2+H2

Oxidation siger:

Iron eksisterer ofte i to oxidationstilstande:+2 (fe²⁺)og+3 (fe³⁺).

I dens+2 tilstand, jernformer forbindelser som jern (II) oxid (Feo), mens det er i dets+3 tilstand, det danner forbindelser som jern (III) oxid (Fe₂o₃).

Reaktion med halogener:

Jern reagerer medhalogener(såsom klor, fluor, brom og jod) til dannelseJernhalogenider. For eksempel, når jern reagerer med klor, danner det jernchlorid:

Fe+Cl2 → Fecl2fe+Cl _2 \ Rightarrow Fecl _2 Fe+Cl2 → Fecl2

Reaktion med kulstof:

Jern reagerer medkulstofVed høje temperaturer til dannelseJerncarbid (FE₃C), som er en nøglekomponent i stål og støbejern. Dette er en af ​​de primære reaktioner i stålfremstilling.

Korrosionsmodstand:

Mens rent jern er meget modtageligt for korrosion (rustning), er det ofte legeret med andre elementer (såsom krom i rustfrit stål) for at forbedre dens modstand mod korrosion.

I rustfrit stål danner jern et passivt oxidlag, der forhindrer yderligere oxidation og korrosion.

Reaktivitet med nitrogen:

Jern reagerer medkvælstofVed forhøjede temperaturer til dannelseJernnitrid(Fe₄n eller fe₆n). Dette er nyttigt i nogle specialiserede applikationer, såsom i produktionen af ​​højtydende materialer.

Elektrokemisk opførsel:

Jern kan fungere som både enAnodeogkatodeI elektrokemiske reaktioner afhængigt af de omgivende forhold. Denne egenskab bruges i galvanisering, hvor jern er belagt med et lag zink for at forhindre rustning.

Konklusion

Jern er et alsidigt metal med flere vigtige fysiske og kemiske egenskaber, der gør det vigtigt for industrielle og hverdagslige anvendelser. Dens evne til at danne legeringer, modstå korrosion, når de behandles, og reagere med andre elementer giver det en bred vifte af anvendelser, især i form af stål og støbejern.