Mi a vas, honnan származik és hogyan bányászják? Ennek a hasznos fémnek számos felhasználási területe van. A kémiai elem fontos szerepet játszik a világ iparában, a természetben a vas körforgása pedig fontos a bolygó életében.
Mi a vas?
A vas egy fémes elem, amely kémiailag nagyon reakcióképes, különösen akkor, ha kölcsönhatásba lép oxigénnel. Ez az egyik leggyakoribb elem a Földön és az űrben. A vasatomok magjában 26 proton található. A vegyjel - Fe (ferum) a ferum latin nevéből származik. Tiszta formájában puha és törékeny fém, amelyet a szennyeződések megerősítenek. Szénnel kombinálva acél keletkezik, amely a ma bányászott vasérc több mint 98%-át használja fel.
A világegyetem összes vasatomja a csillagok magjában keletkezett a fúzió végső szakaszában, majd csillagrobbanások során szabadult ki az űrbe. Ez a negyedik legnagyobbelem a földkéregben a szilícium, az oxigén és az alumínium után. Mi az a vas? Ez a leggyakoribb elem, amely bolygónkat alkotja, bár tömegének nagy része jóval a felszín alatt - a Föld magjában - található. A kéreg és a köpeny szinte minden kőzetében megtalálható több száz különféle ásvány kémiai alkotóelemeként.
Vasérc
Ez a fém tiszta formájában ritka. Egyes meteoritok elemi vasat tartalmaznak. Ez az elem kémiai reakcióba lép oxigénnel és vízzel, és vastartalmú ásványokat termel. Vasércnek nevezzük azokat a követ, amelyek elegendő mennyiségben tartalmazzák ezt a fémet a gazdasági célú bányászathoz. Leggyakoribb ásványai:
- vas-oxid (képlet Fe2O3), amely oxigén hatásának kitéve képződik;
- hidratált vas-oxid, amely vízben történő reakció során keletkezik.
A legfontosabb vasércek a vas-oxid ásványok, az úgynevezett hematit és magnetit. A vas magas koncentrációja miatt a legelőnyösebbek az iparban. A vasat a legnagyobb érctelepeken bányászják. Leggyakrabban olyan képződményekről van szó, amelyek ősi üledékes kőzetek. Több centiméter vastag vas-oxid-ásványi rétegeket tartalmaznak (Fe2O3).
Hol találok vasat?
Szobahőmérsékleten igenszilárd. Fényes szürke fém, amely nedves levegő hatására idővel rozsdásodik. Sok más fémmel ötvöződik. A vas terjedelme meglehetősen kiterjedt. Amikor szénnel egyesül, acéllá válik. Más fémekkel, például nikkellel, krómmal és volfrámmal is kombinálható. Ezek az ötvözetek nagyon erősek, és hidak és épületek készítésére használhatók.
A vas egy nagyon ősi elem, amelyet már régóta használnak a Földön. Az ókori Egyiptomban találtak belőle tárgyakat. Még egy egész időszakot (Kr. e. 1200-500) neveztek el róla - a vaskort, amikor szerszámokat és fegyvereket készítettek belőle. Ahhoz, hogy megtalálja ezt a hasznos fémet, mélyen a föld alatt kell keresnie. A földkéregben és a föld magjában egyaránt megtalálható. Több vas van a Földön, mint bármely más fém. Ez az elem más bolygókon is megtalálható, köztük a Jupiter és a Szaturnusz magjában, valamint a Mars vörös poros felszínén (ezért nevezték Vörös bolygónak).
Földföldi vas körforgása a természetben
A vas (Fe) sok más tápanyaghoz hasonlóan követi a geokémiai körforgást. Általában sziklák mállása vagy vulkánkitörés következtében kerül a talajba vagy az óceánba. A szárazföldi ökoszisztémában a növények először a gyökereiken keresztül szívják fel a vasat a talajból. Rendkívül fontos tápanyag, amely az élő szervezetek és a geoszféra között mozog.
Vasfontos korlátozó tápanyag a növények számára, amelyek klorofill előállítására használják fel. A fotoszintézis e fém megfelelő ellátásától függ. A növények a talajból a gyökerekbe asszimilálják. Az állatok elfogyasztják a növényt, és hemoglobin előállítására használják fel. Amikor elpusztulnak, lebomlanak, és a baktériumok visszaadják a fémet a talajba.
Tengeri vasciklus
A vas tengeri körforgása a természetben nagyon hasonló a Föld körforgásához. Ez a folyamat bizonyos mikroorganizmusok létfontosságú tevékenysége miatt következik be, amelyek a fémet hidroxiddá oxidálják, és szén-dioxidból szenet nyernek. A folyóban, tengerben vagy bármely más víztestben a vasbaktériumok életciklusukra energiát vonnak ki, majd annak lezajlása után mocsári érc formájában megtelepednek a talajban.
A vas szerepe az óceáni ökoszisztémákban is jelentős. A fő termelők, amelyek ezt a fémet felszívják, általában a fitoplankton vagy a cianobaktériumok. Ezután a fogyasztók felszívják a vasat, amikor megeszik ezeket a baktériumokat. A vas körforgása a természetben rendkívül összetett folyamat. Számos egyidejű tényezőtől függ: kémiai reakcióktól, élőhelyek típusától és mikrobacsoportoktól. Mindez összekapcsolja a Föld más ugyanolyan fontos biogeokémiai ciklusaival.
Általános jellemzők
A különféle kombinált ércek formájában megjelenő vas az egyik leggyakoribb elem, amely a földkéreg körülbelül 5%-át teszi ki. A legfontosabb vastartalmú ásványok aoxidok és szulfidok (hematit, magnetit, goetit, pirit, markazit). Ez a fém a meteoritokban, más bolygókon és a napon is megtalálható. A vas a tengerben és az édesvízben egyaránt megtalálható.
Érdekes tények
Íme néhány érdekes tény erről a látszólag egyszerű kémiai elemről:
- A vas a növények táplálkozásának nélkülözhetetlen építőköve, és segíti az oxigén szállítását a vérben, így támogatja az életet a Földön.
- Ez egy törékeny szilárd anyag, az elemek periódusos rendszerében a 8. csoportba sorolt fém. Tiszta formájában gyorsan korrodálódik a nedves levegő és a magas hőmérséklet hatására.
- Tömeg szerint ez a negyedik legelterjedtebb elem a földkéregben, és a Föld magjának nagy része a feltételezések szerint vas.
- A legtöbbet acél készítésére használják, amely vas és szén ötvözete, amelyet viszont a gyártásban és az építőiparban használnak fel, például vasbetont.
- A legalább 10,5% krómot tartalmazó rozsdamentes acél nagyon ellenáll a korróziónak. Konyhai evőeszközökben és edényekben, például rozsdamentes acél edényekben használják.
- Más elemek hozzáadása új hasznos tulajdonságokat biztosíthat az acélnak. Például a nikkel növeli az ötvözet tartósságát, és ellenállóbbá teszi a hővel és savakkal szemben.
Rövid információ a Fe elemről
- Számprotonok az atommagban: 26.
- Atom szimbólum: Fe.
- Az atom átlagos tömege: 55,845 g/mol.
- Sűrűség: 7,874 gramm köbcentiméterenként.
- Fázis szobahőmérsékleten: szilárd.
- Olvadáspont: 1538 0C.
- Forráspont: 2861 0C.
- Izotópok száma: 33.
- Stabil izotópok: 4.
Fő alkalmazások
A vasat számos ágazatban használják, például az elektronikában, a gyártásban, az autóiparban és az építőiparban. A vas alkalmazásai a következők:
- A vasfémek, ötvözetek és acél elsődleges összetevőjeként.
- Szent, nikkelt, krómot és különféle egyéb elemeket használó ötvözet vas vagy acél előállításához.
- Mágnesekben.
- Fémkésztermékekben.
- Ipari berendezésekben.
- A szállítóeszközökben.
- Az eszközökben.
- Játékokban és sportszerekben.
A vas a földkéreg 5%-át teszi ki, és az egyik leggyakoribb és leggyakrabban használt fém. Ez az elem megtalálható a húsban, a burgonyában és a zöldségekben is, és nélkülözhetetlen az állatok és az emberek számára. A hemoglobin szerves része. A fém megjelenése szürkés, nagyon rugalmas és képlékeny. Híg savakban könnyen oldódik és reakcióképes. A fő vasbányászati területek Kína, Ausztrália, Brazília, Oroszország és Ukrajna.
