我是铁,大家都应该认识我,是人体所必需的微量元素,同为人体必需微量元素的还有锌、铜、碘、硒、锰,何为微量元素?微量元素指人体内含量介于体重0.01%~0.005% 的元素。虽然我在人体中所占比例很少,几乎相当一枚4cm长的铁钉,但是依质量计,我是在地球上是占比最多的元素,为地球外核和内核的主要成分。我也是地壳中含量第四多的元素,是宇宙中第六丰富的元素,在宇宙中我是大质量恒星的硅燃烧过程在恒星核合成的最后放热阶段形成的。
地壳中的纯铁十分稀少,基本上只存在于陨石中。铁矿的蕴藏量相当丰富,但要提炼出可用的铁金属,需要可以达到1500 °C以上的窑或火炉,比冶炼铜的温度还要高500 °C。仅在公元前2000年左右,人类开始在欧亚大陆导入这一制程,大约在公元前1200年,铁在某些地区开始取代铜合金,作为工具或武器,这个事件被认为是从铜器时代过渡为铁器时代,历史上的一些帝国由此技术的突破而诞生。看吧由于我的存在改变了历史进程。由于铁的机械性能和低成本,铁合金(如钢、不锈钢和合金钢)是到目前为止仍是最常见的工业金属。
我在成年人的身体中主要分布在血红蛋白和肌红蛋白。这两种蛋白质在脊椎动物代谢中扮演极为重要的角色,前者负责在血液中运送氧气,而后者则承担起在肌肉中储藏氧气的责任。我也是许多氧化还原酶的活性位置上的金属,其涉及细胞呼吸作用及植物和动物的氧化还原反应。
虽然我最常见的氧化态为二价铁离子和三价铁离子。但是我可形成各种氧化态的化合物(-2到+7),我也可形成多种错合物,例如:二茂铁、草酸铁离子及普鲁士蓝。
二茂铁 C10H10Fe
草酸铁钾K3[Fe(C2O4)3]
普鲁士蓝Fe7(CN)18⋅14H2O
大家最熟悉的摸过于三氧化二铁了,铁锈和赤铁矿的主要成分,在杂质碳的存在下,与环境中的水份和氧气反应,我便会生锈。
氧化铁
我喜欢C和CO氧化铁可以与碳混合后加热,生成铁和二氧化碳。 工业上常用焦炭和焦炭不完全燃烧产生的CO还原赤铁矿,以产生生铁(含0.03%-2%的碳),我于是被还原出来了。
我可不喜欢离子化合物和水、酸性化合物、高温、被刮擦、活泼性较低的金属接触,那样会另我容易生锈。
为了防止生锈,我需要穿一些外衣,比如涂上油漆,塑料,油,油脂,覆盖其他金属,例如锌等。
我尽管被氧化了也有许多用途,我常被人们拿来做颜料。威尼斯红、赭石等颜料里面的主要成分为氧化铁。
那么在哪里找我呢:赤铁矿(Fe2O3),含铁量在50%~60%之间;磁铁矿(Fe3O4),含铁量60%以上,有亚铁磁性,此外还有褐铁矿(Fe2O3·nH2O)、菱铁矿(FeCO3)和黄铁矿(FeS2),它们的含铁量低一些,但比较容易冶炼。