Dəmir

26 manqan ← dəmir → kobalt - ↑ Fe ↓ Ru dövri cədvəl
Ümumi
Ad, İşarə, Nömrə	dəmir, Fe, 26
Qrup, Dövr, Blok	8, 4, d
Xarici görünüşü
Atom kütləsi	55.845 q/mol
Elektron formulu	[Ar] 3d6 4s2
Fiziki xassələr
Halı
Sıxlığı	(0 °C, 101.325 kPa) q/L
Ərimə temperaturu	1538 °C (1811 K, 2800 °F)
Qaynama temperaturu	2862 °C (3134 K, 518 °F)
Elektromənfiliyi
Oksidləşmə dərəcəsi
Spektr =
İonlaşma enerjisi	kCmol-1

Dəmir (Fe, Ferrum) – D. İ. Mendeleyevin elementlərin dövri sistemində 26-cı element, kimyəvi işarəsi Fe-dir. Çəkisi 55,85 unitdir.

Ümumi məlumat

Dəmirin kəşfi. Dəmir ilk dəfə e.ə XI əsrdə kəşf edilmişdir. Birləşmələrində dəmir əsasən +2 və +3 oksidləşmə dərəcəsi göstərir.

Dəmir

Dəmir — (Fe) qan hemoqlobininin tərkibində və əzələlərdə rast gəlir. Ən çox heyvan mənşəli məhsulların və meyvə-tərəvəzlərin tərkibində olur. Insan orqanizmində olan dəmirin yarıdan çoxu qan hemoqlobininin tərkibindədir. Dəmir maqnit sahəsinə malik olan metaldır. O,"SULFUR" yəni kükürd ilə maqnitlə təsir etməsinə gorə heterogen qarışıqdır. İnsan qidasında dəmir çatışmadıqda elementar anemiya (qida anemiyası) baş verir. Ərzaq məhsullarında dəmirin miqdarı mq%-lə belədir: çovdar çörəyi – 3,0; buğda çörəyi – 1,6; lobya – 7,9; soya unu – 7,7; kartof – 0,9; yerkökü – 0,6; kələm – 1,3; alma – 2,0; üzüm – 0,9; qaraciyər – 8,4; mal əti – 3,0; yumurta – 3,0. Bitki orqanizmində dəmirin kütlə ilə miqdarı orta hesabla 0,02 %-dir. Dəmir fotosintez üçün lazım olan maddələrin (sitoxromların, ferrodoksinlərin), bir sıra fermentlərin tərkibinə daxildir. Dəmir çatışmadıqda xlorofilin əmələ gəlməsi ləngiyir. Yarpaqlarda, xüsusən də cavan yarpaqlarda xlorozun (sarı rəngin) əmələ gəlməsi və onların rəngi itirməsi mümkündür. Uzun müddət dəmir çatışmazlığı olduqda sıx otlu bitkilərdə yarpaq lövhəsinin kənarları boyu toxumalar ölür, ağaclarda zoğlar ölür, ümumi məhsuldarlıq azalır və bitkilərin xəstəliklərə davamlılıqları azalır.

Təbiətdə dəmir bakteriyaları adlanan bakteriyalar mövcuddur. Xemosintez prosesində dəmir bakteriyaları (krenotriks, leptotriks və s.) iki valentli dəmiri üç valentli dəmirə çevirir ki, o da hüceyrənin səthinə çökür. Dəmir (III) hidroksid çökür və bataqlıq filizi adlanan filiz əmələ gətirir:

4FeCO₃ + O₂ + 6H₂O → 4Fe(OH)₃ + 4CO₂↑ + enerji

Heyvan orqanizmində təxminən 0,01% (kütlə ilə) dəmir olur. Dəmir qanyaratma və hüceyrə daxili mübadilə proseslərində əvəz olunmazdır. Təxminən 55% dəmir eritrositlərin hemoqlobininin tərkibinə daxildir, 24%-ə qədəri əzələlərin rəng maddələrinin (mioqlobinin) tərkibinə daxildir, təxminən 21%-ə qədəri qara ciyərdə və dalaqda "ehtiyat üçün" saxlanılır.

Məhz dəmir qanın rəngini, həmçinin onun oksigeni əlaqələndirmək və vermək qabiliyyətini təmin edir. Eritrositlər ağ ciyərlərdən oksigeni bütün orqanizmə daşıyır və karbon qazını orqanizmdən kənarlaşdırır. Oksigen qüvvətli oksidləşdiricidir, amma, hemoqlobin məhz onda olan dəmirin hesabına oksigeni daşıya blir. İnsan oranizmində dəmirə malik fermentlər var. Həmçinin ferritin adlanan zülal kompleksi var ki, ondan orqanizmə lazım olan dəmirə malik digr maddələr əmələ gəlir. Üçvalentli dəmirin ionları orqanizmdə mürəkkəb transferrin zülalının (qanın plazmasında, süddə, yumurta ağında aşkar olunmuşdur) köməyi ilə ötürülür.

Dəmir enerji ayrılması, fermentativ reaksyalarda, immun funksiyalarının təmin olunmasında, xolesterin mübadiləsində əhəmiyyətli rol oynayır.

İnsanın çəkisi 70q olduqda orqanizmdə 4,2–5q dəmir olur. Yaşlı adamın sutka ərzində dəmirə olan tələbatı 10–20mq olur.

Qanda dəmir çatışmadıqda anemiya baş verir. Ən geniş yayılmış anemiya dəmir çatışmazlığı anemiyasıdır və hələ qədimdən onu qan azlığı adlandırırlar.

Dəmir orqanizmdən sidik, nəcis və tər ilə çıxır.

Dəmirin daha geniş məlum olan və insan tərəfindən istifadə olunan birləşmələri aşağıdakılardır:

FeSO₄ 7H₂O – dəmir kuporosu, dəmir (II) kristallohidrat.

FeS₂ – dəmir disulfid, pirit, kükürd kolçedanı.

FeCl₃ – dəmir(III) xlorid.

FeO Fe₂O₃ – maqnitli dəmir, maqnetit.

Dəmir aşağıdakı mənbələrdən orqanizmə daxil olur;

Yaşıl tərəvəz: soğan, cavan şalğam, turp, xardal, turşəng yarpaqları, yaşıl noxud, pomidor (yalnız çiy), kələm, sarımsaq, xiyar, mərci, qıtığotu.

Meyvələr və giləmeyvələr: alma, nar, moruq, çiyələk, albalı, armud, üzüm, qarpız, istənilən quru meyvə.

Heyvan mənşəli məhsullar: qara ciyər, böyrəklər, yumurta sarısı.

Qədim insanın kosmik mənşəli dəmir ilə tanışlığını təsdiq edən fakt dəmir filizi haqqında təsəvvürləri olmayan Qrenlandiya əhalisində dəmir məmulatların olmasıdır. Əksər meteoritlər tərkibində 5,5%-ə qədər nikel olan dəmir külçəsidir. Əlkimyaçılar dəmiri nizə və qalxan – Marsın müharibə allahının xarakterik atributu kimi təsvir edirdilər. Onun adı da buradan götürülüb, latın sözü ferro – qılınc deməkdir.

İnsan bədənində dəmir atomlarının sayı 4,5·1022, bir insan hüceyrəsində isə 4,5·108 ədəddir.

İnsan qanının 100 milli litrində 13–16q hemoqlobin olur. Hemoqlobin yaxşı öyrənilmiş zülallardan biridir. O, 1851-ci ildə alman fizioloqu Otto Funke tərəfindən kəşf olunmuş, strukturunu isə 1959-cu ildə avstriya molekulyar bioloqu Maks Perus təsvir etmiş və buna görə üç il sonra Nobel mükafatı almışdır.

İnsan orqanizmində hemoqlobinin bütün molekulunun "yığılmasına" 90 saniyə vaxt sərf olunur. Hər saniyə insan orqanizmində 650·1012 hemoqlobin molekulu əmələ gəlir.

Əksər canlı obyektlərə biomaqnetizm hadisəsi xasdır. Onların Yerin maqnit sahəsində istiqamətlənməsi xüsusi maqnetosomlarda ümumi uzunluğu 50 nm olan 10–25 kristallardan ibarət zəncirlər şəklində əmələ gəlmiş dəmir oksidin köməyi ilə həyata keçirilir.

İki- və üçvalentli dəmirin duzları dəmir çatışmazlığını aradan qaldırmaq üçün, anemiyanın müalicəsində istifadə olunur.

Orqanizmdə dəmirin artıq miqdarı ilə erkən ateroskleroz, işemik xəstəlikləri, şişlər arasında korrelyasiya müəyyən edilmişdir.

Dəmir kuporosu FeSO₄·7H₂O bitkilərin ziyanvericilərinə qarşı mübarizədə, mineral boyaqlar hazırlanmasında istifadə olunur. Dəmir (III) xlorid parçaların boyanması zamanı istifadə olunur.

Dəmir disulfid FeS₂ yeganə təbii sulfiddir ki, şüşəni cıza bilir.

Pirit sulfat turşusu, kükürd və dəmir kuporosu almaq üçün xammaldır.

O, misin, qurğuşunun, sinkin, qalayın və digər əlvan metalların hidrotermal yataqlarını işləyərkən böyük həcmdə çıxarılır.

Amma, piritin faydalı komponentlərə emalı iqtisadi sərfəli olmadığından o, tullantı kimi atılır.

İzotopları

Təbii dəmir 4 stabil izotopa (⁵⁴Fe, ⁵⁶Fe (əsas), ⁵⁷Fe, ⁵⁸Fe) malikdir.

Təbiətdə yayılması

Dəmir, alüminiumdan sonra təbiətdə ən geniş yayılmış metaldır (5.1%). Əsasən oksigenli və kükürdlü birləşmələr şəklində rast gəlir. Bəzi qədim dillərdə dəmir "səma daşı" adlanır. Dəmirə daha çox aşağıdakı mineralların tərkibində təsadüf olunur: CuFeS₂—mis kolcedanı, FeS₂-pirit, Fe₃O₄-maqnetit, Fe₂O₃-hematit, FeCO₃-siderit, FeCr₂O₄-xromit. Bir çox mineral sularda dəmir (II) hidrokarbonat Fe(HCO₃)₂ olur. Dəmir canlı təbiətdə böyük əhəmiyyətə malikdir. O, qandakı hemoqlobinin tərkib hissəsidir.

Alınması

Dəmiri ikivalentli duzlarının eklektrolizindən və oksidlərindən yüksək temperaturda reduksiyaedicilərin iştirakı ilə reduksiya etməklə alırlar. Metalların bu üsulla alınması pirometallurgiya adlanır. Pirometallurgiya üsulunda reduksiyaedici kimi hidrogen götürüldükdə üsul hidrogenotermiya, alüminium götürüldükdə isə alüminotermiya adlanır.

Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O hidrogenotermiya

Fe₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Fe alüminotermiya

Sənayedə dəmirin ərintiləri olan çuqun və polad daha çox istifadə olunur.

Fiziki və kimyəvi xassələri

Saf dəmir parlaq gümüşü-ağ rəngli, plastik metaldır. İstiliyi və elektrik cərəyanını yaxşı keçirir, asan maqnitlənir. Dəmirin sıxlığı 7,87 q/sm³, ərimə temperaturu 1538^oC-dir. Dəmir maqnit xassələrinə malikdir. Yüksək təmizlikdə dəmir kimyəvi davamlıdır, lakin müxtəlif qarışıqları olan adi dəmir nəm havada tez paslanır.

Həmçinin bax

• Dəmir (II) oksid
• Dəmir (II) sulfat
• Dəmir (III) nitrat