철 금속의 물리적 및 화학적 특성
철 (FE)은 풍부함, 강도 및 다양성으로 인해 가장 널리 사용되는 금속 중 하나입니다. 아래는 철의 물리적 및 화학적 특성에 대한 개요입니다.
철의 주요 물리적 및 화학적 특성
| 재산 | 가치/설명 |
|---|---|
| 모습 | 은빛 회색, 금속 광택 |
| 밀도 | 7.87 g/cm³ |
| 녹는 점 | 1538 학위 (2800도 F) |
| 비등점 | 2862 학위 (5182 학위 f) |
| 전기 전도성 | 좋지만 구리 나 알루미늄만큼 높지는 않습니다 |
| 열전도율 | 80 W/m·K |
| 자기 | 강자성 (자화 가능) |
| 경도 | 4.5 MOHS 척도 (순수한 형태로 소프트) |
| 연성 | 순수한 형태로 연성 및 가단성 |
| 산소와의 반응성 | 산화철 (녹) 형성 |
| 물과의 반응성 | 철 하이드 록 사이드 및 수소 가스를 형성합니다 |
| 산과의 반응성 | 철 염과 수소 가스를 형성합니다 |
| 일반적인 산화 상태 | Fe²⁺ 및 Fe³ fe |
| 부식 저항 | 녹에 민감하지만 합금에서는 향상됩니다 |
철의 물리적 특성
모습:
철은 금속 광택이있는 은빛 회색 금속입니다.
순수한 형태 일 때 비교적 부드럽지만 (강철을 만들기 위해) 탄소와 같은 합금 요소로 경화 될 수 있습니다.
밀도:
철의 밀도는 대략입니다7.87 g/cm³.
이 상대적으로 높은 밀도는 철을 질량과 강도를 필요로하는 응용 분야에 적합한 재료로 만듭니다.
녹는 점:
철분의 융점이 높습니다1538 학위 (2800도 F).
이 높은 융점은 철강 제작과 같은 고온 응용 분야에서의 사용에 기여합니다.
비등점:
철의 끓는점은입니다2862 학위 (5182 학위 f).
전기 전도성:
철은 a입니다좋은 전기 도체구리 나 알루미늄만큼 좋지는 않지만. 필요한 경우 전기 성분 및 도체에 종종 사용됩니다.
열전도율:
철분은 열전도율이 우수하며 열 전도도는 약합니다.80 W/m·K.
이것은 다양한 산업 응용 분야에서 열을 수행하는 효과적인 재료입니다.
자기:
철은자기순수한 형태로강자성재료. 이것은 자석에 끌리며 자화 될 수 있음을 의미합니다.
이 특성은 철이 전자기, 모터 및 기타 자기 장치의 제조에 사용되는 이유입니다.
경도:
순수한 철은 비교적 부드럽고 약Mohs 척도에서 4.5. 그러나 강철과 같은 철 합금은 훨씬 더 어렵고 강합니다.
탄소 및 기타 요소를 첨가하여 주철 및 강철과 같은 재료를 형성함으로써 철의 경도가 크게 향상 될 수 있습니다.
연성 및 가단성:
철은두들겨 펼 수 있는그리고온순한. 순수한 형태로 전선으로 끌어와 시트로 망치질 수 있습니다. 그러나 더 높은 탄소 함량에서 더욱 부서지기 쉽습니다.
철의 화학적 특성
산소와의 반응성:
철분은 공기 중의 산소와 쉽게 반응하여 형성됩니다.산화철 (fe₂o (), 일반적으로 녹으로 알려져 있습니다.
녹슬철이 전자를 잃고 산화철, 특히 수분과 공기가있는 경우 산화철을 형성하는 산화 반응입니다.
물과의 반응:
철은 반응 할 수 있습니다물수산화철 및 수소 가스를 형성합니다. 이 과정은 철이 수분과 열에 노출 될 때 더 쉽게 발생합니다.
반응은 :
fe +2 H2O → Fe (OH) 2+ h2fe + 2 H _2 o \ RightArrow Fe (OH) _2 + H _2 fe {8}} h2 O → Fe (OH) 2+H2
산과의 반응:
철은 산과 반응하여 형성됩니다수소 가스그리고철 염. 예를 들어, 철분이 염산 (HCl)과 반응하면 염화철 및 수소 가스를 형성합니다.
fe +2 Hcl → Fecl 2+} H2fe + 2 HCl \ RightArrow fecl _2 + h _2 fe +2 hcl → fecl2+h2
산화 상태:
철분은 일반적으로 두 가지 산화 상태에서 존재합니다.+2 (fe²⁺)그리고+3 (fe³⁺).
그것에+2 상태, 철 (II) 산화물 (FEO)과 같은 화합물을 형성하고,+3 상태, 그것은 철 (III) 산화물 (Fe₂o₃)과 같은 화합물을 형성합니다.
할로겐과의 반응:
철분이 반응합니다할로겐(염소, 불소, 브로민 및 요오드)가 형성됩니다철분 할로이드. 예를 들어, 철분이 염소와 반응하면 염화철을 형성합니다.
Fe+cl2 → fecl2fe+cl _2 \ RightArrow fecl _2 fe+cl2 → fecl2
탄소와의 반응:
철분이 반응합니다탄소고온에서 형성됩니다철수화물 (Fe (c)강철과 주철의 핵심 구성 요소입니다. 이것은 제철소의 주요 반응 중 하나입니다.
부식 저항:
순수한 철은 부식에 매우 취약하지만 (녹는), 종종 다른 요소 (스테인레스 스틸의 크롬과 같은)와 합금되어 부식에 대한 저항을 향상시킵니다.
스테인레스 스틸에서, 철은 수동 산화 층을 형성하여 추가 산화 및 부식을 방지합니다.
질소와의 반응성:
철분이 반응합니다질소고온에서 형성 할 수 있습니다질화 철(fe₆n 또는 fe orn). 이는 고성능 재료의 생산과 같은 일부 전문화 된 응용 분야에서 유용합니다.
전기 화학적 행동:
철은 둘 다로 작용할 수 있습니다양극그리고음극주변 조건에 따라 전기 화학 반응에서. 이 특성은 아연 도금에 사용되며, 이곳에서 철은 아연 층으로 코팅되어 녹슬니다.
결론
철은 산업 및 일상 적용에 필수적인 몇 가지 중요한 물리 및 화학적 특성을 가진 다목적 금속입니다. 합금을 형성하고, 처리 될 때 부식에 저항하며, 다른 요소와 반응하는 능력은 특히 강철과 주철의 형태로 광범위한 사용을 제공합니다.
