| Geležis (Fe)
  |
| --- |
|  |
| Periodinė grupė | 4 |
| Atomo numeris | 26
  |
| Išvaizda | pilkas metalas |
| Atomo savybės
  |
| Atominė masė(Molinė masė) | 55,845 а.m.v. (g/mol) |
| Atomo spindulys | 140 (156) pm |
| Jonizacijos energija(pirmas elektronas) | 762,5 kJ/mol (eV) |
| Elektronų konfigūracija | [Ar] 3d6 4s² |
| Cheminės savybės
  |
| Kovalentinis spindulys | 125 pm |
| Jono spindulys | ?? pm |
| Elektroneigiamumas | 1,83 (pagal Polingą) |
| Elektrodo potencialas | ?? V |
| Oksidacijos laipsniai | 2,**3**,4,6 |
| Termodinaminės savybės
  |
| Tankis | 7,874 g/cm³ |
| Šiluminė talpa | 440 J/(K·mol) |
| Šiluminis laidumas | 80,2 W/(m·K) |
| Lydymosi temperatūra | 1808 K |
| Lydymosi šiluma | 13,8 kJ/mol |
| Virimo temperatūra | 3023 K |
| Garavimo šiluma | 349,6 kJ/mol |
| Molinis tūris | 7,09 cm³/mol |
| Kristalinė gardelė
  |
| Kristalinė gardelė | kubinė, tūriškai centruota |
| Gardelės periodas | ?? Å |

**Geležis** – cheminis periodinės elementų lentelės elementas, žymimas **Fe** (lot. *ferrum*), eilės numeris 26, sidabriškai pilkas, blizgus metalas. Tai gausiausias metalas Žemėje (Žemės plutoje – antras pagal gausumą, pirmas – aliuminis – 8 %) ir manoma, kad 10 pagal gausumą elementas visatoje. Geležis – didžiausią Žemės dalį pagal masę sudarantis elementas (34,6 %), taip pat sudaro 4,65 % Žemės plutos masės. Manoma, kad didelė geležies koncentracija labiausiai veikia magnetinį Žemės lauką.

Pagrindinės charakteristikos
----------------------------

Geležis būna 3 alotropinių atmainų, kurios viena nuo kitos skiriasi kristaline struktūra arba magnetinėmis savybėmis: αFe – stabili iki 910 °C temperatūros, γFe – nuo 910 °C iki 1400 °C, Fe – nuo 1400 °C iki 1539 °C.

Iki 769 °C geležis yra feromagnetikas, o kai temperatūra aukštesnė – paramagnetikas. Tai plastiškas metalas, kalus, lengvai štampuojamas ir valcuojamas. Geležis tirpina anglį ir kitas vienines medžiagas, todėl galima gauti įvairių savybių geležies lydinių. Kietasis anglies tirpalas α geležyje vadinamas feritu, γ geležyje – austenitu.

Svarbiausi mineralai magnetitas ir hematitas sudaro geležies rūdos telkinius. Iš geležies rūdos gaunami geležies ir anglies lydiniai – ketus ir plienas. Gryna geležis išgaunama perdirbant rūdą. Nedideliais kiekiais gryna miltelių pavidalo geležis gaunama 300 °C temperatūroje skaidant karbonilą Fe(CO)5 amoniako terpėje, po to dar redukuojant vandeniliu 500–600 °C temperatūroje. Labai gryna geležis gaunama zoninio lydymo būdu.

Pritaikymas
-----------

Geležis ir jos lydiniai yra plačiausiai naudojamas metalas (jie sudaro 95 % visų metalinių gaminių masės). Toks populiarumas susijęs su geležies santykiniu pigumu ir tvirtumu, dėl kurio ją galima panaudoti įvairiose srityse, įskaitant automobilių pramonę, laivų statybą, statybinių konstrukcijų gamybą.

Geležies pagrindu kuriamos naujos medžiagos, atsparios aukštai arba žemai temperatūrai, vakuumui ar dideliam slėgiui, agresyvioms aplinkoms, didelėms kintamoms apkrovoms, jonizuojantiems spinduliams.

Istorija
--------

Geležies amžiaus kirvis rastas Gotlande, Švedija
Pirmieji žinomi geležies panaudojimai – Egipto ir Šumerų civilizacijose, kur apie 4000 m. pr. m. e. buvo gaminami smulkūs daiktai (strėlių antgaliai, ornamentai) iš meteoritų liekanų.

Apie 3000-2000 m. pr. m. e. Mesopotamijoje, Egipte naudota lydyta geležis, ne meteoritinės kilmės (nes nerandama nikelio priemaišų). Tačiau geležis tuomet buvo brangesnė už auksą ir naudota tik ceremoniniais tikslais.

Nuo XII iki X a. pr. m. e. Artimuosiuose Rytuose bronzinius įrankius ir ginklus sparčiai keitė geležiniai. Manoma, kad geležies panaudojimą lėmė ne ištobulėjusi geležies perdirbimo technologija, bet alavo stygius. Šiuo pereinamuoju laikotarpiu skirtinguose regionuose skirtingu laiku prasidėjo geležies amžius.

Geležies gavyba baltų teritorijoje pradėta I tūkstantmečio pr. m. e. pabaigoje. O geležies lydymo krosnies liekanų aptikta IV a. Jose geležį lydydavo iš vietinės balų rūdos su medžio anglimis. Lietuvoje daug geležies rūdos randama prie Varėnos.

Biologinė reikšmė
-----------------

Geležis yra būtina medžiaga visiems gyviems organizmams, išskyrus kai kurias bakterijas. Dažniausiai geležis kaupiama metaloproteinuose, nes grynoje formoje įtakotų laisvųjų radikalų, kurie yra nuodingi organizmui, kūrimąsi.
Geležis yra sudedamoji deguonį pernešančių proteinų (hemoglobinų ir mioglobinų) dalis, taip pat reikalinga kitiems audiniams ir procesams. Žmogaus organizme yra apie 4 gramai šio metalo katijonų.

Per parą suaugusiam vyrui reikia apie 10 mg, moteriai – 15 mg geležies. Paauglystės, nėštumo bei maitinimo krūtimi laikotarpiu šio mineralo poreikis yra didesnis. Geri geležies šaltiniai yra raudona mėsa, paukštiena, sezamai, moliūgų sėklos, įvairios pupelės, lęšiai, rugiai, lapinės daržovės (sėjamoji gražgarstė, lapiniai kopūstai, špinatai, dilgėlės ir kt.). Sveikas organizmas iš gyvūninės kilmės produktų pasisavina iki 31 % juose esančios geležies, iš augalinių – iki 7,5 %. Esant jos trūkumui pasisavinimas išauga atitinkamai iki 47 % ir 21 %. Augalinės geležies pasisavinimą iki 6 kartų padidina tuo pat metu su maistu gaunamas vitaminas C, o neigiamą įtaką daro taninai ir fitino rūgštis. Geležies trūkumas gali būti viena iš anemijos priežasčių.

Geležis organizme
-----------------

Augaluose – chlorofilo sintezės katalizatorius; gyvūnų organizme – kraujo baltymo hemoglobino sudedamoji dalis, reikalinga O2 pernešti.

Geležis vandenyje
-----------------

Geležis – vienas labiausiai paplitusių gamtinių elementų. Geležies yra daugumoje vulkaninių uolienų, o taip pat uolienose, kietinančiose smiltainius. Didelis kiekis geležies yra įvairių rūšių molyje, o nuosėdinėse karbonatinėse uolienose (pavyzdžiui, klintyse) geležis randama tik kaip nežymi priemaiša. Nenuostabu, kad gamtiniame vandenyje esančios geležies problema yra viena dažniausiai pasitaikančių. Dėl tokio vandens iškyla daug problemų buityje ir komercijos bei pramonės srityje.

Gamtoje geležis egzistuoja įvairiomis formomis (priklausomai nuo jos valentingumo: Fe0, Fe+2, Fe+3), o taip pat įvairiuose sudėtiniuose cheminiuose junginiuose:

1. Elementinė geležis (Fe0). Elementinė, arba metalinė, geležis visiškai netirpsta vandenyje. Esant drėgmei ir oro deguoniui, elementinė geležis oksiduojasi iki trivalentės, sudarydama netirpų oksidą Fe2O3 (procesas, buityje vadinamas rūdijimu).
2. Dvivalentė geležis (Fe+2). Beveik visada randama ištirpusi vandenyje, nors būna atvejų (esant tam tikram gamtoje retai sutinkamam pH lygiui), kai geležies hidroksidas Fe(OH)2 gali nusėsti.
3. Trivalentė geležis (Fe+3). Geležies hidroksidas Fe(OH)3, netirpus vandenyje (išskyrus tuos atvejus, kai vandens pH yra labai žemas). Trivalentės geležies chloridas (FeCl3) ir sulfatas (Fe2(SO4)) tirpsta vandenyje ir gali susidaryti net silpnai šarminiame vandenyje.

  

Taip pat gamtoje aptinkama ir organinė geležis. Organinė geležis randama vandenyje įvairia forma ir įvairiuose junginiuose. Organiniai geležies junginiai dažniausiai yra tirpūs arba turi koloidinę struktūrą ir yra labai sunkiai pašalinami. Išskiriamos tokio organinės geležies rūšys:

1. Bakterinė geležis. Kai kurių rūšių bakterijos gali naudoti ištirpusios geležies energiją savo gyvybinės veiklos procese. Tokiu atveju dvivalentė geležis tampa trivalente, kuri išlieka drebučiu pavidalo bakterijos apvalkalu.
2. Koloidinė geležis. Koloidai – tai labai mažos (mažesnės negu 1 mikronas) netirpios dalelės. Dėl mažo dydžio jos labai sunkiai filtruojamos granulių pavidalo filtravimo medžiagomis. Stambios organinės molekulės (taninai ir ligninai) taip pat priskiriamos šiai kategorijai. Dėl savo mažo dydžio ir didelės paviršinės įkrovos (stumiančios daleles vieną nuo kitos ir neleidžiančios joms stambėti), koloidinės dalelės vandenyje suformuoja suspensijas ir nenusėda, o išlieka pakibusios.
3. Tirpi organinė geležis. Kaip, pavyzdžiui, polifosfatai, sugeba surišti ir sulaikyti tirpale kalcį ir kitus metalus, taip ir kai kurios molekulės sugeba surišti geležį į sudėtinius tirpius kompleksus, vadinamus chelatais. Tokio surišimo pavyzdys galėtų būti geležį sulaikanti porfyrinė kraujo hemoglobino grupė arba magnį sulaikantis augalų chlorofilas. Puikus chelatus formuojantis agentas yra humusinė rūgštis, vaidinanti svarbų vaidmenį dirvos jonų apykaitoje.

Geležies šaltiniai
------------------

Gamtiniuose vandenyse geležies junginiai atsiranda dūlant ir tirpstant kalnų uolienoms. Geležis reaguoja su gamtiniuose vandenyse esančiomis mineralinėmis ir organinėmis medžiagomis, sudarydama sudėtingą ištirpusių, koloidinės būklės ar apkibusių junginių kompleksą. Didelis geležies kiekis patenka su požeminiu vandeniu ir su metalurgijos, metalo apdirbimo, tekstilės, lakų ir dažų pramonės įmonių nuotekomis, o taip pat su žemės ūkio nuotekomis. Geriamajame vandenyje geležies gali atsirasti ir dėl to, kad miesto vandene valymo stotyse naudojami geležies turintys koaguliantai arba dėl „juodų" (pagamintų iš ketaus arba plieno) vandentiekio vamzdžių korozijos.

Geležies kiekis paviršiniame gėlame vandenyje sudaro dešimtąsias miligramo dalis. Pagrindinė forma, kuria geležis aptinkama paviršiniuose vandenyse yra kompleksiniai trivalenčių geležies jonų junginiai su ištirpusiais neorganiniais ir organiniais junginiais, dažniausiai – su humuso rūgščių sluoksniais – humitais. Todėl didesnis geležies kiekis aptinkamas pelkių vandenyje (miligramai), kur humusinių medžiagų koncentracija yra pakankamai didelė. Kai pH=8.0, pagrindinė geležies forma vandenyje yra geležies oksido hidratas Fe(OH)3, esantis pakibusios koloidinės būklės. Didžiausia geležies koncentracija (iki keleto dešimčių miligramų 1 dm3) aptinkama požeminiuose vandenyse su žemu pH lygiu, kuriuose yra nedaug ištirpusio deguonies, o sulfatinių rūdų slūgsojimo vietose ir jauno vulkanizmo vietose geležies koncentracija gali siekti netgi šimtų miligramų 1 litre vandens. Požeminiuose vandenyse geležis dažniausiai būna dvivalentė ir ištirpusi. Tam tikromis sąlygomis trivalentė geležis taip pat gali būti ištirpusi vandenyje neorganinių sluoksnių (pavyzdžiui, sulfatų) forma, o taip pat tirpių organinių junginių sudėtyje.

Šaltiniai
---------

1. ↑  „Dietary Reference Intakes (DRIs): Recommended Intakes for Individuals" (PDF). Suarchyvuotas originalas (PDF) 2009-09-02. Nuoroda tikrinta 2009-07-12.
2. ↑  „Nutritiondata.com, Foods highest in Iron". Nuoroda tikrinta 2009-07-12.
3. ↑  „Cook JD. Adaptation in iron metabolism. Am J Clin Nutr 1990; 51:301–8". Nuoroda tikrinta 2009-07-12.
4. ↑  Gillooly M, Bothwell TH, Torrance JD, MacPhail AP, Derman DP, Bezwoda WR, Mills W, Charlton RW, Mayet F. The effects of organic acids, phytates and polyphenols on the absorption of iron from vegetables. British Journal of Nutrition, 1983 May;49(3):331-42
5. ↑  Lynch SR, Stoltzfus RJ. Iron and ascorbic acid: proposed fortification levels and recommended iron compounds. JNutr 2003;133:2978S–84S

Nuorodos
--------

|  |  |
| --- | --- |
|  | **Vikiteka: Geležis** – vaizdinė ir garsinė medžiaga  |

1. LIETUVOS RESPUBLIKOS SVEIKATOS APSAUGOS Ministro ĮSAKYMAS DĖL LIETUVOS HIGIENOS NORMOS HN 24:2017 „GERIAMOJO VANDENS SAUGOS IR KOKYBĖS REIKALAVIMAI" PATVIRTINIMO [1]
2. Geležis vandenyje [2]

Vikižodynas 

* portalo „Ar žinai?" straipsnis Archyvuota kopija 2014-02-22 iš Wayback Machine projekto.