Sắt là gì? Tính chất ứng dụng của kim loại sắt

Sắt là gì? Kim loại sắt là một vật liệu vô cùng quen thuộc đối với mỗi chúng ta. Sở hữu trong mình những tính chất hóa học cũng như vật lý đặc biệt của mình, sắt được ứng dụng rất đa dạng và phong phú trong hầu như tất cả các lĩnh vực của đời sống hiện đại. Vậy kim loại sắt là gì? Chúng ta hãy cũng Vattuaz.vn tìm hiểu về kim loại thú vị này qua bài chia sẻ dưới đây nhé!

1. Sắt là gì?

Sắt là gì?
Sắt là gì?

Kim loại sắt là một trong những kim loại đúng trong nhóm 4 kim loại phổ biến nhất. Mật độ của chúng là 7,874 g/cm³. Người ta cho rằng nguyên tố sắt có độ phổ biến thứ 10 trong vũ trụ.

Kim loại sắt đứng thú 26 trong bảng tuần hoàn hóa học và thuộc phân nhóm VIIIB chu kỳ 4 – nhóm kim loại chuyển tiếp.

Sắt tồn tại chủ yếu dưới dạng các hợp chất và quặng. Chúng thường được tìm kiếm trong các mỏ quặng sắt và sau đó dùng các phương pháp hóa học để loại bỏ tạp chất.

2. Đặc điểm vật lý của kim loại sắt

Đặc điểm vật lý của kim loại sắt
Đặc điểm vật lý của kim loại sắt
  • Kim loại sắt có màu xám, ánh kim.
  • Dưới dạng kim loại nguyên chất, sắt dễ bị ăn mòn cũng như bị gỉ vì thế nên chúng ta thường thấy sắt tồn tại dưới dạng hợp kim của các kim loại khác.
  • Sắt là loại vật liệu có độ dẻo, dai tương đối cao. Sắt dễ rèn, dễ cắt uốn tạo hình dát mỏng, nhiệt độ nóng chảy của chúng lên tới: 1539°C
  • Mức độ dẫn điện, dẫn nhiệt của sắt nằm ở mức tương đối, vẫn kém so với đồng và nhôm.
  • Sắt có từ tính tốt nên có thể hút được nam châm.

Độ cứng của sắt khá cao, sau đây chúng ta có thể tham khảo bảng giá trị độ bền kéo và độ cứng Brinell của một số loại sắt khác nhau.

Vật liệu Độ bền kéo Độ cứng Brinell
Thép Bainit 1380 400
Thép Pearlit 1200 350
Thép tôi 2930 850–1200
Sắt gia công nguội 690 200
Sắt chứa cacbon 140 40

3. Sắt là gì? Tính chất hóa học của sắt

Tính chất hóa học của sắt
Tính chất hóa học của sắt

Sắt là kim loại có hoạt tính hóa học trung bình. Ở nhiệt độ thường sắt không tác dụng với với hết các phi kim. Sắt tinh khiết rất bền trong nước và không khí.

3.1 Phản ứng với phi kim

Khi đun nóng, sắt sẽ phản ứng với hầu hết các phi kim:

Với các phi kim có tính oxy hóa mạnh, sắt có số oxy hóa là +3

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
3Fe + 2O2= Fe3O4
Với các phi kim có tính oxy hóa yếu, số oxy hóa của sắt là +2
Fe + S = FeS

3.2 Phản ứng với axit

Trong dung HCl và H2SO4 loãng, sắt rất dễ tan.

Fe + 2HCl (loãng) → FeCl2 + H2

Fe + 2H2SO4 (loãng) → FeSO4 + H2

Ở nhiệt độ thường sắt trơ đối với H2SO4 đặc, tuy nhiên trong điều kiện đun nóng:

2Fe + 6H2SO4 (đn) → Fe2(SO4) 3 + 3SO2 + 6H2O

3.3 Phản ứng với muối

Sắt sẽ đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi dung dịch muối, ví dụ:

Fe + CuSO4 → Cu + FeSO4

4. Hợp kim của kim loại sắt

Hợp kim của kim loại sắt
Hợp kim của kim loại sắt

Sắt không tồn tại dưới dạng sắt nguyên chất mà người ta thường kết hợp các nguyên tố khác nhau để phù hợp với từng mục đích sử dụng trong đời sống:

Một số hợp kim phổ biến của sắt hiện nay:

4.1 Thép

Thép là một một dạng hợp kim của sắt có chứa một vài thành phần khác như: cacbon, silic, … Hàm lượng cacbon trong thép chứa khoảng 0,2 – 2,1% về khối lượng.

Thép có 2 loại là thép không gỉ và thép cacbon. Thép không gỉ hay còn goị là một dạng inox chứa tầm 10,5% crôm với khả năng chống ăn mòn ưu việt. Thép cacbon với hàm lượng cacbon tùy vào mục đích sử dụng; độ dẻo sẽ giảm, độ cứng và giòn tăng khi tăng hàm lượng cacbon và ngược lại.

4.2 Gang

Một loại hợp kim nữa không thể không kể đến của sắt là gang.

Gang là một dạng hợp kim của sắt có tỷ lệ cacbon chiếm khoảng 2-5% với đặc tính chống ăn mòn tốt.

Gang có 2 loại chính là gang trắng và gang xám.

  • Gang trắng tồn tại dưới dạng Fe3C với tỷ lệ hàm lượng cacbon khoảng 3 – 3,5% với tính chất cứng, độ giòn khá cao nên khó hàn cắt, gia công.
  • Gang xám là loại gang được sử dụng phổ biến hơn cả. Trái ngược với gang trắng, gang xám có khả năng đúc uốn dẻo rất tốt. Gang xám không mang tính thẩm mỹ cao nhưng có giá thành tương đối rẻ được sử dụng chủ yếu trong các ngành kỹ thuật.

5. Ứng dụng của sắt là gì?

Ứng dụng của sắt là gì?
Ứng dụng của sắt là gì?

Kim loại sắt chiếm đến 95% tổng sản lượng sản xuất kim lọai trên thế giới. Do những đặc tính hóa học cũng như vật lý mà chúng sở hữu, cùng với mật độ sắt tồn tồn tại khá nhiều trong tự nhiên dẫn đến giá thành sản xuất thấp. Vì thế tính ứng dụng của sắt trải dài gần như trong tất cả các ngành, lĩnh vực khác nhau.

Cụ thể, một số ứng dụng của sắt có thể kể đến như sau:

5.1 Trong công nghiệp, xây dựng

Sắt đóng vai trò quan trọng và có tính ứng dụng vô cùng lớn đối với ngành công nghiệp. Với đặc tính vượt trội của mình, sắt được sử dụng trong việc đóng thuyền, tàu, máy móc, các thùng container.

Nó cũng góp mình trong công cuộc xây dựng nhà, cầu đường, … với hình thái của khung lưới, giàn giáo, khung cốt thép.

5.2 Trong đời sống hiện nay

Sắt có ứng dụng da dạng trong việc sản xuất các thiết bị đồ dùng nội thất: Kệ sắt, dao kéo, móc phơi, bàn ghế, tủ, cầu thang, bồn rửa…

Chúng cũng có tính ứng dụng thẩm mỹ khi được sử dụng để chế tạo ra các sản đồ mĩ nghệ. Các sản phẩm làm từ sắt với giá thành rẻ nhưng lại không mất đi độ sáng tạo, độc đáo cũng như tính tiện dụng đối với người dùng.

Với đặc trưng vật lý của mình, sắt có thể dùng để chế tạo các sản phẩm vô cùng tinh xảo mà các vật liệu truyền thống như gỗ khó có thể thực hiện được với chi phí rẻ hơn nhiều lần.

Đặc biệt, Oxit sắt (III) có thể ứng dụng để sản xuất các bộ lưu từ tính của máy tính.

Một đặc trưng vô cùng thú vị của sắt là chúng là một vi chất không thể thiếu được trong cơ thể con người. Người ta còn có thể dùng sắt để ứng dụng bào chế ra được một số loại thuốc.

Như vậy, trên đây là một bài chia sẻ của Vattuaz.vn về kim loại sắt – một kim loại rất thú vị trong đời sống của chúng ta. Hi vọng qua bài viết trên có thể cho bạn thêm một góc nhìn mới về loại vật liệu này.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Liên hệ ngay

Liên hệ
"