сплавы, гл. обр. с углеродом, кремнием и марганцем. Старейший способ получения химически чистого Ж. состоит в восстановлении окислов Ж. или щавелевокислого Ж. током водорода при повышенных температурах, причем, если температура восстановления достаточно низка (не выше 400—450°), то получается пирофорическое Ж. — порошок, самозажигающийся на воздухе. Чистота восстановленного Ж. зависит от чистоты предварительно приготовленных окислов. Этот лабораторный способ дает наиболее чистое Ж. для научных целей (напр. определения атомных весов). Восстановление водородом кристаллического хлорного Ж. FeC]3 также дает хорошо образованные кристаллы Ж.
Второй способ получения химически чистого Ж. — электролитический, из водных растворов*, гл. обр. сернокислой и хлористой солей закиси Ж < с различными добавками или же из сплавов солей или окислов Ж. во фтористом кальции. Первый из электролитических способов ныне приобрел большое техническое значение. При железном аноде и малом напряжении и плотности тока из солей закиси железа получается компактное, твердое, серебряного цвета a-железо. При платиновом аноде и высоком напряжении и плотности тока из комплексных соединений двувалентного Ж. выделяется менее компактное,, легче окисляющееся и, легче растворимое в кислотах сероватое Ж. Это два крайних члена в ряду сортов электролитического чистого Ж. Этим путем может быть получено Ж. с содержанием до 0, 002% С, 0, 001% Si, 0, 0001% Р и без серы. Такое Ж. отличается особою ковкостью, электрическими и магнитными свойствами и устойчивостью в, отношении коррозий, чем обусловливается его применение в электротехнике и машиностроении. Третий замечательный метод, получивший широкое техническое применение, состоит в получении (даже из плохих руд и отбросов) летучего пентакарбонида Fe(CO) 5; это соединение в парообразном состоянии при нагревании разлагается с выделением металлического Ж. Варьированием условий разложения Можно получать Ж. в различных видах от компактного до тонкого порошка. В нем полностью отсутствуют примеси S, Р, As, Si, Мп и др. металлов (даже спектроскопически нельзя их обнаружить). От возможных примесей углерода и кислорода можно избавиться работой при высоких температурах и последующей обработкой, напр. нагреванием в атмосфере водорода; даже в технических образцах такого Ж. примесь углерода может быть доведена до 0, 0005—0, 0009%. Опыты получения чистого Ж. непосредственно в мартеновских печах путем изменений в ходе плавки приводят пока в лучшем случае к 99, 84—99, 94% железа.
Модификаций Ж. четыре: а-, Д-, у — и <5 — Ж., но только две из них (а и у) являются фазами в термодинамическом смысле. а-Ж.
(феррит) устойчиво до 768°, магнитно, в элементарной ячейке 2 атома, кристаллографическое строение — центрированные кубы, длина ребра aw= 2, 860 А°, наименьшее расстояние между атомами (от центра до вершины) а = 2, 477 А° при 16°, атомный объем 11, 7. /? — Ж. — немагнитная модификация а-Ж. Переход а^р не резок,он захватывает интервал в 30—50°; с повышением температуры разрушаются элементарные магниты, и потенциальная магнитная энергия превращается в тепловую; все остальные свойства а-Ж. сохраняются. — у-Ж. образуется из р-Ж. при 906° и устойчиво до 1.401°; оно не магнитно. В элементарной йчейке 4 атома; строение — кубы с центрированными гранями, у к-рых a^=3, 63r a==2, 57 А° при 1.425°, атомный объем — 12, 0 . — (3 — Ж. тождественно с a-железом, но устойчиво от 1.401° до плавления. Таким образом устойчивость фазы а прерывается между 906° — 1.401° фазой у.
Физические свойства Ж. Чистое Ж. плавится при 1.525—1.530°, температура кипения 3.235° при 1 атм. и 1.900° при 1 мм давления. При температуре плавления уд. вес твердого Ж. — 7, 29, жидкого — 6, 90; уд. вес при обыкновенной температуре — 7, 86. Теплопроводность Ж. в 6—7 раз меньше теплопроводности серебра и в 2 раза меньше алюминия. Твердость 60—70. Временное сопротивление на разрыв 25 кг/мм,. удлинение 60%, сжатие поперечного сечения 85%. Свойство Ж. всасывать в себя силовые линии магнитного поля выражено так сильно, что эти явления как у Ж., так. и у некоторых других металлов и сплавов получили особое название ферромагнетизма.
Химические свойства Ж. Чистое железо в сухом воздухе не окисляется (не ржавеет), во влажном воздухе или. в воде,, особенно в присутствии углекислоты, окисляется с образованием водной окиси Ж.
В кислороде горит, образуя окисел Fe3O4.
Из разведенных кислот вытесняет водород.
Дымящая азотная кислота не реагирует с Ж. и делает его пассивным, т. е. после обработки такой кислотой Ж. не вытесняет водорода из разведенных кислот..
Соединения Ж. Закись Ж. FeO — черного цвета, получается при нагревании щавелевокислого Ж. в отсутствии воздуха, или при восстановлении водородом окиси при 300°. На воздухе самопроизвольно загорается. Окись Ж. Fe2O3 — действующее начало мумии (см.), венецианской красной краски, получается из окисных солей прокаливанием, перегонкой их или предварительным осаждением гидрата окиси. Медленно растворяется в кислотах с образованием окисных солей; реагирует так же, как кислота, при сплавлении с более основными окислами с образованием ферритов [напр. франклинит Zn(FeO2) 2 — соль кислоты H2Fe2O4 = = Fe2O3 — H2Oj . Магнитная окись Ж. Fe3O4-магнитный, железняк — закцсь-окись Ж.
Fe2O3*Fe2O или Fe(FeO2) 2. Образуется при действии воздуха, пара или углекислоты на Ж.; кристаллы октаэдрические обладают магнитными свойствами.
Термохимия: Fe 4—1/2 О2 FeO + 65.700 кал.;.
2Fe х 11/2 O2 -^FeiiOs + 3х 65.900 кал,; 3Fe х 202 -> ->FeO4 + 4 х 67.700 кал.,
таким образом самым устойчивым является окисел Fe3O4.
Все окислы образуют гидраты, из. них гидраты закиси и окиси реагируют как соединения Fe(OH) 2 и Fe(OH) 3, но в свободном и коллоидном состоянии (гели) они являются адсорбционными соединениями (FeOAqr Fe2O3Aq, Fe304Aq) с неопределенными количествами воды.
