Утюг история создания


Утюг: из истории изобретения

Мало кто может похвастаться тем, что процесс глажки доставляет ему удовольствие. Но современные утюги удобны и компактны, а чем гладили наши предки, какие эмоции у них возникали по этому поводу… можем себе представить, взглянув на то, как раньше выглядел утюг. Чем гладили древние греки, почему так чтилось мастерство гладильщиц в XIX веке и какие утюги выпускают в наши дни.

Горячий камень и металл

Первые утюги появились еще в Древней Греции. По сути это был кусок гранита с гладкой поверхностью с одной стороны, который нагревали на огне. Чтобы было удобнее держать раскалённый камень, к нему добавили ручку, а чуть позже придумали изготавливать агрегат для глажки из металла. Надо думать, не все греки и римляне могли себе позволить отглаживать свои туники. Но потребность в этом была. И в Китае тоже, ведь им нужно было придавать достойный вид дорогому шёлку!

Сначала агрегаты для глажки были железными, а потом стали чугунными. В XVI веке они представляли собой плоский, клиновидной формы кусок металла с припаянной ручкой. Весила такая махина от 3 до 10 кг, в зависимости от толщины подошвы. Нагревали его на жаровне, рядом с рабочей поверхностью для отглаживания нарядов. Недостатками таких утюгов были большой вес и то, что его приходилось постоянно подогревать. Дальнейшая трансформация устройства была неминуема. Так появился утюг, работающий на угле или газе. Он представлял собой коробку, в которую закладывали раскалённые угли или сжигали газ, подаваемый через трубку из баллона. Такие модели были очень опасны. Случайно выпавший в боковую щель уголёк или вспышка пламени газа могли обжечь руку, прожечь дорогую вещь. Поэтому аппараты эти использовались преимущественно в прачечных. Гладить белье допускались гладильщицы, прошедшие специальную подготовку, обладающие сноровкой и опытом.

В России утюг появился значительно позже, чем в Западной Европе. Долгое время основной задачей было смягчение грубой натуральной ткани, и для этого использовали рубель - железную скалку, которую нагревали в печи, и широкую доску с нанесёнными зарубками-рёбрами. Одежду или ткань наматывали на раскалённую скалку, прижимали доской с зарубками и катали. Рёбра ударялись о ткань, она размягчалась и разглаживалась. Рубель, как и чугунный утюг, использовали вплоть до XX века. На смену им пришли сначала спиртовые, а потом электрические утюги.

Устройство электрического утюга

Генри Сили изобрёл электрический утюг в 1882 году. С тех пор конструкция этого прибора улучшалась, появлялись новые функции, но принцип работы оставался прежним. Нагревательный элемент - подошва, пластиковый корпус, эргономичная ручка, терморегулятор. Современные модели имеют реле управления и встроенный резервуар для воды. Подошву утюга изготавливают из специального алюминиевого сплава или стали. Внутри неё находится нагревательный элемент. В подошве могут располагаться отверстия для выхода пара, с помощью которого можно разгладить складки на ткани. Если снять пластиковый корпус, то можно увидеть, каким образом к ней присоединяются провода питания электросети. В задней части подошвы, в углублениях, выступают небольшие штыри, на которые надеваются клеммы проводов питания. От них же идут пластины к терморегулятору. Утюг, таким образом, не может перегреться.

Утюги нового поколения вместо привычного терморегулятора имеют электронную систему управления. Такие аппараты обладают самым высоким уровнем безопасности. Однако каждый из нас знает (но не будет лишним повторить), что из дому нельзя уйти, не убедившись, что выключен утюг!

Музей утюгов в ЭТНОМИРе

Сегодня утюг есть в каждом доме. Но знаете ли вы, когда появились первые утюги и как они выглядели? Экспозиция Музея утюгов в ЭТНОМИРе насчитывает 600 экспонатов, среди которых: утюг с изображением Льва Николаевича Толстого, утюг в форме кита, утюг, на котором сохранился ценник, и многие другие необычные модели.

Большая часть этой огромной коллекции выставлена на первом этаже самой большой в мире русской печи. Среди них - некогда популярные модели «чушка с ручкой» и разнообразные углевые утюги. 100 экспонатов находятся в поволжском доме ЭТНОМИРа. Особенностью этой коллекции является то, что каждый экспонат можно потрогать или рассмотреть в действии.

Понравилась статья - поделись с друзьями!

История утюга: от угля до электричества

Старинный утюг. Фото: pixabay.com

«Кузнецу Ивашке Трофимову выдано 5 алтын, а он за те деньги устроил в царицыной палате утюг железный» — таково первое упоминание на Руси об утюге, зафиксированное в книге расходов царского двора Михаила Федоровича Романова.

Запись была сделана 10 февраля 1636 года, а уже к XVIII веку в стране было налажено производство утюгов с горячими углями внутри. По бокам таких утюгов делались дырочки, хозяйки в них дули  - угли разгорались. Интересно, что вес дальних родственников современных утюгов мог доходить до 12 кг.

Поначалу позволить себе утюги могли лишь обеспеченные семьи, и хозяйки перед приходом гостей часто выставляли утюг напоказ наряду с самоваром.

Утюг, конечно, не русское изобретение. Ещё в IV веке до н. э. в Древней Греции применялись способы плиссировки одежды из полотна с помощью горячего металлического прута, напоминавшего скалку. Для разглаживания одежды в древности использовались слегка обработанные нагретые булыжники. А само слово пришло из древнетюркского и образовано из двух слов: «ут» — огонь, «юк» — положить.

В XVIII веке в России утюги изготавливались в основном на Демидовских заводах. Тогда же были придуманы утюги со сменным вкладышем, который раскаляли, выхватывали из огня специальным прутом и вставляли внутрь полого корпуса.

А в ХIX веке в моду вошли спиртовые утюги, которые были изобретены в Германии. К утюгу прикреплялась металлическая колбочка, в которую заливался спирт. При включении спирт по трубочкам поступал внутрь прибора и, сгорая, выделял необходимое количество тепла. Но в России этот утюг не прижился: цена его было высока, а спирту находили другое применение.

В 1868 году был запатентован музыкальный утюг — издающий при глажке мелодичные звуки. Ручки и корпуса этих утюжков украшали разноцветной эмалью, резьбой и даже художественной росписью.

К концу XIX века стали производить газовые утюги. В их корпус вставлялась металлическая трубка, подсоединенная другим концом к газовому баллону, а на крышке утюга располагался насос. С помощью насоса газ загонялся в нутро утюга, где, сгорая, нагревал гладильную подошву. Довольно опасное изобретение!

Существовал и водяной утюг, придуманный новгородским умельцем. По сути, чайник-утюг, когда к платформе утюга сверху приваривается чайник: одновременно можно и воду греть, и белье гладить.

В конце XIX века две дамы получили в Германии патент на утюг, к носу которого крепилась дополнительная площадка со стаканчиком, заполненным водой. В дне стакана было отверстие, которое закрывала пробка с длинной ручкой. Стоило надавить пальцем на ручку, как пробка открывалась, и  вода попадала на ткань.

Некто Кратц поступил значительно проще: он прикрепил к ручке утюга резиновую грушу с мелкими отверстиями. Грушу заполняли водой и, когда требовалось, просто сжимали ее рукой — вода брызгала, словно из лейки.

Днем рождения электрического утюга можно считать 6 июня 1882 года. Именно в этот день американец Генри Сили запатентовал изобретенный им электрический утюг. Он нагревался электрической дугой, натянутой между угольными электродами, к которым подводился постоянный ток.

За XX век в конструкции электрического утюга изменилось немного, но появился важный элемент — термостат, который стал следить за температурой и отключать нагревательную спираль, когда достигался необходимый уровень нагрева подошвы. А в конце семидесятых годов подошвы утюгов стали делать стеклокерамическими. Новый материал значительно снизил коэффициент трения основания утюга о ткань, что существенно облегчило глажку.

фото экспонатов Музея Утюга с сайта um.mos.ru

История чугунного литья часть 1

Задумывались ли вы об истории чугунного литья? Когда древний человек впервые мечтал делать предметы из расплавленного металла? Даже лучшие историки, археологи и ученые, возможно, никогда не узнают этого по-настоящему. Но, возможно, именно поэтому история так интригует.

Первые в мире отливки

Одни историки считают, что чугунное литье началось в Древнем Китае еще в 6000 г. до н.э., другие считают, что в это время производились только медные и бронзовые отливки. Однако свидетельства, предоставленные археологами, противоречат обоим убеждениям. Обнаруженный археологами в Месопотамии, самый ранний обнаруженный образец литого компонента — медная лягушка, датируемая 3200 годом до нашей эры. Хотя железо и другие металлы были обнаружены, только столетия спустя их можно было расплавить и залить в форму, например, в отливку.

Археологи считают, что железо было обнаружено хеттами Древнего Египта где-то между 5000 и 3000 г. до н.э. В это время они ковали или кололи металл, чтобы создавать инструменты и оружие. Они нашли и извлекли его из метеоритов и использовали руду для изготовления наконечников копий, инструментов и других безделушек. Между 2000 г. до н.э. и 1200 г. до н.э. хетты разработали процесс выплавки железа – нагревание руды для ее очистки – расширив возможности ее использования. На протяжении веков производство железа оставалось тайной хеттского народа примерно до 1000 г. до н.э., когда китайские металлурги открыли превосходство и пригодность железа для обработки.

Чугунное литье приживается в Китае

Одними из самых ранних образцов чугунного литья в древнем Китае являются четыре статуи, стоящие за пределами храма Чжунъюэ в Дэнфэне. Эти статуи были отлиты примерно в 1024 году до нашей эры. До этого китайские металлурги работали с бронзой и медью для создания литых деталей, которые широко использовались в сельском хозяйстве страны. Она была революционизирована, когда был изобретен железный плуг. Это значительно облегчило фермерам переворачивание почвы.

Одно из самых больших влияний Китая на эволюцию чугунного литья произошло в 645 г. до н.э., когда китайские металлурги начали использовать литье в песчаные формы. В этом процессе песок плотно уплотняется вокруг объекта, создавая форму. Затем расплавленный металл заливается в форму для создания металлической отливки. Преимуществом этого процесса является большое разнообразие форм и размеров, которые можно легко формовать. Недостатками являются неизбежность брака и достаточно трудоемкость этого процесса. Это самое раннее известное использование этого процесса и представляет собой значительный вклад Китая в историю литья чугуна.

Изобретение доменной печи

Еще одной китайской инновацией была доменная печь. Он используется для плавки промышленных металлов, обычно чугуна, низкокачественной, хрупкой формы железа с высоким содержанием углерода. Он должен быть очищен, прежде чем его можно будет использовать для производства стали. Термин дутье относится к горячему воздуху для горения, который нагнетается в нижнюю часть печи через трубы, называемые фурмами, когда топливо подается сверху.

Самые старые доменные печи, обнаруженные археологами, относятся к династии Хань в Китае в I веке до нашей эры. Использование доменных печей не распространялось на Европу до 1100-х годов. Швеция была первой, кто применил доменную печь, за ней последовали Франция и Бельгия в 1300-х годах и Англия в 149 году.1.

Чугунное литье проникает в Европу

Кроме того, в 1400-х годах в Европе появилось чугунное литье. Самым ранним свидетельством литых изделий в Европе является чугунная труба, по которой транспортировали воду в замке Дилленберг в Германии. Он был отлит в 1455 году. Вскоре после этого в Бургундии, Франции и Англии из чугуна также изготавливали пушки во время Реформации 16 века.

Первый в Америке металлургический завод

В 1619 году лондонская компания Virginia Company открыла первый металлургический завод в Северной Америке. Он назывался Falling Creek Ironworks и располагался недалеко от реки Джеймс. Колонисты выбрали это место не только из-за близлежащих месторождений руды, но и потому, что оно обеспечивало легкий доступ к воде для получения энергии и для нужд судоходства. Сохранившиеся письменные записи указывают на то, что на этом предприятии можно было производить некоторое количество железа. Но историки считают, что полное производство так и не было достигнуто.

В 1642 году недалеко от Линна, штат Массачусетс, был основан Saugus Iron Works, первый в Америке чугунолитейный завод. Это также было место, где было изготовлено первое американское чугунное литье - горшок Согуса. Saugus Iron Works теперь является национальным историческим памятником из-за его выдающегося вклада в обрабатывающую промышленность и американскую промышленную революцию.

Первые усилия Великобритании по производству чугуна

Между 1700 и 1750 годами Великобритания в значительной степени зависела от импорта чугуна из Швеции, поскольку не могла достаточно быстро расширять свои мощности, чтобы удовлетворить растущий спрос на чугун. Это было до британской промышленной революции. В то время промышленность по производству чугуна состояла из небольших локализованных производственных объектов, которые должны были располагаться вблизи необходимых им ресурсов, таких как вода, известняк и древесный уголь. Это потому, что ресурсы для транспортировки сырья и готовой продукции были ограничены.

В то время печи были маленькими, а это означало, что их производственная мощность была очень ограничена. Хотя в Британии были большие запасы железной руды, железо, которое можно было производить из нее, представляло собой хрупкий чугун низкого качества с множеством примесей, которые образовывались в доменных печах, работающих на древесном угле.

В результате использование чугуна было очень ограниченным. Большая часть спроса была на кованое железо, которое представляло собой передельный чугун после того, как его примеси были выкованы. Но на это ушло много времени, а импортное кованое железо стоило дешевле. В результате британское железо в то время использовалось только для изготовления дешевых предметов, таких как гвозди. Однако вскоре железо стало краеугольным камнем индустриализации британской экономики, а к 1800 году — ее основным экспортным товаром.

Инновации стимулируют литье чугуна в Британии

Большое влияние чугуна на Британию можно отнести к целому ряду инноваций, появившихся в 1700-х годах. Первый из них произошел в 1709 году, когда Абрахам Дарби стал первым человеком, который плавил железо с коксом вместо древесного угля в коксовой печи. Кокс — это твердое топливо, получаемое путем нагревания угля в отсутствие воздуха, и это ключевой элемент в истории чугунного литья.

Кокс был намного дешевле и эффективнее древесного угля. С появлением кокса стало возможным и прибыльным использовать более крупные печи, что позволило увеличить масштабы производства. Древесный уголь был слишком слаб, чтобы поддерживать тяжелую загрузку железа в больших количествах, но кокс был намного прочнее. Хотя проблема хрупкого железа еще не была решена, инновации Дарби оказали большое влияние на отрасль и вдохновили на многие другие достижения.

Следующей инновацией в истории чугунолитейного производства стала паровая машина. Он был изобретен в 1712 году англичанином Томасом Ньюкоменом. В то время паровая машина в основном использовалась для откачки воды из угольных шахт. Уголь был ключевой частью процесса литья чугуна, поэтому это изобретение было неотъемлемой частью промышленности и индустриализации Англии.

Между 1770 и 1790 годами шотландский изобретатель Джеймс Уатт усовершенствовал работу Томаса Ньюкомена, создав паровой двигатель, способный приводить в действие машины, локомотивы и корабли. Это еще больше повысило скорость и возможности отрасли по транспортировке сырья и готовой продукции.

Прорыв Джеймса Уатта произошел, когда он понял, что конструкция паровой машины тратит впустую много энергии, поскольку она многократно охлаждает и повторно нагревает цилиндр. Уатт представил усовершенствование конструкции, отдельный конденсатор, который позволил избежать этой траты энергии и радикально повысил мощность, эффективность и экономичность паровых двигателей.

В конце концов, Ватт адаптировал свой двигатель, чтобы произвести революцию в транспорте, который был основным ограничивающим фактором для роста в металлургической промышленности. Наконец-то транспортировка материалов стала эффективной и экономичной, чем когда-либо.

Изобретение прокатного станка

В 1783 году Генри Корт разработал два метода извлечения примесей из железа, превращения его из чугуна в кованое железо и обеспечения крупномасштабного производства нехрупкого железа.

Чугун — это термин, используемый для описания неочищенного и хрупкого чугуна, который поступает непосредственно из доменной печи. В 1783 году Корт запатентовал ролики с желобками, которые позволили производить железные прутки быстрее с помощью более экономичного процесса, который он назвал методом прокатки. Ранее использовавшиеся методы заключались в штамповке или вырезании полос из прокатного листа.

В 1784 году Корт запатентовал процесс лужения, который заключался в перемешивании расплавленного чугуна на подушке печи, в которой огонь и горячие газы, циркулирующие над металлом, обеспечивают тепло. Это предотвратило контакт металла с топливом. Циркулирующие газы позволили удалить углерод из железа.

По мере обезуглероживания железа воздухом оно становилось более густым, и из более жидких примесей, оставшихся в печи, можно было извлечь шарики «слипшегося» железа. Пухлое железо, как и кованое железо, было более прочным и податливым, чем чугун, и его можно было ковать и обрабатывать с помощью желобчатых роликов, которые изобрел Корт. Ролики помогали выдавливать примеси. Кроме того, благодаря превращению железа в слитки металл стало легче использовать для создания готовых изделий.

Вклад компании Cort в развитие отрасли позволил наладить крупномасштабное производство изделий из чугуна, поскольку для очистки чугуна от примесей больше не требовалось столько времени и рабочей силы.

Великобритания становится крупнейшим производителем чугуна в Европе

Между 1793 и 1815 годами из-за возросшего спроса со стороны военных британское производство чугуна увеличилось в четыре раза. Размеры доменных печей увеличились, и у Британии наконец появились производственные мощности, способные удовлетворить спрос.

Однако в 1815 году война 1812 года закончилась, и наступил мир. С окончанием войны снизились как цена, так и спрос на железо. Однако Великобритания стала крупнейшим производителем металлургических заводов во всей Европе. Кроме того, его экономика и образ жизни были полностью изменены и революционизированы инновациями в чугунном литье.

Процитированные работы

Чугун в Древнем Китае. По состоянию на 8 апреля 2019 г. http://iron-foundry.com/cast-iron-in-ancient-china.html.

Белл, Теренс. «История стали». Баланс. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://www.thebalance.com/steel-history-2340172.

«Доменная печь». Доменная_печь. По состоянию на 8 апреля 2019 г. http://www.chemeurope.com/en/encyclopedia/Blast_furnace.html.

«Доменная печь». Википедия. 08 апреля 2019 г. По состоянию на 08 апреля 2019 г. https://en.wikipedia.org/wiki/Blast_furnace#cite_note-2.

Britannica, Редакторы энциклопедии. «Электрическая печь». Британская энциклопедия. 01 июля 2008 г. По состоянию на 08 апреля 2019 г.. https://www.britannica.com/technology/electric-furnace.

Britannica, Редакторы энциклопедии. "Чугун." Британская энциклопедия. 04 августа 2016 г. По состоянию на 08 апреля 2019 г. https://www.britannica.com/technology/cast-iron.

Britannica, Редакторы энциклопедии. «Бессемеровский процесс». Британская энциклопедия. 20 июня 2016 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://www.britannica.com/technology/Bessemer-process.

Britannica, Редакторы энциклопедии. «Бессемеровский процесс». Британская энциклопедия. 20 июня 2016 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г.. https://www.britannica.com/technology/Bessemer-процесс.

Britannica, Редакторы энциклопедии. «Генри Корт». Британская энциклопедия. 1 января 2019 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://www.britannica.com/biography/Henry-Cort.

«Процесс литья — преимущества и ограничения». МЭ Механический. 10 августа 2017 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://me-mechanicalengineering.com/casting-process-advantages-and-limitations/

Cort., «Генри. «Генри Корт». Энциклопедия мировой биографии. 2019. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://www.encyclopedia.com/people/science-and-technology/metallurgy-and-mining-biographies/henry-cort.

«Вковкий чугун». Википедия. 27 марта 2019 г. По состоянию на 08 апреля 2019 г. https://en.wikipedia.org/wiki/ductile_iron.

«Дуговая электрическая печь». Википедия. 20 января 2019 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_arc_furnace.

Металлургический завод Falling Creek. Википедия. 23 февраля 2019 г. По состоянию на 08 апреля 2019 г. https://en.wikipedia.org/wiki/Falling_Creek_Ironworks.

Наследие Те Манату Таонга. «Дуговая электропечь». Энциклопедия Те Ара Новой Зеландии - Энциклопедия Те Ара Новой Зеландии. 9 июля 2013 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://teara.govt.nz/en/diagram/5885/electric-arc-furnace.

Нэсмит, Джеймс. ДЖЕЙМС НАСМИТ Его автобиография: Глава 11 Литейный завод Бриджуотер – Партнерство. По состоянию на 8 апреля 2019 г. http://www.anvilfire.com/21centbs/stories/James_Nasmyth/jn11.htm.

«Промышленное литье металлов, металлическое литье, литейные печи, производитель литейного оборудования, поставщик, экспортер». Промышленное литье металлов, Металлические отливки, Литейные печи, Производитель литейного оборудования, Поставщик, Экспортер. По состоянию на 08 апреля 2019 г.. http://www.industrialmetalcastings.com/.

«Изобретения и люди истории чугуна». Дом Медь и посуда. 3 мая 2018 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://housecopper.com/2018/05/inventions-people-of-cast-iron-history/.

«Железо». Как производятся продукты. По состоянию на 8 апреля 2019 г. http://www.madehow.com/Volume-2/Iron.html.

«Китай железного века». Википедия. 30 сентября 2018 г. По состоянию на 08 апреля 2019 г. https://en.wikipedia.org/wiki/Iron_Age_China.

«Джеймс Нэсмит: инженер; Автобиография, часть 16 онлайн». https://novelonlinefull.com/. По состоянию на 08 апреля 2019 г.. https://novelonlinefull.com/chapter/james_nasmyth_engineer_an_autobiography/chapter_16.

Кинематика. «Объяснение процесса литья металла». Общая кинематика. 04 октября 2018 г. По состоянию на 08 апреля 2019 г. https://www.generalkinematics.com/blog/metal-casting-process-explained/.

Револьви, ООО. «"Джеймс Уатт" на Revolvy.com». Революция. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://www.revolvy.com/page/James-Watt.

Револьви, ООО. «Роберт Форестер Мушет» на Revolvy.com». Революция. По состоянию на 08 апреля 2019 г.. https://www.revolvy.com/topic/Роберт Форестер Мушет&item_type=topic.

«История чугуна — вам нужно знать». Производители чугуна в Индии - Bengal Iron Corporation. 24 сентября 2018 г. По состоянию на 08 апреля 2019 г. https://www.bicindia.com/the-history-of-cast-iron/.

Туркели, Алтан. «История литья металлов». http://mimoza.marmara.edu.tr/~altan.turkeli/files/cpt-1-history_of_metal_cast.

Слайды в формате PDF, демонстрирующие историю литья металлов, созданные профессором технологии литейного производства 9 класса0003

«Когда началась промышленная революция? Ключевые даты и сроки». Хит истории. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://www.historyhit.com/when-did-the-industrial-revolution-start-key-dates-and-timeline/.

Уайльд, Роберт. «Роль железа в промышленной революции». Мысль Ко. 8 июля 2018 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://www.thoughtco.com/iron-in-the-industrial-revolution-1221637.

Городской совет округа Рексхэм и Рексхэм. «Джон Уилкинсон - его влияние и наследие». John Wilkinson & Bersham Ironworks - Джон Уилкинсон - Его влияние и наследие - WCBC. По состоянию на 08 апреля 2019 г.. http://www.wrexham.gov.uk/english/heritage/bersham_ironworks/impact_legacy.htm.

Яп и Мин Чу. «Исследование параметров процесса обработки ковкого чугуна в пресс-форме». Институциональный репозиторий UMP. 1 ноября 2009 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. http://umpir.ump.edu.my/id/eprint/1075/.

Железо (элемент) - факты, история, где оно встречается и как используется

Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.

Железная руда окисляется или ржавеет при контакте с кислородом. (Изображение предоставлено: Денис Селиванов | Shutterstock)

От того, что он является важнейшим строительным блоком стали для питания растений и помогает переносить кислород в вашей крови — железо всегда занято, помогая поддерживать жизнь на Земле.

Железо представляет собой хрупкое твердое вещество, классифицируемое как металл 8-й группы Периодической таблицы элементов. Самый распространенный из всех металлов, в чистом виде быстро подвергается коррозии под воздействием влажного воздуха и высоких температур. Железо также является четвертым наиболее распространенным элементом в земной коре по весу, и считается, что большая часть ядра Земли состоит из железа. По данным Лос-Аламосской национальной лаборатории, помимо того, что он обычно встречается на Земле, его много на Солнце и в звездах. По данным лаборатории Джефферсона, железо имеет решающее значение для выживания живых организмов. В растениях он играет роль в производстве хлорофилла. У животных он является компонентом гемоглобина — белка в крови, который переносит кислород от легких к тканям организма.

По данным Королевского химического общества, девяносто процентов всех металлов, перерабатываемых в наши дни, составляет железо. Большая его часть используется для производства стали — сплава железа и углерода, которая, в свою очередь, используется в производстве и гражданском строительстве, например, для производства железобетона. Нержавеющая сталь, содержащая не менее 10,5% хрома, обладает высокой устойчивостью к коррозии. Он используется в кухонных столовых приборах, бытовой технике и посуде, такой как сковороды и сковороды из нержавеющей стали. Добавление других элементов может придать стали другие полезные свойства. Например, никель повышает его прочность и делает более устойчивым к воздействию тепла и кислот; По данным Jefferson Lab, марганец делает его более прочным, а вольфрам помогает ему сохранять твердость при высоких температурах.

Только факты

  • Атомный номер (количество протонов в ядре): 26
  • Символ атома (в Периодической таблице элементов): Fe
  • Атомный вес (средняя масса атома): 55,845
  • Плотность : 7,874 г на кубический сантиметр
  • Фаза при комнатной температуре: твердая
  • Температура плавления: 2800,4 градуса по Фаренгейту (1538 градусов по Цельсию)
  • Температура кипения: 5181,8 F (2861 C)
  • разное количество нейтронов): (укажите, сколько стабильных изотопов): 33 Стабильные изотопы: 4
  • Наиболее распространенные изотопы: железо-56 (естественное содержание: 91,754 процента)

(Изображение предоставлено: Грег Робсон/Creative Commons, Андрей Маринкас (открывается в новой вкладке) Shutterstock (открывается в новой вкладке)) из железа

По оценкам археологов, люди используют железо уже более 5000 лет, по данным лаборатории Джефферсона. На самом деле получается, что часть самого древнего железа, известного человеку, буквально упала с неба. В исследовании, опубликованном в 2013 году в Journal of Archeological Science, исследователи изучили древние египетские железные бусы, которые датируются примерно 3200 годом до нашей эры. и обнаружил, что они сделаны из железных метеоритов. По данным Национальной лаборатории Лос-Аламоса, в Ветхом Завете в Библии также несколько раз упоминается железо.

Железо в основном получают из минералов гематита и магнетита. По данным Jefferson Lab, в меньших количествах его также можно получить из минералов таконита, лимонита и сидерита. По данным Лос-Аламосской национальной лаборатории, железо имеет четыре различные аллотропные формы, а это означает, что оно имеет четыре различные структурные формы, в которых атомы связываются по разным схемам. Эти формы называются ферритами, известными как альфа (магнитные), бета, гамма и омега.

Железо является важным питательным веществом в нашем рационе. Дефицит железа, наиболее распространенный дефицит питательных веществ, может вызывать анемию и усталость, которые влияют на способность выполнять физическую работу у взрослых. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, это также может ухудшить память и другие психические функции у подростков. Центры по контролю и профилактике заболеваний предупреждают, что у женщин с дефицитом железа во время беременности повышен риск рождения маловесных и ранних детей.

Существует два типа пищевого железа: гемовое железо и негемовое железо. Гемовое железо, которое легче усваивается, содержится в мясе, рыбе и птице, тогда как негемовое железо, которое также усваивается, но в меньшей степени, чем гемовое, содержится в обеих растительных продуктах (таких как шпинат, капуста и брокколи) и мясо, по данным Американского Красного Креста. Люди усваивают до 30 процентов гемового железа по сравнению с 2-10 процентами негемового железа, сообщает ARC, добавляя, что продукты, богатые витамином С, такие как помидоры или цитрусовые, могут помочь людям усваивать негемовое железо.

Кто знал?

  • Кровь имеет красный цвет из-за взаимодействия между железом и кислородом, по данным Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Кровь выглядит красной из-за того, как химические связи между двумя элементами отражают свет.
  • Чистое железо на самом деле мягкое и податливое, по данным Университета Денвера.
  • В 2007 году исследователи обнаружили огромный шлейф богатой железом воды, исходящий из гидротермальных источников в южной части Атлантического океана.
  • Железо необходимо для роста фитопланктона — крошечных морских бактерий, которые используют углекислый газ из атмосферы для фотосинтеза. Поэтому некоторые исследователи утверждают, что удобрение океанов дополнительным железом может помочь поглотить избыток углекислого газа. Но исследование, опубликованное в Интернете в ноябре 2010 года в Proceedings of the National Academy of Sciences, показало, что это может быть не такой уж хорошей идеей, поскольку все это дополнительное железо может фактически вызвать рост токсинообразующих водорослей, которые способствуют загрязнению морской среды. дикая природа.
  • По данным Королевского химического общества, около 90 процентов всех металлов, перерабатываемых сегодня, составляет железо.
  • Согласно данным Лос-Аламосской национальной лаборатории, железо является важнейшим компонентом класса метеоритов, известного как сидериты.
  • По данным Национальной лаборатории Лос-Аламоса, железный столб, датируемый примерно 400 годом нашей эры, до сих пор стоит в Дели, Индия. Столб имеет высоту около 23,75 футов (7,25 метра) и диаметр 15,75 дюймов (40 сантиметров). Несмотря на воздействие погодных условий, столб не подвергся сильной коррозии благодаря уникальному составу металлов.
  • Примеры продуктов, богатых железом, включают мясо, такое как говядина, индейка, курица и свинина; морепродукты, такие как креветки, моллюски, устрицы и тунец; овощи, такие как шпинат, горох, брокколи, сладкий картофель и стручковая фасоль; хлеб и злаки, такие как отруби, цельнозерновой хлеб и обогащенный рис; другие продукты, такие как бобы, чечевица, томатная паста, тофу и патока, по данным американского Красного Креста.
  • Поверхность Марса имеет красный цвет из-за большого количества оксида железа (ржавчины) на его поверхности, сообщает Nature . В коре Марса в два раза больше оксида железа, чем на Земле.
  • Твердое внутреннее и жидкое внешнее ядра Земли в основном состоят из железа (приблизительно 85% и 80% по весу соответственно). По данным НАСА, электрический ток, генерируемый жидким железом, создает магнитное поле, защищающее Землю. Железо также содержится в ядрах всех планет Солнечной системы.
  • Согласно данным JPL, железо является самым тяжелым элементом, образующимся в ядрах звезд. Элементы тяжелее железа могут быть созданы только при взрыве звезд большой массы (сверхновых).
  • Латинское название железа — ferrum, что является источником его атомного символа Fe.
  • Слово «железо» происходит от англо-саксонского слова iren. Слово «железо», возможно, произошло от более ранних слов, означающих «священный металл», потому что оно использовалось для изготовления мечей, используемых в крестовых походах, согласно WebElements.

Текущие исследования

Железо было предметом многочисленных медицинских исследований, некоторые из которых показали, что высокий уровень железа в крови может фактически быть связан с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний. «Есть некоторые исследования, показывающие, что люди, у которых больше ферритина в системе крови и маркеров более высокого уровня железа в организме, могут быть более подвержены риску некоторых сердечно-сосудистых заболеваний», — сказала Джудит Уайли-Розетт, профессор кафедры эпидемиологии. и здоровье населения и медицинский факультет Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна Университета Йешива в Нью-Йорке. «И является ли это причиной риска или биомаркером чего-то еще, неясно», — сказал Уайли-Розетт Live Science. (Ферритин — это тип белка, в котором хранится железо, а тест на ферритин измеряет количество железа в крови.) 

В исследовании более 1900 финских мужчин в возрасте от 42 до 60 лет, опубликованном в 1992 году в журнале Circulation, исследователи обнаружили связь между высоким уровнем железа и повышенным риском сердечного приступа. В более позднем исследовании, опубликованном онлайн в январе 2014 года в Journal of Nutrition, исследователи обнаружили, что гемовое железо, содержащееся в мясе, увеличивает риск ишемической болезни сердца на 57 процентов, но такой связи между негемовым железом и риск ишемической болезни сердца.

Интересно, что недавние исследования также связывают накопление железа в мозге с болезнью Альцгеймера. В исследовании, опубликованном в августе 2013 года в Журнале болезни Альцгеймера, исследователи обнаружили, что количество железа в гиппокампе — области мозга, связанной с формированием воспоминаний, — было увеличено и связано с повреждением тканей в области гиппокампа у людей. с болезнью Альцгеймера, но не у здоровых пожилых людей.

«На накопление железа в мозге могут влиять модифицирующие факторы окружающей среды, такие как количество красного мяса и пищевых добавок с железом, которые мы потребляем, а также наличие у женщин гистерэктомии до менопаузы», — автор исследования доктор Джордж Барцокис, профессор. психиатрии Семельского института неврологии и поведения человека Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, говорится в заявлении.

Дефицит железа также был связан с депрессией, согласно исследованию 2017 года, опубликованному в Журнале психиатрических исследований группой австралийских исследователей, которые пытались найти связь между генетикой, уровнем железа и депрессией, особенно у подростков. Исследователи обнаружили, что, хотя существует связь между уровнем железа в крови и степенью депрессии, нет никаких доказательств генетической связи между ними. Исследователи использовали данные, полученные в результате исследований близнецов, и рассмотрели множество факторов при сравнении близнецов-подростков со взрослыми близнецами. Связь между уровнем железа и депрессией чаще всего наблюдается в периоды времени, когда организму требуется большее количество железа, например, во время всплесков роста.

В статье 2017 года , опубликованной в Европейском журнале питания исследовательской группой из Ирана, описано исследование, в котором добавки железа давали новым матерям без анемии с послеродовой депрессией (ППД).


Learn more