IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Железо – важный минерал, который необходим человеку в небольшом количестве. Он широко распространен в продуктах питания, включая такие продукты, как мясо, птицу и рыбу, а также сушеные фрукты, зерновые и зеленые овощи. Железо из растительных продуктов усваивается в два раза тяжелее, чем из продуктов животного происхождения. Среднее количество необходимого железа составляет от 10 до 20 мг в день.

Значение железа для организма. В организме железо активно включено в метаболические процессы и имеет огромное значение:

‑ принимает участие в образовании гемоглобина и участвует, таким образом, в транспорте кислорода к органам и тканям, формирует запасы кислорода в организме;

‑ нормализует работу щитовидной железы;

‑ регулирует иммунитет ‑ повышает активность интерфероны и Т-лимфоцитов киллеров, таким образом повышает устойчивость организма к заболеваниям;

‑ защищает от действия токсических веществ, нейтрализуя продукты перекисного окисления;

‑ входит в состав некоторых ферментов, например, пероксидазы;

‑ участвует в образовании миоглобина;

‑ регулирует процессы роста в организме;

‑ участвует в обменных процессах и процессах кроветворения.

Продукты питания, богатые железом: печень и почки говяжьи, гречка, фисташки, арахис, шпинат, кизил, телятина, консервированный зелёный горошек, сушеные белые грибы, толокно, куриные яйца, тыква, свекла, яблоки, айва, груша, персики, абрикосы, морепродукты.

Что способствует усвоению железа.

Для лечения железодефицитной анемии применяются железосодержащие препараты. Однако прием этих лекарственных средств требует соблюдения определенных условий – если железо, попадающее в организм, будет плохо усваиваться, терапия будет неэффективной. Поэтому при лечении анемии и для ее профилактики требуется соблюдать специальную диету, употреблять продукты, способствующие усвоению железа, и избегать пищи, которая мешает его всасыванию.

Железо как простое вещество – пластичный металл серо-серебристого цвета, обладает свойствами магнита, чтобы повысить его твёрдость, необходимы примеси (как правило – углерод). Подвержен процессам коррозии и ржавчины.

В природе, хотя и очень редко, но встречается самородное железо. Его происхождение считают метеоритным, т.е. космическим, а не земным. Поэтому первые изделия из железа (они изготавливались из самородков) ценились очень высоко – гораздо выше, чем из серебра и даже золота.

Несмотря на широкое внедрение в нашу сегодняшнюю жизнь полимерных материалов, стекла, керамики, основным конструкционным материалом продолжает оставаться железо и сплавы на его основе. С изделиями из железа мы на каждом шагу встречаемся в быту и знаем, как много хлопот доставляют его ржавление и сама ржавчина. Ржавлением называют только коррозию железа и его сплавов. Другие металлы корродируют, но не ржавеют. Хотя корродируют практически все металлы, в повседневной жизни человек чаще всего сталкивается с коррозией железа.

Строгие расчеты показывают, что большинство металлов имеет склонность к коррозии. Поэтому удивительно не то, что металлы корродируют, а то, что изделия из них могут существовать длительное время. Скорость, с которой протекает коррозия, не поддается теоретическому вычислению. Как правило, она определяется опытным путем. Скорость, прежде всего, зависит от характера образующихся продуктов коррозии и прочности их сцепления с металлом.

Установлено, что коррозии железа способствует наличие в нем серы. Современных людей поражает устойчивость к коррозии некоторых античных предметов, изготовленных из железа. Одной из причин этого является низкое содержание в нем серы. Обычно в железо она попадает из каменного угля при доменной выплавке из руд. В далеком прошлом для этой цели использовался не каменный, а древесный уголь, который практически не содержит серы. Сера в железе обычно содержится в виде сульфидов FeS и др. В процессе коррозии сульфиды железа разлагаются с выделением сероводорода H₂S, который является катализатором коррозии железа.

Коррозия приводит к загрязнению продуктов питания, следовательно и к снижению их качества и безопасности. Существенное значение для консервной промышленности может иметь защита металлических банок от коррозии. Последняя особенно ускоряется, если продукт, помещаемый в банку, имеет кислую реакцию среды. Глюкозооксидаза, вводимая, например, в жестяную банку, поглощает весь кислород. В ней коррозии, потемнения поверхности металла либо не происходит, либо она сильно замедляется.

Очень большие количества олова расходуются на создание тонкослойных покрытий консервных банок. Более толстые покрытия наносятся на маслобойки и баки для бензина и др. Олово устойчиво к коррозии и хорошо выдерживает воздействие пищевых продуктов. Многие органические кислоты, присутствующие в пищевых продуктах и фруктовых соках, заключенных в консервные банки, образуют комплексы с оловом. Вследствие этого сильно понижается активность ионов двухвалентного олова, и оно становится в этих специфических условиях анодным по отношению к железу.

Слой олова, нанесенный на поверхность стальной ленты в щелочной или кислой ванне при обычных условиях, представляет собой довольно пористое покрытие, не годное для предохранения консервной банки от коррозии. Только при увеличении толщины покрытия до 10—12 мк можно рассчитывать на малую его пористость, однако электролитическое лужение по сравнению с горячим может быть оправдано экономически.

С наружной стороны луженых консервных банок условия совершенно другие, именно отсюда и начинается точечная коррозия. Обычно перед изготовлением банок производится хроматная обработка луженой жести способом погружения. Этим достигается дополнительная защита. Изнутри часто банки также покрывают лаком. Для лакирования наружных поверхностей консервных банок с целью предохранения от коррозии при складском хранении применяют окунание. Этикетки наклеивают некоррозионно-активными клеями.

Экспериментальная часть. Протекторная защита.

В две пробирки налили дистиллированной воды на ½ их объема, добавали по 3-4 капли гексацианоферрата (III) калия и столько же раствора NaCl. Гексацианоферрат (III) калия является качественным реактивом на ионы железа, с которыми образует синее окрашивание. Далее зачистили наждачной бумагой две железные проволоки. К одной проволоке прикрепили кусочек цинка, а к другой меди. Опустили проволоки с металлами в отдельные пробирки с приготовленными растворами и оставили их на 5-10 минут. После отметили, в какой пробирке появляется синее окрашивание.

Наблюдения. В первой пробирке не наблюдали появление синего окрашивания, так как в ней отсутствуют ионы железа, во второй пробирке наблюдали синее окрашивание так как железо корродирует и в растворе присутствуют ионы железа.

Вывод. В качестве протектора при защите железа от коррозии можно использовать более активный металл, например цинк.

Код для цитирования: Скопировать