Vas

26mangánvaskobalt
-

Fe

Ru
  
        
        
                  
                  
                                
                                
  
26
Fe
Általános
Név, vegyjel, rendszámvas, Fe, 26
Elemi sorozatátmenetifémek
Csoport, periódus, mező8, 4, d
Megjelenéscsillogó fémes
szürkés árnyalattal
Iron electrolytic and 1cm3 cube.jpg
Atomtömeg55,845(2)  g/mol
Elektronszerkezet[Ar] 3d6 4s²
Elektronok héjanként2, 8, 14, 2
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapotszilárd
Sűrűség (szobahőm.)7,874 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on6,98 g/cm³
Olvadáspont1811 K
(1538 °C, 2800 °F)
Forráspont3134 K
(2861 °C, 5182 °F)
Olvadáshő13,81 kJ/mol
Párolgáshő 340 kJ/mol
Moláris hőkapacitás(25 °C) 25,10 J/(mol·K)
Gőznyomás
P/Pa1101001 k10 k100 k
T/K172818902091234626793132
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezetköbös tércentrált
Oxidációs szám2, 3, 4, 6
(amfoter oxid)
Elektronegativitás1,83 (Pauling-skála)
Ionizációs energia1.: 762,5 kJ/mol
2.: 1561,9 kJ/mol
3.: 2957 kJ/mol
Atomsugár140 pm
Atomsugár (számított)156 pm
Kovalens sugár125 pm
Egyebek
Mágnességferromágneses
Fajlagos ellenállás(20 °C) 96,1 nΩ·m
Hőmérséklet-vezetési tényező(300 K) 80,4 W/(m·K)
Hőtágulási együttható(25 °C) 11,8 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd)(szobahőm.) (electrolitikus)
5120 m/s
Young-modulus211 GPa
Nyírási modulus82 GPa
Kompressziós modulus170 GPa
Poisson-tényező0,29
Mohs-keménység4,0
Vickers-keménység608 MPa
Brinell-keménység490 HB
CAS-szám7439-89-6
Fontosabb izotópok
Fő cikk: A vas izotópjai
Izotópt.e.felezési időB.m.B.e. (MeV)B.t.
54Fe5,8%>3,1E22 évkettős elektronbefogás?54Cr
55Femest.2,73 évelektronbefogás0,23155Mn
56Fe91,72%Fe stabil 30 neutronnal
57Fe2,2%Fe stabil 31 neutronnal
58Fe0,28%Fe stabil 32 neutronnal
59Femest.44,503 dβ1,56559Co
60Femest.1,5E6 yβ-3,97860Co
Hivatkozások

A vas fémes tulajdonságú kémiai elem, rendszáma a periódusos rendszerben 26, atomtömege 55,845 g/mol. A vegyjele Fe, ami a latin ferrum szóból ered, nyelvújításkori neve vasany.[1] Elemi állapotban szürkésfehér, szívós, jól alakítható fém. A földkéreg 4,8% vasat tartalmaz különböző vegyületek alakjában, elemi vas a természetben nem található (eltekintve a meteoritvastól). Az elemek közül ennél több csak oxigénből, szilíciumból és alumíniumból van. A vas ipari fontosságú elem. Érceiből redukálással állítják elő. Először a nyersvasgyártási eljárással nyersvasat, öntészeti célra öntöttvasat, az acélgyártás műveleteivel acélt állítanak elő.

Tulajdonságai

Reakciói

  • Elemekkel:
    • Oxigénnel:
    • Halogénekkel (Cl, Br, I) is Fe3+ ionná oxidálódva pl. FeCl3 vagy FeBr3 halogenideket alkot, jóddal +2-ig oxidálódik (az FeI3 instabil, mg-os mennyiségben előállítható fekete anyag).
    • Kénnel (S) csak Fe2+(ferro-) ionná oxidálódik mert a kén nem annyira oxidatív.
  • Vízzel nem reagál, ha az oxigénmentes, desztillált víz, de ha a vízben van oldott oxigén, akkor rozsda (FeO(OH) vagy Fe(OH)3·Fe2O3) keletkezik.
  • Savakkal:
    • A híg szervetlen savak (HCl, HNO3…) mind reagálnak vele, kénsavval és sósavval csak +2-ig oxidálódik, de így nem stabil, lassan (hetek, hónapok alatt) alakul át Fe3+ (ferri-) vegyületekké.
    • A tömény szervetlen savak passziválják, védőréteg alakul ki a felszínén, ami megakadályozza a további reakciót (a HCl csak vízmentesen passziválja), ezért a tömény savakat vastartályban lehet szállítani.
    • A híg szerves savak (CH3COOH, C3H4(OH)(COOH)3...) lassan, de oldják. Közben hidrogén gáz fejlődik.
  • Lúgokkal nem reagál, nem amfoter fém.
  • A pozitívabb standard elektródpotenciálú fémeket redukálni tudja, sóikban a helyüket átveszi.

A vas levegőn csak magas hőmérsékleten (1250 K) oxidálódik. Ekkor vas(II)-vas(III)-oxid, Fe3O4 keletkezik. A száraz klórgáz és a cseppfolyós klór közönséges körülmények között a vasat nem támadja meg, ezért hozható a klór vaspalackokban forgalomba. Viszont víznyomok jelenlétében a vas már szobahőmérsékleten is reagál a klórral. A jód 100 °C-on reagál a vassal. Ekkor a vas vas(II)-jodiddá (FeI2) oxidálódik. Hevítés hatására kénnel és foszforral is reakcióba lép, nitrogénnel azonban magas hőmérsékleten sem reagál.

Kémiai tulajdonságai

A Fe2+ ion-vegyületek zöld színűek, az aniontól függően, de ezek a sók nem stabilak, levegőn átalakulnak sárga színű Fe3+ vegyületekké. A kettős szulfátok stabilabbak – például a Mohr-só, ennek képlete Fe(NH4)2(SO4)2 –, de levegőn lassan ezek is oxidálódnak. A vas(III)-oxalát ellenben fény hatására vas(II)-oxaláttá alakul (Fe2(C2O4)3 → 2 Fe(COO)2+2 CO2).

A Fe2+ iont tartalmazó vas(II)-vegyületek redukáló tulajdonságúak (legerősebben lúgos közegben), könnyen oxidálódnak stabilabb vas(III)-vegyületekké. Bár a vas oxidációs száma vegyületeiben leggyakrabban +2 vagy +3, egyes vegyületeiben (a ferrátokban) a vas oxidációs száma +6 is lehet.

Reakcióképessége miatt kísérő elemeitől nehezen, hosszadalmas laboratóriumi műveletekkel is csak részben sikerül megtisztítani. A színvasnak minősíthető fém is csak mintegy 99,998% Fe-t tartalmaz; ezt főleg kísérleti célokra használják. Ipari célra – amennyiben tiszta vasra van szükség – nem ennyire tiszta, hanem gazdaságosabban előállítható vasfajtákat használnak, például az elektrolitvasat, vagy a túloxidálással készült Armco-vasat.

Fizikai tulajdonságai

Kockarácsok típusai.
Felületen középpontos a γ-vas, térben középpontos az α- és az α(δ)-vas

A vas 1538 °C-on olvad. Az olvadt vas hűlés közben ugyanezen a hőmérsékleten szabályos rendszerbeli, térben középpontos kockarácsú (vagy tércentrált) kristályokká dermed; a kockarács élei 0,293 nm hosszúak. További hűlés során a kristályszerkezet megváltozik az A4 = 1394 °C hőmérsékleten: felületen középpontos (lapcentrált) rácsúak lesznek, a rácselem élei 0,368 nm-re változnak. Miközben az acél tovább hűl, A3 = 912 °C hőmérsékleten a kristályok ismét térben középpontos kockarácsúak lesznek, a rácselem mérete 0,290 nm. Ezután több átalakulásra már nem kerül sor; szobahőmérsékleten a vas szintén tércentrált kockarácsú, csupán az élei rövidülnek meg 0,286 nm-re a zsugorodás miatt.

A vasnak tehát három kristályos módosulata van: 1538 és 1394 °C között a δ-vas, 1394 és 912 °C között a γ-vas, 912 °C-nál kisebb hőmérsékleten pedig az α-vas állandó. Látható, hogy az α(δ)- és az α-vas azonos rácsszerkezetű, csupán a rácselemük méretében különböznek egymástól, ami pedig a hőtágulással magyarázható (ebből adódik jelzésük egyezősége is). Régebben megkülönböztették a β-vasat is, de ez csak a mágnesezhetőség határát (770 °C) jelölte, nem külön módosulat. Fontos megjegyezni, hogy a vas módosulatainak a sűrűsége (fajtérfogata) különböző. Ennek az az oka, hogy az α-vas kockarácsában a vasatomok nem olyan szorosan helyezkednek el, mint a γ-vaséban.

A vas legfontosabb ötvözete az acél, ami ötvözőként szenet és más ötvözőelemeket tartalmaz. Az ötvözők, de a szándék nélkül vasba került többi elem hatására is, az acél keményebbé, szilárdabbá – bizonyos határon túl pedig akár rideggé is – válik.

A vas az elektromosságot és a hőt közepesen vezeti, és mágnesezhető. A vason kívül csak két másik fémes elem, a kobalt és a nikkel mágnesezhető.

A vas gőznyomása[2]

állapot T p
K °C atm Pa
alfa 298,15 25 1,65E-65 1,672E-60
300 27 4,65E-65 4,712E-60
400 127 5,65E-47 5,725E-42
500 227 3,96E-36 4,012E-31
600 327 6,61E-29 6,698E-24
700 427 9,32E-24 9,443E-19
800 527 6,62E-20 6,708E-15
900 627 6,40E-17 6,485E-12
1000 727 1,52E-14 1,540E-09
1100 827 1,29E-12 1,307E-07
alfa 1185 912 3,06E-11 3,101E-06
gamma 1185 912 3,06E-11 3,101E-06
1200 927 5,10E-11 5,168E-06
1220 947 1,00E-10 1,013E-05
1296 1023 1,00E-09 1,013E-04
1300 1027 1,12E-09 1,135E-04
1382 1109 1,00E-08 1,013E-03
1400 1127 1,58E-08 1,601E-03
1480 1207 1,00E-07 1,013E-02
1500 1227 1,55E-07 0,016
1593 1320 1,00E-06 0,101
1600 1327 1,13E-06 0,114
gamma 1667 1394 3,75E-06 0,380
delta 1667 1394 3,75E-06 0,380
1700 1427 6,51E-06 0,660
1726 1453 1,00E-05 1,013
1800 1527 3,05E-05 3,090
delta 1811 1538 3,58E-05 3,627
folyadék 1811 1538 3,58E-05 3,627
1888 1615 1,00E-04 10,13
2000 1727 3,78E-04 38,30
2091 1818 1,00E-03 101,32
2200 1927 2,87E-03 290,80
2346 2073 1,00E-02 1013,25
2400 2127 1,53E-02 1550,27
2600 2327 6,17E-02 6251,75
2678 2405 1,00E-01 10132,50
2800 2527 2,01E-01 20366,32
3000 2727 5,53E-01 56032,72
3110 2837 1,00E+00 101325,00
folyadék 3200 2927 1,33E+00 134559,60

Az adatok az elemi állapotú vasra vonatkoznak. Ipari célokra szénacélt, illetve öntöttvasat gyártanak, amelyeknek alacsonyabb az olvadáspontja (az oldatok fagyáspontcsökkenésének törvénye szerint). A ledeburit például 4,3%-os összetételű eutektikuma a vasnak és a szénnek (azaz: 66% vaskarbidnak) 1147 °C-os olvadásponttal. Ezen a hőmérsékleten az elemi vas még szilárd halmazállapotú.

Spektrumvonalának hullámhossza 617,3 nm.[3]

Más nyelveken
English: Iron
Afrikaans: Yster
Alemannisch: Eisen
አማርኛ: ብረት
aragonés: Fierro
Ænglisc: Īsen
العربية: حديد
ܐܪܡܝܐ: ܦܪܙܠܐ
অসমীয়া: লো
asturianu: Fierro
azərbaycanca: Dəmir
تۆرکجه: دمیر
башҡортса: Тимер
žemaitėška: Gelžės
беларуская: Жалеза
беларуская (тарашкевіца)‎: Жалеза
български: Желязо
भोजपुरी: लोहा
Bislama: Aien
Bahasa Banjar: Wasi
বাংলা: লোহা
བོད་ཡིག: ལྕགས།
brezhoneg: Houarn
bosanski: Željezo
буряад: Түмэр
català: Ferro
Mìng-dĕ̤ng-ngṳ̄: Tiék
Cebuano: Yero
ᏣᎳᎩ: ᏔᎷᎩᏍᎩ
کوردی: ئاسن
corsu: Ferru
čeština: Železo
Чӑвашла: Тимĕр
Cymraeg: Haearn
dansk: Jern
Deutsch: Eisen
Zazaki: Asın
ދިވެހިބަސް: ދަގަނޑު
Ελληνικά: Σίδηρος
Esperanto: Fero
español: Hierro
eesti: Raud
euskara: Burdina
estremeñu: Hierru
فارسی: آهن
suomi: Rauta
Võro: Raud
føroyskt: Jarn
français: Fer
Nordfriisk: Stälj
furlan: Fier
Frysk: Izer
Gaeilge: Iarann
贛語:
Gàidhlig: Iarann
galego: Ferro
Avañe'ẽ: Itakandua
गोंयची कोंकणी / Gõychi Konknni: लोखण
Bahasa Hulontalo: Wuwate
ગુજરાતી: લોખંડ
Gaelg: Yiarn
客家語/Hak-kâ-ngî: Thiet
עברית: ברזל
हिन्दी: लोहा
Fiji Hindi: Loha
hrvatski: Željezo
Kreyòl ayisyen: Fè (non)
Հայերեն: Երկաթ
interlingua: Ferro
Bahasa Indonesia: Besi
Interlingue: Ferre
Ido: Fero
íslenska: Járn
italiano: Ferro
日本語:
Patois: Ayan
la .lojban.: tirse
Basa Jawa: Wesi
ქართული: რკინა
Qaraqalpaqsha: Temir
Taqbaylit: Uzzal
Kongo: Kibende
Gĩkũyũ: Iron
қазақша: Темір
ಕನ್ನಡ: ಕಬ್ಬಿಣ
한국어:
Перем Коми: Кӧрт
Ripoarisch: Eisen
kurdî: Hesin
коми: Кӧрт
kernowek: Horn
Кыргызча: Темир
Latina: Ferrum
Lëtzebuergesch: Eisen
лакку: Мах
лезги: Ракь
Limburgs: Iezer
Ligure: Færo
lumbaart: Fer
lingála: Ebendé
lietuvių: Geležis
latviešu: Dzelzs
मैथिली: लोहा
Malagasy: Vy
Māori: Rino
македонски: Железо
മലയാളം: ഇരുമ്പ്
मराठी: लोखंड
Bahasa Melayu: Besi
Malti: Ħadid
မြန်မာဘာသာ: သံ (သတ္တု)
эрзянь: Кшни
Napulitano: Fierro
Plattdüütsch: Iesen
Nedersaksies: Iezer
नेपाली: फलाम
नेपाल भाषा: नँ
Nederlands: IJzer (element)
norsk nynorsk: Jern
norsk: Jern
Nouormand:
Diné bizaad: Béésh (Fe)
occitan: Fèrre
Livvinkarjala: Raudu
ଓଡ଼ିଆ: ଲୁହା
ਪੰਜਾਬੀ: ਲੋਹਾ
Papiamentu: Heru
Norfuk / Pitkern: Aiyen
polski: Żelazo
Piemontèis: Fer
پنجابی: لوہا
پښتو: وسپنه
português: Ferro
Runa Simi: Khillay
română: Fier
armãneashti: Heru
русский: Железо
русиньскый: Желїзо
संस्कृतम्: अयः
саха тыла: Тимир
sardu: Ferru
sicilianu: Ferru
Scots: Airn
سنڌي: لوھ
srpskohrvatski / српскохрватски: Željezo
සිංහල: යකඩ
Simple English: Iron
slovenčina: Železo
slovenščina: Železo
Soomaaliga: Xadiid
shqip: Hekuri
српски / srpski: Гвожђе
Seeltersk: Iersen
Basa Sunda: Beusi
svenska: Järn
Kiswahili: Chuma
தமிழ்: இரும்பு
తెలుగు: ఇనుము
тоҷикӣ: Оҳан
ไทย: เหล็ก
Tagalog: Bakal
Türkçe: Demir
татарча/tatarça: Тимер
ئۇيغۇرچە / Uyghurche: تۆمۈر
українська: Залізо
اردو: لوہا
oʻzbekcha/ўзбекча: Temir
vèneto: Fero
vepsän kel’: Raud
Tiếng Việt: Sắt
West-Vlams: Yzer (element)
Volapük: Ferin
walon: Fier
Winaray: Puthaw
吴语:
хальмг: Төмр
ייִדיש: אייזן
Yorùbá: Iron
Vahcuengh: Diet
中文:
文言:
Bân-lâm-gú: Thih
粵語: