Tìm hiểu chi tiết từ A – Z về kim loại sắt

Kim loại sắt (Fe) là nguyên tố hóa học có số nguyên tử 26, thuộc chu kỳ 4 và nhóm 2 trong bảng tuần hoàn. Nó là thành phần chính của vỏ và lõi Trái Đất, có màu trắng xám và khi ở dạng bột thì có màu đen. Sắt có tính dẻo và dễ uốn, là chất dẫn điện và nhiệt tốt, mặc dù kém hơn đồng và nhôm. Nó có tính nhiễm từ, dễ bị nam châm hút và có khối lượng riêng 7,86 g/cm³ với điểm nóng chảy là 1539°C.

Sắt phản ứng với oxy tạo thành các oxit sắt như magnetit (Fe₃O₄) và hematit (Fe₂O₃). Nó cũng phản ứng với nước và các axit như HCl, H₂SO₄ và HNO₃, sinh ra muối sắt và khí hydro. Các hợp chất sắt phổ biến bao gồm FeO, Fe₂O₃ và FeCl₃, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Dưới đây, công ty thu mua phế liệu sẽ giúp bạn hiểu hơn về kim loại này.

Khái niệm kim loại sắt

Kim loại sắt là một nguyên tố hóa học ký hiệu là Fe (từ tiếng Latin ferrum), số nguyên tử 26, thuộc chu kỳ 4 và phân nhóm 2 trong bảng tuần hoàn. Đây là nguyên tố quan trọng, chiếm phần lớn trong lớp vỏ và lõi Trái Đất. Sắt, cùng với nickel, được hình thành qua quá trình tổng hợp hạt nhân ở trung tâm các ngôi sao mà không cần đến các sự kiện như siêu tân tinh, nên chúng rất phong phú trong các thiên thạch và hành tinh có lõi đá.

Tính chất vật lí của kim loại sắt

Sắt là một kim loại có nhiều ứng dụng trong cuộc sống và công nghiệp. Nó sở hữu những tính chất vật lý đặc trưng sau:

• Màu sắc và ánh kim: Sắt có màu trắng xám, khi ở dạng bột có màu đen và có ánh kim đặc trưng của các kim loại.
• Tính dẻo, dai: Sắt là kim loại dẻo, dễ rèn và dát mỏng. Điều này giúp sắt có thể tạo hình thành nhiều sản phẩm khác nhau.
• Tính dẫn điện, dẫn nhiệt: Sắt dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, tuy nhiên khả năng này kém hơn so với các kim loại như đồng, nhôm.
• Tính nhiễm từ: Đây là một đặc tính nổi bật của sắt. Sắt bị hút bởi nam châm và có thể tự nó trở thành một nam châm khi đặt trong từ trường.
• Khối lượng riêng: Khối lượng riêng của sắt là 7,86 g/cm³.
• Nhiệt độ nóng chảy: Sắt có nhiệt độ nóng chảy khá cao, khoảng 1539°C.

Tính chất hóa học của kim loại sắt

Sắt là một kim loại có tính khử trung bình và có khả năng phản ứng với nhiều phi kim như oxy, nước, axit và các hợp chất khác để tạo thành muối và oxit. Dưới đây là một số tính chất hóa học điển hình của sắt, kèm theo các phương trình phản ứng:

Phản ứng với oxy: Sắt dễ dàng phản ứng với oxy trong không khí để tạo thành oxit sắt. Phản ứng này diễn ra nhanh chóng khi sắt ở dạng bột hoặc ở nhiệt độ cao.

• Phương trình phản ứng: 3Fe+2O2​→Fe3​O4​(Fe3​O4​:magnetit)

Hoặc 4Fe+3O2​→2Fe2​O3​(Fe2​O3​:hematit)

Phản ứng với nước: Sắt phản ứng với nước trong điều kiện có oxy để tạo thành oxit sắt (III) và giải phóng khí hidro.

• Phương trình phản ứng: 3Fe+4H2​O+3O2​→2Fe2​O3​+4H2​

Phản ứng với axit: Sắt phản ứng với các axit như HCl, H₂SO₄ để tạo thành muối sắt và giải phóng khí hidro.

• Phản ứng với axit clohidric (HCl): Fe+2HCl→FeCl2​+H2​ (muối sắt (II))
• Phản ứng với axit sunfuric loãng (H₂SO₄): Fe+H2SO4​→FeSO4​+H2​ (muối sắt(II))
• Phản ứng với axit sunfuric đặc, nóng (H₂SO₄): Fe+2H2​SO4​→Fe2​(SO4​)3​+3H2​ ((muối sắt (II))

Phản ứng với axit nitric (HNO₃): Khi sắt phản ứng với axit nitric loãng, nó bị oxi hóa lên mức +3 và tạo thành muối sắt(III). Phản ứng này có thể xảy ra với các nồng độ khác nhau của axit nitric:

• Với axit nitric loãng: 3Fe+8HNO3​→3Fe(NO3​)2​+4H2​O+2NO
• Với axit nitric đặc, nóng: 2Fe+6HNO3​→2Fe(NO3​)3​+3H2​O+3NO2​

Phản ứng với các halogen: Sắt cũng phản ứng với halogen (như clo, brom) để tạo thành các hợp chất halogenua sắt.

• Phản ứng với clo: Fe+Cl2​→FeCl2 ​(muối sắt(II)) hoặc 2Fe+3Cl2​→2FeCl3​((muối sắt(III))

Phản ứng với lưu huỳnh: Sắt phản ứng với lưu huỳnh ở nhiệt độ cao để tạo thành sắt(II) sunfua hoặc sắt(III) sunfua.

Phương trình phản ứng: Fe+S→FeS( sắt(II) sunfua) hoặc 2Fe+3S→Fe2​S3​( sắt(III) sunfua)

Một số hợp chất phổ biến của sắt

Sắt tạo ra nhiều hợp chất quan trọng, trong đó phổ biến nhất là:

• Sắt(II) oxit (FeO): một oxit bazơ, thường gặp trong tự nhiên dưới dạng khoáng vật wüstite.
• Sắt(III) oxit (Fe₂O₃): một oxit bazơ, tồn tại dưới dạng khoáng vật hematit, được sử dụng làm chất tạo màu và trong sản xuất sắt.
• Sắt(II,III) oxit (Fe₃O₄): còn gọi là magnetit, một oxit hỗn hợp, có tính từ mạnh, được sử dụng trong các ứng dụng điện tử và y sinh.
• Sắt(II) sunfat (FeSO₄): một muối sắt(II), được sử dụng trong y học và công nghiệp nhuộm.
• Sắt(III) clorua (FeCl₃): một muối sắt(III), được sử dụng trong xử lý nước và sản xuất mực in.

Ứng dụng của sắt trong đời sống

Kim loại sắt với tính chất vật lý và hóa học đặc trưng, đã và đang đóng vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sống của con người. Chúng ta có thể bắt gặp sắt ở khắp mọi nơi, từ những vật dụng nhỏ bé hàng ngày cho đến những công trình kiến trúc đồ sộ.

Trong xây dựng:

• Cấu trúc chính: Sắt được sử dụng làm cốt thép cho bê tông, tạo nên khung nhà, cầu, đường hầm, tòa nhà cao tầng… nhờ khả năng chịu lực tốt và độ bền cao.
• Vật liệu xây dựng: Sắt được dùng làm đinh, ốc vít, bản lề, khung cửa, hàng rào, lan can…
• Máy móc xây dựng: Các loại máy xúc, máy đào, máy trộn bê tông đều sử dụng nhiều bộ phận bằng sắt.

Trong giao thông:

• Phương tiện vận tải: Sắt là thành phần chính trong việc sản xuất ô tô, tàu hỏa, tàu thủy, máy bay. Nó được sử dụng để làm khung xe, động cơ, các bộ phận truyền động…
• Hạ tầng giao thông: Sắt được dùng để làm đường ray tàu hỏa, cầu đường, cột đèn giao thông…

Trong sản xuất công nghiệp:

• Máy móc thiết bị: Sắt được sử dụng để chế tạo các loại máy móc, thiết bị công nghiệp như máy công cụ, máy bơm, máy nén khí…
• Công cụ: Dao, kéo, búa, tua vít và nhiều công cụ khác đều được làm bằng sắt hoặc hợp kim của sắt.
• Dụng cụ gia đình: Nồi, chảo, lò nướng, tủ lạnh… đều có chứa thành phần sắt.

Trong đời sống hàng ngày:

• Đồ dùng gia đình: Bàn, ghế, giường, tủ, kệ sách… thường có khung bằng sắt.
• Đồ dùng cá nhân: Dao kéo, kéo cắt tóc, đồ trang sức… cũng có thể chứa sắt.
• Đóng gói: Lon sắt, hộp sắt được sử dụng rộng rãi để đóng gói thực phẩm, đồ uống…

Các ứng dụng khác:

• Nông nghiệp: Sắt được sử dụng để làm máy móc nông nghiệp, dụng cụ làm vườn, và là một thành phần quan trọng trong phân bón.
• Y tế: Sắt là một nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ thể, được sử dụng trong các loại thuốc bổ.
• Điện tử: Sắt được sử dụng trong sản xuất các linh kiện điện tử như lõi biến áp, nam châm điện.
• Năng lượng: Sắt được sử dụng trong các nhà máy nhiệt điện, nhà máy thủy điện.

Sắt được sản xuất và tái chế như thế nào?

Sau khi đã tìm hiểu rõ những ứng dụng của kim loại sắt, chúng ta cùng tìm hiểu quy trình sắt được sản xuất và tái chế đặc biệt như sau: 

• Sắt được sản xuất chủ yếu từ quặng sắt thông qua quá trình luyện kim. Quặng sắt, như hematit (Fe₂O₃) và magnetit (Fe₃O₄), được khai thác và đưa vào lò cao, nơi chúng được khử bằng than cốc ở nhiệt độ cao để tạo ra sắt lỏng. Sắt lỏng sau đó được đúc thành thỏi hoặc chuyển tiếp sang quá trình sản xuất thép.
• Tái chế sắt đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và tiết kiệm tài nguyên. Phế liệu sắt được thu gom, làm sạch và nung chảy để tái sử dụng trong sản xuất các sản phẩm sắt và thép mới. Quá trình này giúp giảm lượng chất thải, tiết kiệm năng lượng và giảm nhu cầu khai thác quặng sắt mới.

Trên đây là toàn bộ thông tin về kim loại sắt, hy vọng những thông tin hữu ích này sẽ giúp khách hàng hiểu hơn về khái niệm, tính chất và những ứng dụng của sắt trong cuộc sống. Nếu bạn có nhu cầu bán sắt vụn, sắt phế liệu,… hãy liên hệ với đơn vị thu mua phế liệu sắt chúng tôi. Phế liệu Sao Việt cam kết thu mua sắt nhanh chóng, đảm bảo giá cao trên toàn quốc.

Mr Khang

Mr. Khang là CEO của Công ty TNHH Phế Liệu Sao Việt. Ông là một chuyên gia giàu kinh nghiệm với hơn 10 năm hoạt động trong lĩnh vực tư vấn và thu mua phế liệu giá cao trên toàn quốc. Ông sở hữu kiến thức sâu rộng về thị trường phế liệu, từ các loại vật liệu như sắt, thép, nhôm, nhựa, đến vải và các loại phế liệu khác.