Что прочнее медь или железо. Железо и медь в организме человека: роль и значение. Важнейшие металлы и сплавы

(Cu) - металл красного цвета, имеет высокую пластичность, то есть способность деформироваться, при этом не ломаясь. Чистая медь – отличный проводник тока. По проводимости она занимает третье место после золота и серебра.

Медь отлично проводит тепло. При контакте с горячей поверхностью очень быстро нагревается, поэтому не рекомендуется её использовать для переноса горячих предметов.

Чистая медь хорошо окисляется. При длительном пребывании в воде на её поверхности образуется зеленоватый налёт, - это гидроксид меди Cu(OH) 2 и карбонат меди CuCO 3 .

Чистая медь на воздухе быстро покрывается тонкой плёнкой тёмного оксида меди CuO, которая предохраняет её от дальнейшего разрушения. Разбавленная серная кислота и медь практически не реагируют, но концентрированная серная кислота и медь легко взаимодействуют друг с другом с образованием голубого раствора медного купороса CuSO 4 (используем для напыления деревьев), ядовитого сернистого газа SO 2 и воды.

При нагревании меди на воздухе происходит интенсивное окисление. Изделие из меди чернеют, покрываясь слоем оксида меди (II) CuО. При нагреве медных изделий до температуры свыше 1000 °С образуется другой оксид - Cu 2 О.

Находясь долгое время на воздухе, чистая медь покрывается плёнкой малахита, образующегося по химической реакции
2Cu+О 2 +Н 2 О+СО 2 =(CuОН) 2 СО 3 . Именно этому веществу обязаны своим цветом бронзовые памятники и старые крыши городов Западной Европы.

Все соли меди ядовиты. Поэтому не рекомендуется использовать её при приготовлении или употреблении пищи. Азотная кислота и медь реагируют постепенно: сначала чистая медь окисляется до окисла меди, а после реагирует, образуя двуокись азота (NO 2), нитрат меди Cu(NO 3) 2 – голубоватый раствор и воду. Двуокись азота (NO 2) – ещё знакомо это вещество под названием “бурый газ”. Соляная кислота и чистая медь реагируют только при нагревании. Сначала чистая медь окисляется до оксида меди, а дальше образуется зеленоватый хлорид меди CuCl 2 и вода.

С медным купоросом Вам приходилось сталкиваться и в домашних условиях: он представляет собой кристаллики синего цвета, хорошо растворимые в воде. Сама молекула медного купороса уже содержит воду (5 молекул воды соединены с 1 молекулой медного купороса). Если нагреть синие кристаллики, то вскоре мы увидим, что они теряют свою форму и цвет, превращаясь в рыхлую белую безводную массу (безводный сульфат меди CuSO 4).

Медь влияет на цвет и окраску некоторых минералов, таких как малахит (от светло-голубого до тёмно-зелёного цвета), диоптаз (изумрудно-зелёный) и др.

Чистое железо

Что касается чистого железа, то оно используется, в основном, как катализатор в химических реакциях.

Определить наличие ионов железа (2-х или 3-х валентного) можно с помощью Качественной реакции

Железо образует 3 различных оксида железа , отличающихся степенью окисления железа и цветом химического соединения и его активностью.


Медь издавна считалась необходимой для выращивания хороших урожаев зерновых и бобовых. В этом минеральном веществе очень нуждается и наш организм. Народная медицина давно использовала медные пластинки для лечения многих заболеваний. Известно, что рабочие медных рудников не страдают от радикулита, повышенного давления крови, появления злокачественных опухолей. Правда, до сих пор нет научных объяснений этим фактам, но опыт народных наблюдений неопровержим.

Медь играет важную роль в поддержании нормального состава крови, а это значит, что в любом случае, чтобы не допустить анемии, в нашей пище необходимо присутствие меди. Медь необходима для того, чтобы лучше усваивалось железо, и для того, чтобы оно наиболее эффективно участвовало в создании гемоглобина.

Что случилось, если бы меди не было?
В таком случае железо, накопленное в печени, не смогло бы образовать гемоглобин. Кроме того, без меди невозможна деятельность некоторых ферментов, способствующих обмену веществ. Известны случаи, когда медь «спасает» от язвы желудка, вызнанной приемами доз ацетилсалициловой кислоты (аспирина).

Установлено, что если вместе с аспирином давать больному соответствующие дозы меди, то язвы желудка не будет, потому что медь, во-первых, блокирует воспаления ткани вокруг язвы, а во-вторых, способствует быстрому ее заживлению.


Очень важная роль принадлежит меди в создании миелина - оболочки нервных волокон.

Научными исследованиями доказано, что в темных волосах человека содержится больше меди, чем в светлых. При дефиците меди в организме появляются седины. Поэтому геронтологи советуют почаще употреблять такие продукты, как орехи, яичный желток, кислое молоко, ржаной хлеб, печень, в которых содержится достаточное количество меди.

Продукты, содержащие медь

Мы получаем медь из продуктов питания, причем содержание меди в них зависит от ее количества в почве и может значительно возрасти, если почву будут удобрять сернокислой медью.

В листьях женьшеня накапливается чрезвычайно высокая концентрация меди, несмотря на то что в почве, где рос женьшень, этого металла было немного. В нем также обнаружены большие концентрации кальция и железа, но меньше калия, титана, марганца, цинка, рубидия, никеля и молибдена. Отсюда вывод: женьшень - замечательный накопитель многих важных микроэлементов и витаминов.

Растения берут из почвы не более 4% меди, а мы усваиваем лишь около 10% ее из продуктов питания. Медь выделяется с калом. Но специального лечения медью не требуется. Достаточно меди в тех продуктах, которые мы едим, а у младенцев есть запас этого элемента в печени.

Но при той несомненной пользе, которую наш организм получает от меди, надо знать, что медь является элементом токсичным. Соединения меди, особенно с серой, ядовиты (гриншпан). Избыток меди может иметь обратный эффект и вызвать такие заболевания, как анемия, нарушение функций дыхательных путей и печени. В то же время медь необходима организму, чтобы не заболеть всеми этими болезнями.

Суточная потребность взрослого человека колеблется от 1 до 3 мг. Слишком мало - плохо, слишком много - тоже нехорошо.


В диете медь предпочитает «быть в паре» с молибденом, поскольку оба эти элемента составляют комплекс, к которому присоединяются сера и белок. Напомним: варенье, сваренное в медных тазах, полностью теряет витамин С, и одновременно могут образоваться вредные для организма соединения меди. Надо также знать, что при производстве швейцарского сыра его вкладывают в кадку, содержащую медь, для того чтобы в процессе окисления появились характерные для швейцарского сыра «дыры».

Железо необходимо для кроветворения, а это значит, что все болезни, связанные с кровью, так или иначе связаны с недостатком в крови железа, поскольку оно входит в состав гемоглобина - красного пигмента крови. Гемоглобин переносит кислород к тканям организма. Вместе с тем он обладает способностью связывать и другие соединения (угарный газ, нитраты и т. д.). Когда концентрация этих веществ в окружающей среде или крови невысока, то гемоглобин, образуя с ними соединения (карбоксигемоглобин или метагемоглобин), выполняет роль санитара. Но если концентрация этих веществ очень высокая, то клетки задыхаются и гемоглобин лишается возможности снабжать организм кислородом.

Потребности организма в железе велики. Оно входит также в состав некоторых окислительных ферментов и необходимо для построения клеточного ядра. Организму было бы достаточно 15 - 20 мг железа в день. Но с учетом вредностей, с которыми сталкивается современный человек в условиях технической цивилизации, потребности в железе значительно возрастают. Кроме того, оно не всегда хорошо усваивается. К примеру, железо, содержащееся в мясе и крупяных блюдах, усваивается с трудом, а содержащееся в растениях - намного легче.

Основные пищевые источники железа - лук, зеленые овощи, ботва молодой крапивы, репы, редиса, горчицы, моркови; кресс-салат, листья одуванчика, яичный желток, щавель, горошек, свежие помидоры, капуста, чеснок, салат, чечевица, фасоль, хрен, огурцы; яблоки, груши, апельсины, ананасы, земляника, вишня, сухофрукты, персики, сливы, смородина, мята, малина, клубника, цельные зерна пшеницы, ржаной хлеб, печень, почки, свинина, рыба (белая), какао.

Наравне с железом важную роль в поддержании состава крови играет медь. Без меди железо, накопленное в печени «до востребования», не может участвовать в образовании гемоглобина.

Основные пищевые источники меди - орехи, яичный желток (сырой), печень, ячмень, спаржа, чечевица, петрушка, проросшая пшеница, хлеб ржаной, кисломолочные продукты - кефир, простокваша. Конечно же, все кисломолочные продукты должны быть односуточными. В противном случае лучше превратить их в творог или сыворотку.

Теги: медь, продукты, содержащие медь, медь в организме

Все металлы обладают определенными физико-механическими свойствами, которые, собственно говоря, и определяют их удельный вес. Чтобы определить, насколько тот или иной сплав черной или нержавеющий стали подходит для производства рассчитывается удельный вес металлопроката . Все металлические изделия, имеющие одинаковый объем, но произведенные из различных металлов, к примеру, из железа, латуни или алюминия, имеют различную массу, которая находится в прямой зависимости от его объема. Иными словами, отношение объема сплава к его массе - удельная плотность (кг/м3), является постоянной величиной, которая будет характерной для данного вещества. Плотность сплава рассчитывается по специальной формуле и имеет прямое отношение к расчету удельного веса металла.

Удельным весом металла называется отношение веса однородного тела из этого вещества к объему металла, т.е. это плотность, в справочниках измеряется в кг/м3 или г/см3. Отсюда можно вычислить формулу как узнать вес металла. Чтобы это найти нужно умножить справочное значение плотности на объем.

В таблице даны плотности металлов цветных и черного железа. Таблица разделена на группы металлов и сплавов, где под каждым наименованием обозначена марка по ГОСТ и соответствующая ей плотность в г/см3 в зависимости от температуры плавления. Для определения физического значения удельной плотности в кг/м3 нужно табличную величину в г/см3 умножить на 1000. Например, так можно узнать какова плотность железа - 7850 кг/м3.

Наиболее типичным черным металлом является железо. Значение плотности - 7,85 г/см3 можно считать удельным весом черного металла на основе железа. К черным металлам в таблице относятся железо, марганец, титан, никель, хром, ваннадий, вольфрам, молибден, и черные сплавы на их основе, например, нержавеющие стали (плотность 7,7-8,0 г/см3), черные стали (плотность 7,85 г/см3) в основном используют , чугун (плотность 7,0-7,3 г/см3). Остальные металлы считаются цветными, а также сплавы на их основе. К цветным металлам в таблице относятся следующие виды:

− легкие - магний, алюминий;

− благородные металлы (драгоценные) - платина, золото, серебро и полублагородная медь;

легкоплавкие металлы – цинк, олово, свинец.

Таблица. Удельный вес металлов, свойства, обозначения металлов, температура плавления

Наименование металла, обозначение
Атомный вес Температура плавления, °C Удельный вес, г/куб.см
Цинк Zn (Zinc) 65,37 419,5 7,13
Алюминий Al (Aluminium) 26,9815 659 2,69808
Свинец Pb (Lead) 207,19 327,4 11,337
Олово Sn (Tin) 118,69 231,9 7,29
Медь Cu (Сopper) 63,54 1083 8,96
Титан Ti (Titanium) 47,90 1668 4,505
Никель Ni (Nickel) 58,71 1455 8,91
Магний Mg (Magnesium) 24 650 1,74
Ванадий V (Vanadium) 6 1900 6,11
Вольфрам W (Wolframium) 184 3422 19,3
Хром Cr (Chromium) 51,996 1765 7,19
Молибден Mo (Molybdaenum) 92 2622 10,22
Серебро Ag (Argentum) 107,9 1000 10,5
Тантал Ta (Tantal) 180 3269 16,65
Железо Fe (Iron) 55,85 1535 7,85
Золото Au (Aurum) 197 1095 19,32
Платина Pt (Platina) 194,8 1760 21,45

Таблица удельного веса сплавов металлов

Удельный вес металлов определяют чаще всего в лабораторных условиях, но в чистом виде они весьма редко применяются в строительстве. Значительно чаще находится применение сплавам цветных металлов и сплавам черных металлов, которые по удельному весу подразделяют на легкие и тяжелые.

Легкие сплавы активно используются современной промышленностью, из-за их высокой прочности и хороших высокотемпературных механических свойств. Основными металлами подобных сплавов выступают титан, алюминий, магний и бериллий. Но сплавы, созданные на основе магния и алюминия, не могут использоваться в агрессивных средах и в условиях высокой температуры.

В основе тяжелых сплавов лежит медь, олово, цинк, свинец. Среди тяжелых сплавов во многих сферах промышленности применяют бронзу (сплав меди с алюминием, сплав меди с оловом, марганцем или железом) и латунь (сплав цинка и меди). Из этих марок сплавов производятся архитектурные детали и санитарно-техническая арматура.

Ниже в справочной таблице приведены основные качественные характеристики и удельный вес наиболее распространенных сплавов металлов. В перечне представлены данные по плотности основных сплавов металлов при температуре среды 20°C.

Список сплавов металлов

Плотность сплавов
(кг/м 3)

Адмиралтейская латунь - Admiralty Brass (30% цинка, и 1% олова)

8525

Алюминиевая бронза - Aluminum Bronze (3-10% алюминия)

7700 - 8700

Баббит - Antifriction metal

9130 -10600

Бериллиевая бронза (бериллиевая медь) - Beryllium Copper

8100 - 8250

Дельта металл - Delta metal

8600

Желтая латунь - Yellow Brass

8470

Фосфористые бронзы - Bronze - phosphorous

8780 - 8920

Обычные бронзы - Bronze (8-14% Sn)

7400 - 8900

Инконель - Inconel

8497

Инкалой - Incoloy

8027

Ковкий чугун - Wrought Iron

7750

Красная латунь (мало цинка) - Red Brass

8746

Латунь, литье - Brass - casting

8400 - 8700

Латунь, прокат - Brass - rolled and drawn

8430 - 8730

Легкиесплавыалюминия - Light alloy based on Al

2560 - 2800

Легкиесплавымагния - Light alloy based on Mg

1760 - 1870

Марганцовистая бронза - Manganese Bronze

8359

Мельхиор - Cupronickel

8940

Монель - Monel

8360 - 8840

Нержавеющая сталь - Stainless Steel

7480 - 8000

Нейзильбер - Nickel silver

8400 - 8900

Припой 50% олово/ 50% свинец - Solder 50/50 Sn Pb

8885

Светлый антифрикционный сплав для заливки подшипников =
штейн с содержанием 72-78% Cu - White metal

7100

Свинцовые бронзы, Bronze - lead

7700 - 8700

Углеродистая сталь - Steel

7850

Хастелой - Hastelloy

9245

Чугуны - Cast iron

6800 - 7800

Электрум (сплав золота с серебром, 20% Au) - Electrum

8400 - 8900

Представленная в таблице плотность металлов и сплавов поможет вам посчитать вес изделия. Методика вычисления массы детали заключается в вычислении ее объема, который затем умножается на плотность материала, из которого она изготовлена. Плотность - это масса одного кубического сантиметра или кубического метра металла или сплава. Рассчитанные на калькуляторе по формулам значения массы могут отличаться от реальных на несколько процентов. Это не потому, что формулы не точные, а потому, что в жизни всё чуть сложнее, чем в математике: прямые углы - не совсем прямые, круг и сфера - не идеальные, деформация заготовки при гибке, чеканке и выколотке приводит к неравномерности ее толщины, и можно перечислить еще кучу отклонений от идеала. Последний удар по нашему стремлению к точности наносят шлифовка и полировка, которые приводят к плохо предсказуемым потерям массы изделия. Поэтому к полученным значениям следует относиться как к ориентировочным.

Медь и железо входят в группу металлов. Поэтому общими признаками для них являются характерный блеск, пластичность, твердость. Оба они хорошие проводники тепла и электричества, что объясняется высокой подвижностью электронов. Оба являются переходными. Однако от объединяющих свойств перейдем к тому, чем отличаются медь и железо.

Некоторые сведения

Номер этого элемента в таблице Менделеева – 29. Буквенное обозначение – Cu. Медь входит в небольшое число металлов, о которых человек узнал раньше всего. Широкое освоение медь получила еще в древности из-за своей доступности, связанной с получением из руды. При работе с деревом медные орудия превосходили каменные.

Медь

Атомный номер элемента – 26. Символ – Fe. Железо находится в числе лидирующих по распространению в земной коре металлов (его опережает только алюминий). Изделия из железа производились еще с древнейших времен.


Железо

Сравнение

А теперь рассмотрим непосредственно отличие меди от железа:

  1. Цвет. Железо бело-серебристое, что ставит его в один ряд с большинством металлов. Медь же относится к четверке металлов-исключений, имеющих явный цветовой оттенок. У меди он золотисто-розовый, а при контакте с воздухом металл темнеет до желто- или оранжево-красного.
  2. Атомная масса. Эта величина, важная для стехиометрических расчетов, у меди больше – 63,5 а. е. м. Значение у железа – 55,8 а. е. м.
  3. Температура плавления. Железо переходит в жидкое состояние при температуре 1539 °С. У меди показатель ниже – 1083 °С.
  4. Теплопроводность у меди лучше. То же самое касается и электропроводности – у меди она выше, чем у железа, почти в шесть раз. Благодаря такой способности проводить ток медь широко используется в электропромышленности.
  5. Магнитные свойства. У железа они ярко выражены, а у меди отсутствуют.
  6. По прочности железо превосходит медь.
  7. Удельное сопротивление. По этому показателю выигрывает железо.
  8. В самородном виде медь в природе встречается чаще. Железо в чистом виде – редкость.
  9. Железо очень восприимчиво к окислению и ржавеет, что называется, насквозь. Медь же характеризуется автозатуханием процессов коррозии. Это свойство меди с успехом используется, к примеру, в архитектуре – кровли и фасады из металла могут прослужить безаварийно до 150 лет.
  10. Медь более дорогой металл.

Таковы основные критерии, поясняющие, в чем разница между медью и железом.

Из множества микроэлементов можно выделить два металла, которые играют решающую роль. Железо и медь в организме отвечают за важнейшие жизненные функции. Это синтез эритроцитов (важнейших клеток крови) и аминокислот РНК (строительных элементов для любой живой клетки организма. О том, что делает железо в организме, знает каждый школьник из курса первичной биологии. Первое, для чего нужно железо в организме, это для продукции большого количества полноценных эритроцитов, способных переносить молекулы кислорода к тканям и углерода к альвеолам легких.

А вот для чего нужна медь в организме, знает очень небольшое количество людей. В основном это медработники и лица, по профессиональной стезе связанные с биохимией человеческого тела. Поэтому данный элемент часто выпадает из поля зрения. Между тем, стоит знать о том, для чего нужна медь в организме человека, а получить эти знания можно из предлагаемой вашему вниманию статьи.

Что делает железо в организме: роль и функции

Железо в организме широко известно как средство, применяемое при малокровии. Оно действительно является важнейшим компонентом гемоглобина, несущего кислород всем клеткам организма.

Но при определенных условиях железо в организме человека может вносить вклад в развитие атеросклероза. Поэтому прием железа требует очень ответственного подхода.

Результатом дефицита железа в организме является анемия. Человек быстро утомляется, теряет способность к обучению, у него снижается иммунитет, понижается температура тела, уменьшается выносливость, выработка гормона щитовидной железы. Женщины не могут сбросить лишний вес из-за снижения активности щитовидной железы. Это может быть признаком дефицита железа. Рак желудка тоже зачастую связан с дефицитом железа.

Роль железа в организме такова, что потребность повышена в детском и юношеском возрасте, в период беременности, а в старческом возрасте способность усваивать железо уменьшается. Теряется железо при менструациях. Дефицит бывает при отсутствии в рационе мяса; если запивать пищу чаем или кофе; при приеме аспирина и других препаратов, способных вызвать внутреннее кровотечение.

В организме основная часть железа не выводится и не расходуется, а используется организмом повторно. С мочой выводится очень мало железа, частично оно теряется с отмершими клетками кожи. Излишек железа, не связанный с гемоглобином или другими белками, блуждает по организму свободным, подвергаясь окислению. Можно сказать, «ржавеет». Молекулы превращаются в свободные радикалы, которые начинают повреждать все клетки, с которыми сталкиваются. Этим объясняется применение таких методов лечения глубокой древности, как кровопускание и использование пиявок, избавляющих от излишков железа.

Именно регулярное выведение из организма железа во время менструаций играет роль в снижении болезней сердца у молодых женщин. Эта роль железа в организме человека стала известна недавно, раньше считали, что этому способствует высокий уровень эстрогена.

Избыток железа накапливается до токсической концентрации в тканях суставов, печени, сердца и эндокринных желез. Железо может создавать питательную среду для роста вредных микробов, раковых клеток. Избыток железа расходуется при физической нагрузке. От его избытка клетчатка защищает толстый кишечник, связывая свободное железо и предупреждая его окисление. Но и дефицит железа может стать причиной онкологического заболевания. Поддержать баланс железа в организме сложно. Это проблема самого организма, а не лекарств и диет.

Огромное количество железа содержится в тонизирующих напитках, употребление которых - процесс часто неконтролируемый.

Рассматривая функции железа в организме, следует отметить, что есть темное железо, связанное с гемоглобином. Эта форма натуральная, не способная накапливаться в избытке. За один прием пищи организм способен усвоить 2 мг темного железа, поступающего с красным мясом, курятиной, рыбой. Передозировка его невозможна.

Негемное железо - синтетическая форма, используется в витаминных препаратах, продаваемых в аптеках, но именно ее и следует избегать. Это глюконат, сульфат и фумарат железа.

За один прием усваивается до 20 мг такой синтетической формы, что приводит к нарушению функции железа в организме человека, накоплению и вызывает риск сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. А муку обогащают именно таким железом.

Примечание. Не нужно принимать железо пожилым людям, не страдающим анемией; людям с инфекционными заболеваниями ЖКТ; грудным детям. Без анализа крови не следует назначать препараты железа. Самый точный анализ - выявление уровня сывороточного ферритина, он показывает запасы железа в организме. Для улучшения усвоения железа нужно принимать витамины А и С. Содержится железо в пшеничных зародышах, дрожжах, мясе, печени, яйцах, белых грибах, персиках и абрикосах.

Значение меди в организме человека

Медь в организме человека необходима для нормальной работы сердца, она понижает уровень сахара, холестерина и мочевой кислоты в крови. Медь укрепляет кости, хорошо влияет на красные и белые кровяные клетки, укрепляет иммунитет, способствует росту детей младшего возраста.

Медь входит в состав многих ферментов, которые осуществляют синтез РНК, следовательно, необходима для воспроизведения наследственной генетигеской информации. А от этого зависит обновление всех тканей - костей, мозга, нервных волокон и др.

Значение меди в организме основывается на том, что этот микроэлемент поддерживает способность сердца к сокращениям, способствует прочности стенок артерий. Но избыток меди так же нежелателен, как и недостаток. При избытке меди холестерин оседает на стенках артерий, а нормальный уровень меди - профилактика атеросклероза. Избыток меди опасен, но имеет значение не количество препарата, а его форма - органическая или неорганическая. Женщины больше склонны к формированию избытка меди. Необходимо проведение анализа крови для определения уровня содержания меди.

Медь участвует в образовании пигментов, при дефиците меди их становится недостаточно, например, происходит осветление волос.

Значение меди в организме человека заключается также в том, что это основное средство лечения ревматоидного артрита. Но, как и при приеме железа, нужно соблюдать равновесие.

Медь нужна для выработки коллагена в костной ткани, это способствует быстрому срастанию костной ткани при переломах, особенно у пожилых людей.

Медь препятствует развитию кандидоза - дрожжевых грибков, которые нарушают баланс кишечной микрофлоры.

Примечание. Не следует применять медь женщинам без анализа на уровень содержания меди и цинка в сыворотке. Иногда нужно определить и содержание марганца. Мужчинам при отсутствии психических и сердечно-сосудистых заболеваний можно не проводить анализ. Но анализ нужен тем, кто принимает препараты железа, при анемии, например. Железо понижает содержание меди. При приеме меди необходимо внимательно наблюдать за признаками реакции на медь: умственная и физическая утомляемость, бессонница, депрессия и ухудшение памяти.

Источники меди - это орехи, семечки и соевые продукты, а также мясные субпродукты (печень, почки, мозги).