Физические свойства

бИЛЕТ№21

Железо находится в побочной подгруппе VIII группы периодической системы. Электронная формула атома железа:

Типичные степени окисления железа +2 и +3. Степень окисления +2 проявляется за счет потери двух 4s-электронов. Степень окисления +3 соответствует также при потере еще одного Зd-электрона, при этом Зd-уровень оказывается заполненным наполовину; такие электронные конфигурации относительно устойчивы.

Физические свойства. Железо – типичный металл, образует металлическую кристаллическую решетку. Железо проводит электрический ток, довольно тугоплавко, температура плавления 1539°С. От большинства других металлов железо отличается способностью намагничиваться.

Химические свойства. Железо реагирует со многими неметаллами:

Образуется железная окалина – смешанный оксид железа. Его формулу записывают также так: FeО•Fe₂О₃.

Реагирует с кислотами с выделением водорода:

Вступает в реакции замещения с солями металлов, расположенных правее железа в ряду напряжений:

Соединения железа. FeО — основной оксид, реагирует с растворами кислот с образованием солей железа (II). Fe₂О₃ — амфотерный оксид, реагирует также с рас творами щелочей.

Гидроксиды железа. Fe(ОН)₂ — типичный основной оксид, Fe(ОН)₃ обладает амфотерными свойствами, реагирует не только с кислотами, но и с концентрированными растворами щелочей.

Гидроксид железа (II) легко окисляется до гидроксида железа (III) кислородом воздуха:

При реакции солей железа (II) и (III) со щелочами в осадок выпадают нерастворимые гидроксиды:

Сплавы железа. Современная металлургическая промышленность производит железные сплавы разнообразного состава.

Все железные сплавы разделяются по составу и свойствам на две группы. К первой группе относятся различные сорта чугуна, ко второй — различные сорта стали.

Чугун хрупок; стали же пластичны, их можно ковать, прокаты^ вать, волочить, штамповать. Различие в механических свойствах чугунов и сталей зависит прежде всего от содержания в них углерода — в чугунах содержится около 4% углерода, а в сталях — обычно менее 1, 4%.

В современной металлургии из железных руд получают сначала чугун, а затем из чугуна — сталь. Чугун выплавляют в доменных печах, сталь варят в сталеплавильных печах. До 90% всего выплавленного чугуна перерабатывают в стали.

Чугун. Чугун, предназначенный для переработки в сталь, называют передельным чугуном. Он содержит от 3, 9 до 4, 3% С, 0, 3—1, 5% Si, 1, 5—3, 5% Мn, не более 0, 3% Р и не более 0, 07% S. Чугун, предназначенный'для получения отливок, называется литейным чугуном, В доменных печах выплавляются также ферросплавы, применяемые преимущественно в производстве сталей в качестве добавок. Ферросплавы имеют, по сравнению с передельным чугуном, повышенное содержание кремния (ферросилиций), марганца (ферромарганец), хрома (феррохром) и других элементов.

Стали. Все стали делятся на углеродистые и легированные.

Углеродистые стали содержат в несколько раз меньше углерода, кремния и марганца, чем чугун, а фосфора и серы совсем мало. Свойства углеродистой стали зависят прежде всего от содержания в ней углерода: чем больше в стали углерода, тем она твёрже. Промышленность производит мягкие стали, стали средней твёрдости и твёрдые. Мягкие стали и стали средней твёрдости применяются для изготовления деталей машин, труб, болтов, гвоздей и т. д., а твёрдые стали—для изготовления инструментов.

В сталях должно быть возможно меньше серы и фосфора, так как эти примеси ухудшают механические свойства сталей. В повышенных количествах сера вызывает красноломкость — образование трещин при горячей механической обработке металла. Фосфор вызывает хладноломкость—хрупкость стали при обыкновенной температуре. -

Легированные стали. Физические, химические и механические свойства сталей существенно изменяются от введения в их состав повышенного количества марганца и кремния, а также хрома, никеля, вольфрама и других элементов. Эти элементы называются легирующими, а стали — легированными [от латинского слова ligare – связывать, соединять].

Наиболее широко в качестве легирующего элемента применяется хром. Особенно большое значение для сооружения машин, аппаратов и многих деталей машин имеют хромоникелевые стали. Эти стали обладают высокой пластичностью, прочностью, жаростойкостью и стойкостью к действию окислителей. Азотная кислота любой концентрации не разрушает их даже при температурах кипения. Хромоникелевые стали не ржавеют в атмосферных условиях и в воде. Блестящие, серебристого цвета, листы хромоникелевой стали украшают арки станции «Маяковская» Московского метро. Из этой же стали делают нержавеющие ножи, ложки, вилки и другие предметы домашнего обихода.

Молибден и ванадий повышают твёрдость и прочность сталей при повышенных температурах и давлениях. Так, хромомолибденовые и хромованадиевые стали применяются для изготовления трубопроводов и деталей компрессоров в производстве синтетического аммиака, авиационных моторов.

При резании с большой скоростью инструмент сильно разогревается и быстро изнашивается. При добавлении вольфрама твёрдость стали сохраняется и при повышенных температурах. Поэтому хромовольфрамовые стали применяются для изготовления режущих инструментов, работающих при больших скоростях '

Увеличение содержания в стали марганца повышает её сопротивление трению и удару. Марганцовистые стали применяются для изготовления железнодорожных скатов, стрелок, крестовин, камнедробильных машин.

Применение легированных сталей позволяет значигельно снизить вес металлических конструкций, повысить их прочность, долговечность и надёжность в эксплуатации.

Аминокислоты – это органические соединения, являющиеся строительным материалом для белков и мышечных тканей. В организме человека аминокислоты выполняют много важных функций. Для бодибилдеров и атлетов самыми ценными считаются способность аминокислот восстанавливать мышечные ткани, а также, являясь строительным материалом, способствовать росту и развития мускулатуры тела. Неудивительно, что аминокислоты стали основными игроками в спортивных пищевых добавках и рождают огромный интерес среди бодибилдеров.

Организм, благодаря усвоению аминокислот, способен производить свыше 50000 белка и свыше 15000 ферментов. Помимо воспроизводства ферментов (включая пищевые ферменты), аминокислоты играют важную роль в нашем организме, отвечая за нормализацию настроения, концентрации, агрессии, внимания, сна, а также и сексуальной активности. Поступая в организм, потребленный белок разрушается на аминокислоты. Затем, отдельные аминокислоты используются для создания необходимых организму белков и ферментов. В свою очередь, пищеварительные ферменты помогают в усвоении белка и расщеплении его на аминокислоты, потребляемые человеком.

Аминокислоты разделены на две подгруппы: заменимые и незаменимые аминокислоты. Заменимые аминокислоты, это те аминокислоты, которые синтезируются нашим организмом самостоятельно из других аминокислот. Незаменимые аминокислоты – аминокислоты, которые не воспроизводятся нашим организмом, однако, являясь жизненно необходимыми, поступают в наш организм с пищей, богатой белками, либо с пищевыми добавками. В недавнем времени ввели новую подгруппу условно-незаменимых аминокислот. В данную категорию входят те аминокислоты, которые нашим организмом синтезируются в малых количествах. Для человека, ведущего малоподвижный образ жизни, данное количество может удовлетворять потребности организма, однако для лиц, занимающихся спортом и ведущих активный образ жизни, запас условно-незаменимых аминокислот быстро исчерпывается, поэтому очень важно их возобновлять. Ниже представлен аминокислотный профиль, в разрезе каждой подгруппы:

Различают также три аминокислоты с разветвленной боковой цепью (BCAA) – лейцин, изолейцин и валин, являющиеся основными аминокислотами анаболического действия, отвечающими за синтез, усвоение и транспортировку белка. Более подробно о BCAA.

Из-за большого количества аминокислот, существует множество аминосодержащих продуктов на рынке спортивного питания. Чтобы не растеряться в этом многообразии, ниже представлены основные продукты и их краткая характеристика, интересующая большинство атлетов:

Глютамин – самая распространенная аминокислота в организме человека, входящая в число условно-заменимых аминокислот. Глютамин составляет около двух третей от общего количества аминокислот, находящихся в мышцах. Из основных функций можно выделить поддержание иммунной системы, восстановление мышечных тканей, а также стимулирование белкового анаболизма.

Аргинин – аминокислота, отвечающая за выработку оксида азота (NO), способствуя расширению кровеносных сосудов и ускорению кровотока, увеличивая скорость транспортировки кислорода и питательных веществ, необходимых для обеспечения мышечного роста.

Аминокислотный комплекс – смесь аминокислот, содержащие незаменимые аминокислоты, в том числе и BCAA, условно-незаменимые и заменимые аминокислоты. Аминокислотные комплексы обычно представлены в двух видах: в жидком виде – жидкие аминокислотные комплексы (ссылка), и в виде капсул, либо таблеток.

Таурин – вторая после глютамина, распространенная аминокислота в мышцах человека. Таурин, аналогично действиям креатина, способен расширить мышечные клетки, помогая сдерживать молекулы воды. Увеличивая клетки в объеме и повышая уровень гидратации, таурин благоприятствует ускорению синтеза белка.

Карнитин – аминокислота, способствующая сжиганию жировых клеток, посредством их транспортировки и активизации в качестве источника энергии при интенсивных и аэробных нагрузках. Самое безопасное средство по снижению веса.

Тирозин – аминокислота, служащая предшественником допамина, норадреналина и адреналина – медиаторов проведения нервного импульса. В результате мышечной усталости, их уровень снижается. Тирозин способен поднять их уровень до нормального значения и, следовательно, побороть чувство усталости, предотвращая перетренированность атлетов.

Аминокисло́ ты (аминокарбо́ новые кисло́ ты) — органические соединения, в молекуле которых одновременно содержатся карбоксильные и аминные группы.

Аминокислоты могут рассматриваться как производные карбоновых кислот, в которых один или несколько атомов водорода заменены на аминные группы.

Физические свойства

Аминокислоты — бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде. Многие из них обладают сладким вкусом.