68.Dzelzs savienojumi

Dzelzs (II) oksīds FeO- melna kristāliska viela, nešķīst ūdenī un sārmos. FeO atbilst bāzei Fe(OH)2.

Kvīts. Dzelzs oksīdu (II) var iegūt, nepilnīgi reducējot magnētisko dzelzsrūdu ar oglekļa monoksīdu (II):

Ķīmiskās īpašības. Tas ir galvenais oksīds. Reaģē ar skābēm, veidojot sāļus:

Dzelzs(II) hidroksīds Fe(OH)2- balta kristāliska viela.

Kvīts. Dzelzs (II) hidroksīdu iegūst no dzelzs sāļiem, iedarbojoties ar sārmu šķīdumiem:

Ķīmiskās īpašības. bāzes hidroksīds. Reaģē ar skābēm:

Gaisā Fe (OH) 2 tiek oksidēts par Fe (OH) 3:

Dzelzs(III) oksīds Fe2O3- brūna viela, dabā sastopama sarkanās dzelzsrūdas veidā, ūdenī nešķīstoša.

Kvīts. Apdedzinot pirītu:

Ķīmiskās īpašības. Parāda vājas amfoteriskās īpašības. Mijiedarbojoties ar sārmiem, tas veido sāļus:

Dzelzs(III) hidroksīds Fe(OH)3- viela sarkanbrūnā krāsā, nešķīst ūdenī un liekā sārmā.

Kvīts. Iegūst, oksidējot dzelzs oksīdu (III) un dzelzs hidroksīdu (II).

Ķīmiskās īpašības. Tas ir amfotērisks savienojums (ar pārsvaru pamata īpašībām). Tas izgulsnējas sārmu iedarbībā uz dzelzs sāļiem:

Dzelzs sāļi ko iegūst metāliskajam dzelzs mijiedarbībā ar attiecīgajām skābēm. Tie ir stipri hidrolizēti, jo viņu ūdens šķīdumi- enerģētiski reducējoši līdzekļi:

Sildot virs 480 °C, tas sadalās, veidojot oksīdus:

Sārmu iedarbībā uz dzelzs (II) sulfātu veidojas dzelzs (II) hidroksīds:

Veido kristālisku hidrātu FeSO4?7H2O (dzelzs vitriols). Dzelzs (III) hlorīds FeCl3 – tumši brūna kristāliska viela.

Ķīmiskās īpašības.Šķīst ūdenī. FeCl3 piemīt oksidējošas īpašības.

Reducētāji - magnijs, cinks, sērūdeņradis tiek oksidēti bez karsēšanas.

Feroksīda katalizatori aveņu pulverim, aizdedzes sastāvs, karameļu degviela.

1. metode. Dzelzs oksīda Fe 2 O 3 iegūšana no dzelzs sulfāta

Dzelzs oksīdus ļoti bieži izmanto kā katalizatorus pirotehniskajos savienojumos. Iepriekš tos varēja iegādāties veikalos. Piemēram, dzelzs oksīda monohidrāts FeOOH ir sastopams kā pigments "dzelzs oksīda dzeltenais pigments". Dzelzs oksīds Fe 2 O 3 tika pārdots minimālā dzelzs veidā. Šobrīd to visu nopirkt nav viegli, kā izrādījās. Man bija jārūpējas par to, lai tas tiktu mājās. Es neesmu ķīmiķis, bet dzīve mani piespieda. Apskatiet ieteikumus tīklā. Ak, normāli, t.i. vienkārša un droša, recepti mājas apstākļiem nebija viegli atrast. Šķita, ka der tikai viena recepte, bet es nevarēju to atrast vēlreiz. Galvā pieļaujamo sastāvdaļu saraksts tika atlikts. Nolēma rīkoties pašu metodi. Savādi, bet rezultāts bija ļoti pieņemams. Savienojums, kas izrādījās ar skaidrām dzelzs oksīda pazīmēm, ir ļoti viendabīgs un smalki izkliedēts. Tās izmantošana aveņu pulverī un sekundārajā aizdedzē pilnībā apstiprināja, ka tika iegūts tas, kas bija nepieciešams.

Tātad, mēs pērkam dārzkopības veikalā dzelzs sulfāts FeSO 4, aptiekā pērkam tabletes hydroperita, trīs pakas, un krāj virtuvē dzeramā soda NaHCO 3. Mums ir visas sastāvdaļas, sāksim gatavot. Hidroperīta tablešu vietā varat izmantot šķīdumu ūdeņraža peroksīds H 2 0 2, notiek arī aptiekās.

Stikla traukā ar tilpumu 0,5 litri karstā ūdenī izšķīdinām apmēram 80 g (trešdaļu iepakojuma) dzelzs sulfāta. Maisot nelielās porcijās pievieno cepamo sodu. Veidojas kaut kādi ļoti nejaukas krāsas miskaste, kas ļoti puto.

FeSO 4 + 2NaHCO 3 \u003d FeCO 3 + Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2

Tāpēc viss ir jādara izlietnē. Pievienojiet cepamo sodu, līdz putošana gandrīz beidzas. Nedaudz nostādinot maisījumu, mēs sākam lēnām ielej sasmalcinātās hidroperīta tabletes. Reakcija atkal norit diezgan enerģiski, veidojoties putām. Maisījums iegūst raksturīgu krāsu un pazīstamu rūsas smaržu.

2FeCO 3 + H 2 O 2 \u003d 2FeOOH + 2CO 2

Mēs turpinām vēlreiz uzpildīt hidroperītu, līdz putošana, tas ir, reakcija gandrīz pilnībā apstājas.

Mēs atstājam savu ķīmisko trauku mierā un redzam, kā izkrīt sarkanas nogulsnes - tas ir mūsu oksīds, precīzāk FeOOH oksīda monohidrāts jeb hidroksīds. Atliek neitralizēt savienojumu. Mēs aizstāvam nogulsnes un notecinām lieko šķidrumu. Pēc tam pievienojiet tīru ūdeni, aizsargājiet un atkal noteciniet. Tātad mēs atkārtojam 3-4 reizes. Beigās nogulsnes izberam uz papīra dvieļa un nosusinām. Iegūtais pulveris ir lielisks katalizators, un to jau var izmantot stopīnu un sekundāro aizdedzinātāju sastāvu, "aveņu" šaujampulvera ražošanā un karameļu raķešu degvielas katalizēšanā. /25.01.2008, kia-soft/

Tomēr sākotnējā "sārtinātā" šaujampulvera recepte paredzēja tīra sarkanā oksīda Fe 2 O 3 izmantošanu. Kā liecina eksperimenti ar karameļu katalīzi, Fe2O3 patiešām ir nedaudz aktīvāks katalizators nekā FeOOH. Lai iegūtu dzelzs oksīdu, pietiek ar iegūto hidroksīdu aizdedzināt uz karstas dzelzs loksnes vai vienkārši skārda kārbā. Rezultāts ir sarkans pulveris Fe 2 O 3 .

Pēc mufeļkrāsns izgatavošanas veicu tajā kalcinēšanu 1-1,5 stundas 300-350°C temperatūrā. Ļoti ērti. /kia-soft 06.12.2007/

P.S.
Vega raķešu zinātnieka neatkarīgie pētījumi pierādījuši, ka ar šo metodi iegūtajam katalizatoram ir paaugstināta aktivitāte salīdzinājumā ar rūpnieciskajiem feroksīdiem, kas īpaši jūtams iztvaicējot iegūtajā cukura karameļu degvielā.

2. metode. Dzelzs oksīda Fe 2 O 3 iegūšana no dzelzs hlorīda

Tīklā ir informācija par šo iespēju, piemēram, Bulgārijas raķešu zinātnieku forumā oksīds iegūts, izmantojot bikarbonātu, ķīmiķu forumā šī metode tika minēta, bet īpašu uzmanību Es nemaksāju, jo man nebija dzelzs hlorīda. Nesen manas RubberBigPepper vietnes viesis man atgādināja par šo iespēju. Ļoti savlaicīgi, jo aktīvi nodarbojos ar elektroniku un krāju hlorīdu. Es nolēmu izmēģināt šo iespēju dzelzs hidroksīda iegūšanai. Metode ir finansiāli nedaudz dārgāka, un dzelzs hlorīda galvenā sastāvdaļa ir grūtāk iegūstama, bet sagatavošanas ziņā ir vieglāka.

Tātad mums vajag dzelzs hlorīds FeCl 3 Un dzeramā soda NaHCO 3. Dzelzs hlorīdu parasti izmanto iespiedshēmu plates kodināšanai, un to pārdod radio veikalos.

Ielejiet divas tējkarotes FeCl3 pulvera glāzē karsta ūdens un samaisiet, līdz izšķīst. Tagad lēnām pievieno sodu, nepārtraukti maisot. Reakcija norit spilgti ar burbuļošanu un putošanu, tāpēc nav jāsteidzas.

FeCl 3 + 3NaHCO 3 \u003d FeOOH + 3NaCl + 3CO 2 + H 2 O

Izsitumi, līdz burbuļošana beidzas. Mēs aizstāvam un iegūstam to pašu FeOOH hidroksīdu nogulsnēs. Tālāk mēs neitralizējam savienojumu, tāpat kā pirmajā metodē, vairākas reizes notecinot šķīdumu, papildinot ar ūdeni un nostādot. Visbeidzot, nogulsnes žāvē un izmanto kā katalizatoru vai dzelzs oksīda Fe 2 O 3 iegūšanai, kalcinējot (sk. 1. metodi).

Šeit ir vienkāršs veids. Raža ļoti laba, no divām tējkarotēm (~15g) hlorīda iegūst 10g hidroksīda. Katalizatori, kas iegūti ar šo metodi, ir pārbaudīti un ir labi saskaņoti. /kia-soft 11.03.2010/

P.S.
Vienādojumu 100% precizitātei ķīmiskās reakcijas Es nevaru garantēt, bet patiesībā tie atbilst caurlaidībai ķīmiskie procesi. Īpaši tumšs ir Fe(III) hidroksīda gadījumā. Saskaņā ar visiem kanoniem Fe (OH) 3 vajadzētu izgulsnēties. Bet peroksīda klātbūtnē (1. metode) un paaugstinātā temperatūrā (2. metode) teorētiski trihidroksīds tiek dehidrēts līdz FeOOH monohidrātam. Virspusēji tas ir tieši tas, kas notiek. Iegūtais hidroksīda pulveris izskatās pēc betona rūsas, un galvenā rūsas sastāvdaļa ir FeOOH. ***

Dzelzs ir labi zināms ķīmiskais elements. Tas pieder pie metāliem ar vidēju reaktivitāti. Šajā rakstā mēs apsvērsim dzelzs īpašības un pielietojumu.

Izplatība dabā

Ir diezgan daudz minerālu, kas ietver ferrumu. Pirmkārt, tas ir magnetīts. Tas ir septiņdesmit divi procenti dzelzs. Tā ķīmiskā formula ir Fe3O4. Šo minerālu sauc arī par magnētisko dzelzsrūdu. Tam ir gaiši pelēka krāsa, dažreiz ar tumši pelēku, līdz pat melnai, ar metālisku spīdumu. Tās lielākā depozīta starp NVS valstīm atrodas Urālos.

Nākamais minerāls ar augstu dzelzs saturu ir hematīts - tas sastāv no septiņdesmit procentiem šī elementa. Tā ķīmiskā formula ir Fe2O3. To sauc arī par sarkano dzelzsrūdu. Tam ir krāsa no sarkanbrūnas līdz sarkani pelēkai. Lielākais depozīts NVS valstu teritorijā atrodas Krivoy Rog.

Trešais minerāls pēc dzelzs satura ir limonīts. Šeit dzelzs ir sešdesmit procenti no kopējās masas. Tas ir kristālisks hidrāts, tas ir, ūdens molekulas ir ieaustas tā kristāla režģī, tā ķīmiskā formula ir Fe 2 O 3 .H 2 O. Kā norāda nosaukums, šim minerālam ir dzeltenbrūna krāsa, dažkārt brūna. Tā ir viena no galvenajām dabiskā okera sastāvdaļām un tiek izmantota kā pigments. To sauc arī par brūno dzelzs akmeni. Lielākie notikumi ir Krimā, Urālos.

Siderītā, tā sauktajā dzelzs rūdā, četrdesmit astoņi procenti dzelzs. Tā ķīmiskā formula ir FeCO 3 . Tās struktūra ir neviendabīga un sastāv no dažādu krāsu kristāliem, kas savienoti kopā: pelēki, gaiši zaļi, pelēki dzelteni, brūni dzelteni utt.

Pēdējais dabā sastopamais minerāls ar augstu dzelzs saturu ir pirīts. Viņam tādas ir ķīmiskā formula FeS2. Dzelzs tajā ir četrdesmit seši procenti no kopējās masas. Sēra atomu dēļ šim minerālam ir zeltaini dzeltena krāsa.

Daudzas no aplūkotajām minerālvielām tiek izmantotas tīras dzelzs iegūšanai. Turklāt hematītu izmanto juvelierizstrādājumu ražošanā no dabīgiem akmeņiem. Pirīta ieslēgumi ir atrodami lapis lazuli rotaslietās. Turklāt dzelzs dabā ir atrodama dzīvo organismu sastāvā – tā ir viena no svarīgākajām šūnas sastāvdaļām. Šis mikroelements ir jāpiegādā cilvēka ķermenim pietiekamā daudzumā. Dzelzs ārstnieciskās īpašības lielā mērā ir saistītas ar to, ka šis ķīmiskais elements ir hemoglobīna pamatā. Tāpēc ferruma lietošana labi ietekmē asins stāvokli un līdz ar to visu organismu kopumā.

Dzelzs: fizikālās un ķīmiskās īpašības

Apskatīsim šīs divas galvenās sadaļas secībā. dzelzs ir viņa izskats, blīvums, kušanas temperatūra utt. Tas ir, visas matērijas atšķirīgās iezīmes, kas ir saistītas ar fiziku. Dzelzs ķīmiskās īpašības ir tās spēja reaģēt ar citiem savienojumiem. Sāksim ar pirmo.

Dzelzs fizikālās īpašības

Tā tīrākajā formā, normāli apstākļiŠis ciets. Tam ir sudrabaini pelēka krāsa un izteikts metālisks spīdums. Dzelzs mehāniskās īpašības ietver cietības līmeni She ir četri (vidēja). Dzelzs ir laba elektriskā un siltuma vadītspēja. Pēdējo pazīmi var sajust, aukstā telpā pieskaroties dzelzs priekšmetam. Tā kā šis materiāls ātri vada siltumu, tas īsā laikā noņem lielu daļu no jūsu ādas, tāpēc jūs jūtaties auksti.

Pieskaroties, piemēram, kokam, var atzīmēt, ka tā siltumvadītspēja ir daudz zemāka. Dzelzs fizikālās īpašības ir tā kušanas un viršanas temperatūra. Pirmais ir 1539 grādi pēc Celsija, otrais ir 2860 grādi pēc Celsija. Var secināt, ka raksturīgās īpašības dzelzs - laba plastiskums un kausējamība. Bet tas vēl nav viss.

Dzelzs fizikālās īpašības ietver arī tā feromagnētismu. Kas tas ir? Dzelzs, uz kura magnētiskās īpašības varam novērot praktiski piemēri katru dienu ir vienīgais metāls ar tik unikālu pazīmi. Tas ir saistīts ar faktu, ka šis materiāls spēj magnetizēties magnētiskā lauka ietekmē. Un pēc pēdējās darbības pārtraukšanas dzelzs, kuras magnētiskās īpašības ir tikko izveidojušās, ilgu laiku paliek magnēts. Šo parādību var izskaidrot ar to, ka šī metāla struktūrā ir daudz brīvu elektronu, kas spēj kustēties.

Ķīmijas ziņā

Šis elements pieder pie vidējas aktivitātes metāliem. Bet dzelzs ķīmiskās īpašības ir raksturīgas visiem citiem metāliem (izņemot tos, kas elektroķīmiskajā sērijā atrodas pa labi no ūdeņraža). Tas spēj reaģēt ar daudzām vielu klasēm.

Sāksim ar vienkāršu

Ferrum mijiedarbojas ar skābekli, slāpekli, halogēniem (jodu, bromu, hloru, fluoru), fosforu, oglekli. Pirmā lieta, kas jāņem vērā, ir reakcijas ar skābekli. Dzelzs sadedzinot, veidojas tā oksīdi. Atkarībā no reakcijas apstākļiem un proporcijām starp abiem dalībniekiem tās var būt dažādas. Kā šādas mijiedarbības piemēru var sniegt šādus reakciju vienādojumus: 2Fe + O 2 = 2FeO; 4Fe + 3O 2 \u003d 2Fe 2 O 3; 3Fe + 2O 2 \u003d Fe 3 O 4. Un dzelzs oksīda īpašības (gan fizikālās, gan ķīmiskās) var atšķirties atkarībā no tā šķirnes. Šīs reakcijas notiek augstā temperatūrā.

Nākamā ir mijiedarbība ar slāpekli. Tas var notikt arī tikai apkures apstākļos. Ja mēs ņemam sešus molus dzelzs un vienu molu slāpekļa, mēs iegūstam divus molus dzelzs nitrīda. Reakcijas vienādojums izskatīsies šādi: 6Fe + N 2 = 2Fe 3 N.

Mijiedarbojoties ar fosforu, veidojas fosfīds. Lai veiktu reakciju, ir nepieciešami šādi komponenti: trim moliem dzelzs - viens mols fosfora, kā rezultātā veidojas viens mols fosfīda. Vienādojumu var uzrakstīt šādi: 3Fe + P = Fe 3 P.

Turklāt starp reakcijām ar vienkāršām vielām var izdalīt arī mijiedarbību ar sēru. Šajā gadījumā var iegūt sulfīdu. Princips, pēc kura notiek šīs vielas veidošanās process, ir līdzīgs iepriekš aprakstītajam. Proti, notiek pievienošanās reakcija. Visām šāda veida ķīmiskajām mijiedarbībām ir nepieciešami īpaši apstākļi, galvenokārt augsta temperatūra, retāk katalizatori.

Ķīmiskajā rūpniecībā izplatītas ir arī reakcijas starp dzelzi un halogēniem. Tie ir hlorēšana, bromēšana, jodēšana, fluorēšana. Kā redzams no pašu reakciju nosaukumiem, tas ir process, kurā dzelzs atomiem pievieno hlora / broma / joda / fluora atomus, veidojot attiecīgi hlorīdu / bromīdu / jodīdu / fluoru. Šīs vielas tiek plaši izmantotas dažādās nozarēs. Turklāt dzelzs spēj apvienoties ar silīciju augstā temperatūrā. Pateicoties Ķīmiskās īpašības dzelzs ir daudzveidīga, to bieži izmanto ķīmiskajā rūpniecībā.

Dzelzs un kompleksās vielas

No vienkāršām vielām pāriesim pie tām, kuru molekulas sastāv no divām vai vairākām dažādām ķīmiskie elementi. Pirmā lieta, kas jāpiemin, ir dzelzs reakcija ar ūdeni. Šeit ir galvenās dzelzs īpašības. Sildot ūdeni, tas veidojas kopā ar dzelzi (tā sauc tāpēc, ka, mijiedarbojoties ar vienu un to pašu ūdeni, veidojas hidroksīds, citiem vārdiem sakot, bāze). Tātad, ja ņem vienu molu no abām sastāvdaļām, tādas vielas kā dzelzs dioksīds un ūdeņradis veidojas gāzes veidā ar asu smaku – arī molārās attiecībās viens pret vienu. Šāda veida reakcijas vienādojumu var uzrakstīt šādi: Fe + H 2 O \u003d FeO + H 2. Atkarībā no proporcijām, kādās ir sajauktas šīs divas sastāvdaļas, var iegūt dzelzs di- vai trioksīdu. Abas šīs vielas ir ļoti izplatītas ķīmiskajā rūpniecībā un tiek izmantotas arī daudzās citās nozarēs.

Ar skābēm un sāļiem

Tā kā dzelzs atrodas pa kreisi no ūdeņraža metāla aktivitātes elektroķīmiskajā virknē, tas spēj izspiest šo elementu no savienojumiem. Piemērs tam ir aizstāšanas reakcija, ko var novērot, ja skābei pievieno dzelzi. Piemēram, ja jūs sajaucat dzelzi un vidējas koncentrācijas sulfātu (aka sērskābi) vienādās molārās attiecībās, rezultāts būs dzelzs sulfāts (II) un ūdeņradis tādās pašās molārās attiecībās. Šādas reakcijas vienādojums izskatīsies šādi: Fe + H 2 SO 4 \u003d FeSO 4 + H 2.

Mijiedarbojoties ar sāļiem, atjaunojošas īpašības dziedzeris. Tas ir, ar tā palīdzību no sāls var izolēt mazāk aktīvu metālu. Piemēram, ja ņemat vienu molu un tādu pašu daudzumu dzelzs, tad jūs varat iegūt dzelzs sulfātu (II) un tīru varu tādās pašās molārās proporcijās.

Nozīme ķermenim

Viens no visizplatītākajiem in zemes garozaķīmiskie elementi - dzelzs. mēs jau esam apsvēruši, tagad mēs pieiesim tam no bioloģiskā viedokļa. Ferrum veic ļoti svarīgas funkcijas gan šūnu līmenī, gan visa organisma līmenī. Pirmkārt, dzelzs ir tāda proteīna kā hemoglobīna pamatā. Tas ir nepieciešams skābekļa transportēšanai caur asinīm no plaušām uz visiem audiem, orgāniem, uz katru ķermeņa šūnu, galvenokārt uz smadzeņu neironiem. Tāpēc dzelzs derīgās īpašības nevar pārvērtēt.

Papildus tam, ka tas ietekmē asins veidošanos, ferrums ir svarīgs arī vairogdziedzera pilnīgai darbībai (tas prasa ne tikai jodu, kā daži uzskata). Dzelzs piedalās arī intracelulārajā vielmaiņā, regulē imunitāti. Īpaši lielos daudzumos dzelzs ir atrodams arī aknu šūnās, jo tas palīdz neitralizēt kaitīgās vielas. Tā ir arī viena no galvenajām daudzu veidu enzīmu sastāvdaļām mūsu organismā. Cilvēka ikdienas uzturā vajadzētu būt no desmit līdz divdesmit miligramiem šī mikroelementa.

Pārtika, kas bagāta ar dzelzi

Tur ir daudz. Tie ir gan augu, gan dzīvnieku izcelsmes. Pirmie ir graudaugi, pākšaugi, graudaugi (īpaši griķi), āboli, sēnes (baltās), žāvēti augļi, rožu gurni, bumbieri, persiki, avokado, ķirbis, mandeles, dateles, tomāti, brokoļi, kāposti, mellenes, kazenes, selerijas, utt Otrais - aknas, gaļa. Grūtniecības laikā īpaši svarīgi ir lietot pārtiku ar augstu dzelzs saturu, jo augļa attīstībai nepieciešams liels daudzums šī mikroelementa pareizai augšanai un attīstībai.

Dzelzs deficīta pazīmes organismā

Simptomi, ja organismā nonāk pārāk maz dzelzs, ir nogurums, pastāvīga roku un kāju salšana, depresija, trausli mati un nagi, samazināta intelektuālā aktivitāte, gremošanas traucējumi, zema veiktspēja un vairogdziedzera darbības traucējumi. Ja novērojat vairāk nekā vienu no šiem simptomiem, iespējams, vēlēsities palielināt ar dzelzi bagātu pārtikas produktu daudzumu uzturā vai iegādāties vitamīnus vai uztura bagātinātājus, kas satur dzelzi. Tāpat noteikti konsultējieties ar ārstu, ja kāds no šiem simptomiem jūtas pārāk akūts.

Dzelzs izmantošana rūpniecībā

Dzelzs lietojums un īpašības ir cieši saistītas. Feromagnētisma dēļ to izmanto magnētu izgatavošanai - gan vājākus sadzīves vajadzībām (suvenīru ledusskapja magnēti u.c.), gan stiprākus - rūpnieciskiem nolūkiem. Sakarā ar to, ka attiecīgajam metālam ir augsta izturība un cietība, tas kopš seniem laikiem ir izmantots ieroču, bruņu un citu militāro un sadzīves instrumentu ražošanā. Starp citu, pat iekšā Senā Ēģipte bija zināms meteoriskais dzelzs, kura īpašības ir pārākas par parastā metāla īpašībām. Tika izmantots arī šāds īpašs gludeklis Senā Roma. Viņi no tā izgatavoja elitārus ieročus. Tikai ļoti bagātam un cēlam cilvēkam varēja būt vairogs vai zobens no meteorīta metāla.

Kopumā metāls, ko mēs aplūkojam šajā rakstā, ir visdaudzpusīgākais no visām šīs grupas vielām. Pirmkārt, no tā tiek izgatavots tērauds un čuguns, no kuriem tiek ražoti visa veida produkti, kas nepieciešami gan rūpniecībā, gan sadzīvē.

Čuguns ir dzelzs un oglekļa sakausējums, kurā otrā ir no 1,7 līdz 4,5 procentiem. Ja otrais ir mazāks par 1,7 procentiem, tad šāda veida sakausējumu sauc par tēraudu. Ja sastāvā ir aptuveni 0,02 procenti oglekļa, tad tas jau ir parasts tehniskais dzelzs. Oglekļa klātbūtne sakausējumā ir nepieciešama, lai nodrošinātu tam lielāku izturību, termisko stabilitāti un izturību pret rūsu.

Turklāt tērauds var saturēt daudzus citus ķīmiskos elementus kā piemaisījumus. Tas ir mangāns, fosfors un silīcijs. Arī šāda veida sakausējumam var pievienot hromu, niķeli, molibdēnu, volframu un daudzus citus ķīmiskos elementus, lai piešķirtu tam noteiktas īpašības. Tērauda veidus, kuros ir liels silīcija daudzums (apmēram četri procenti), izmanto kā transformatoru tēraudus. Tie, kas satur daudz mangāna (līdz divpadsmit līdz četrpadsmit procentiem), tiek izmantoti detaļu ražošanā dzelzceļi, dzirnavas, drupinātāji un citi instrumenti, kuru daļas ir pakļautas ātrai nodilumam.

Molibdēns tiek ievadīts sakausējuma sastāvā, lai padarītu to termiski stabilāku - šādus tēraudus izmanto kā instrumentu tēraudus. Turklāt, lai iegūtu pazīstamus un ikdienā bieži lietotus nerūsējošos tēraudus nažu un citu sadzīves instrumentu veidā, sakausējumam nepieciešams pievienot hromu, niķeli un titānu. Un, lai iegūtu triecienizturīgu, augstas stiprības kaļamu tēraudu, pietiek ar vanādija pievienošanu. Ievadot niobija sastāvā, ir iespējams sasniegt augstu izturību pret koroziju un ķīmiski agresīvu vielu iedarbību.

Minerāls magnetīts, kas tika minēts raksta sākumā, ir nepieciešams cieto disku, atmiņas karšu un citu šāda veida ierīču ražošanai. Pateicoties tā magnētiskajām īpašībām, dzelzi var atrast transformatoru, motoru, elektronisko izstrādājumu uc konstrukcijās. Turklāt dzelzi var pievienot citiem metālu sakausējumiem, lai tiem piešķirtu lielāku izturību un mehānisko stabilitāti. Šī elementa sulfātu izmanto dārzkopībā kaitēkļu apkarošanai (kopā ar vara sulfātu).

Tie ir neaizstājami ūdens attīrīšanā. Turklāt magnetīta pulveris tiek izmantots melnbaltos printeros. Pirīta galvenais lietojums ir sērskābes iegūšana no tā. Šis process laboratorijā notiek trīs posmos. Pirmajā posmā dzelzs pirīts tiek sadedzināts, lai iegūtu dzelzs oksīdu un sēra dioksīdu. Otrajā posmā sēra dioksīda pārvēršana trioksīdā notiek ar skābekļa piedalīšanos. Un pēdējā posmā iegūtā viela tiek izvadīta cauri katalizatoru klātbūtnē, tādējādi iegūstot sērskābi.

Dzelzs iegūšana

Šo metālu galvenokārt iegūst no diviem galvenajiem minerāliem: magnetīta un hematīta. To dara, reducējot dzelzi no tā savienojumiem ar oglekli koksa veidā. To dara domnās, kuru temperatūra sasniedz divus tūkstošus grādu pēc Celsija. Turklāt ir veids, kā samazināt dzelzi ar ūdeņradi. Tam nav nepieciešama domna. Lai īstenotu šo metodi, tiek ņemts īpašs māls, sajaukts ar sasmalcinātu rūdu un apstrādāts ar ūdeņradi šahtas krāsnī.

Secinājums

Dzelzs īpašības un lietojumi ir dažādi. Tas, iespējams, ir vissvarīgākais metāls mūsu dzīvē. Kļuvis pazīstams cilvēcei, viņš ieņēma bronzas vietu, kas tajā laikā bija galvenais materiāls visu instrumentu, kā arī ieroču izgatavošanai. Tērauds un čuguns daudzējādā ziņā ir pārāki par vara un alvas sakausējumu fizikālās īpašības, izturība pret mehānisko spriegumu.

Turklāt dzelzs uz mūsu planētas ir izplatītāka nekā daudzi citi metāli. tas zemes garozā ir gandrīz pieci procenti. Tas ir ceturtais visbiežāk sastopamais ķīmiskais elements dabā. Arī šis ķīmiskais elements ir ļoti svarīgs normālai dzīvnieku un augu organisma funkcionēšanai, galvenokārt tāpēc, ka uz tā bāzes tiek veidots hemoglobīns. Dzelzs ir būtisks mikroelements, kura lietošana ir svarīga veselības uzturēšanai un normālai orgānu darbībai. Papildus iepriekšminētajam, tas ir vienīgais metāls, kam ir unikāls magnētiskās īpašības. Bez dzelzs nav iespējams iedomāties mūsu dzīvi.

• Apzīmējums - Fe (dzelzs);
• Periods - IV;
• grupa - 8 (VIII);
• Atommasa - 55,845;
• Atomskaitlis - 26;
• Atoma rādiuss = 126 pm;
• Kovalentais rādiuss = 117 pm;
• Elektronu sadalījums - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 ;
• t kušanas = 1535°C;
• viršanas temperatūra = 2750°C;
• Elektronegativitāte (pēc Paulinga / pēc Alpreda un Ročova) = 1,83 / 1,64;
• Oksidācijas stāvoklis: +8, +6, +4, +3, +2, +1, 0;
• Blīvums (n.a.) \u003d 7,874 g / cm 3;
• Molārais tilpums = 7,1 cm 3 / mol.

Dzelzs savienojumi:

Dzelzs ir visizplatītākais metāls Zemes garozā (5,1% pēc masas) pēc alumīnija.

Uz Zemes dzelzs brīvā stāvoklī ir atrodama nelielos daudzumos tīrradņu veidā, kā arī kritušos meteorītos.

Rūpnieciski dzelzi iegūst dzelzsrūdas atradnēs no dzelzi saturošiem minerāliem: magnētiskās, sarkanās, brūnās dzelzsrūdas.

Jāteic, ka dzelzs ir daļa no daudziem dabīgiem minerāliem, kas izraisa to dabisko krāsu. Minerālu krāsa ir atkarīga no dzelzs jonu koncentrācijas un attiecības Fe 2+ /Fe 3+ , kā arī no atomiem, kas ieskauj šos jonus. Piemēram, dzelzs jonu piemaisījumu klātbūtne ietekmē daudzu dārgakmeņu un pusdārgakmeņu krāsu: topazs (no gaiši dzeltena līdz sarkanam), safīri (no zila līdz tumši zilam), akvamarīni (no gaiši zila līdz zaļgani zilam) un tā tālāk.

Dzelzs ir atrodams dzīvnieku un augu audos, piemēram, pieauguša cilvēka organismā ir aptuveni 5 g dzelzs. Dzelzs ir vitāli svarīgs elements, tā ir daļa no proteīna hemoglobīna, kas piedalās skābekļa transportēšanā no plaušām uz audiem un šūnām. Ar dzelzs trūkumu cilvēka organismā attīstās anēmija (dzelzs deficīta anēmija).

Rīsi. Dzelzs atoma uzbūve.

Dzelzs atoma elektroniskā konfigurācija ir 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 (sk. Atomu elektroniskā uzbūve). Izglītībā ķīmiskās saites ar citiem elementiem var piedalīties 2 elektroni, kas atrodas ārējā 4s līmenī + 6 3d apakšlīmeņa elektroni (kopā 8 elektroni), tāpēc savienojumos dzelzs var iegūt oksidācijas pakāpes +8, +6, +4, +3, +2, + 1, (visbiežāk ir +3, +2). Dzelzs ķīmiskā aktivitāte ir vidēja.

Rīsi. Dzelzs oksidācijas pakāpe: +2, +3.

Dzelzs fizikālās īpašības:

• sudraba balts metāls;
• tīrā veidā ir diezgan mīksts un plastmasas;
• ir laba siltuma un elektriskā vadītspēja.

Dzelzs eksistē četru modifikāciju veidā (tās atšķiras pēc kristāliskā režģa struktūras): α-dzelzs; β-dzelzs; γ-dzelzs; δ-dzelzs.

Dzelzs ķīmiskās īpašības

• reaģē ar skābekli, atkarībā no temperatūras un skābekļa koncentrācijas var veidoties dažādi produkti vai dzelzs oksidācijas produktu maisījums (FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4):
  3Fe + 2O 2 \u003d Fe 3 O 4;
• Dzelzs oksidēšana zemā temperatūrā:
  4Fe + 3O 2 \u003d 2Fe 2 O 3;
• reaģē ar ūdens tvaikiem:
  3Fe + 4H2O \u003d Fe3O4 + 4H2;
• smalki sasmalcināts dzelzs, karsējot ar sēru un hloru, reaģē (dzelzs sulfīds un hlorīds):
  Fe + S = FeS; 2Fe + 3Cl 2 \u003d 2FeCl 3;
• augstā temperatūrā reaģē ar silīciju, oglekli, fosforu:
  3Fe + C = Fe 3 C;
• ar citiem metāliem un ar nemetāliem dzelzs var veidot sakausējumus;
• dzelzs izspiež mazāk aktīvos metālus no to sāļiem:
  Fe + CuCl 2 = FeCl 2 + Cu;
• ar atšķaidītām skābēm dzelzs darbojas kā reducētājs, veidojot sāļus:
  Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2;
• ar atšķaidītu slāpekļskābe dzelzs veido dažādus skābes reducēšanās produktus atkarībā no tā koncentrācijas (N 2, N 2 O, NO 2).

Dzelzs iegūšana un lietošana

Tiek iegūts rūpnieciskais dzelzs kausēšanačuguns un tērauds.

Čuguns ir dzelzs sakausējums ar silīcija, mangāna, sēra, fosfora, oglekļa piemaisījumiem. Oglekļa saturs čugunā pārsniedz 2% (tēraudā mazāk nekā 2%).

Tīru dzelzi iegūst:

• skābekļa pārveidotājos, kas izgatavoti no čuguna;
• dzelzs oksīdu reducēšana ar ūdeņradi un divvērtīgo oglekļa monoksīdu;
• atbilstošo sāļu elektrolīze.

Čuguns tiek iegūts no dzelzs rūdām, reducējot dzelzs oksīdus. Čuguns tiek kausēts domnās. Koksu izmanto kā siltuma avotu domnā.

Domnas krāsns ir ļoti sarežģīta, vairākus desmitus metru augsta tehniska konstrukcija. Tas ir izklāts no ugunsizturīgiem ķieģeļiem un ir aizsargāts ar ārēju tērauda apvalku. 2013. gadā tika iebūvēta lielākā domna Dienvidkoreja POSCO tērauda uzņēmums Gwangyang tērauda rūpnīcā (krāsns apjoms pēc modernizācijas bija 6000 kubikmetru ar gada jaudu 5 700 000 tonnu).

Rīsi. Domnas krāsns.

Dzelzs kausēšanas process domnas krāsnī nepārtraukti turpinās vairākas desmitgades, līdz krāsns sasniedz mūža beigas.

Rīsi. Dzelzs kausēšanas process domnā.

• bagātinātās rūdas (magnētiskā, sarkanā, brūnā dzelzsrūda) un koksu ielej caur augšpusi, kas atrodas pašā domnas augšpusē;
• dzelzs reģenerācijas procesi no rūdas oglekļa monoksīda (II) iedarbībā notiek domnas (šahtas) vidusdaļā 450–1100 ° C temperatūrā (dzelzs oksīdi tiek reducēti līdz metālam):
  • 450-500°C - 3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2;
  • 600°C - Fe 3 O 4 + CO = 3FeO + CO 2;
  • 800°C - FeO + CO = Fe + CO 2;
  • daļa dzelzs oksīda tiek reducēta ar koksu: FeO + C = Fe + CO.
• paralēli notiek silīcija un mangāna oksīdu reducēšanās process (iekļauts dzelzsrūdā piemaisījumu veidā), silīcijs un mangāns ir daļa no kausējamā čuguna:
  • SiO 2 + 2C \u003d Si + 2CO;
  • Mn 2 O 3 + 3C \u003d 2Mn + 3CO.
• kaļķakmens termiskās sadalīšanās laikā (ievadīts domnā) veidojas kalcija oksīds, kas reaģē ar rūdā esošajiem silīcija un alumīnija oksīdiem:
  • CaCO 3 \u003d CaO + CO 2;
  • CaO + SiO 2 \u003d CaSiO 3;
  • CaO + Al 2 O 3 \u003d Ca (AlO 2) 2.
• pie 1100°C dzelzs reducēšanās process apstājas;
• zem šahtas atrodas tvaika telpa, domnas platākā daļa, zem kuras atrodas plecs, kurā izdeg kokss un veidojas šķidrie kausēšanas produkti - čuguns un izdedži, kas uzkrājas pašā krāsns apakšā. - pavards;
• pavarda augšējā daļā 1500°C temperatūrā pūšamā gaisa strūklā notiek intensīva koksa degšana: C + O 2 = CO 2 ;
• ejot cauri karstam koksam, oglekļa monoksīds (IV) pārvēršas oglekļa monoksīdā (II), kas ir dzelzs reducētājs (skatīt iepriekš): CO 2 + C \u003d 2CO;
• kalcija silikātu un aluminosilikātu veidotie sārņi atrodas virs čuguna, pasargājot to no skābekļa iedarbības;
• caur īpašām atverēm, kas atrodas uz dažādi līmeņiārā tiek izlaists kalums, čuguns un izdedži;
• Lielākā daļa čuguna nonāk tālākai pārstrādei – tērauda kausēšanai.

Tērauds tiek kausēts no čuguna un metāllūžņiem ar konvertera metodi (martens jau ir novecojis, lai gan joprojām tiek izmantots) vai ar elektrisko kausēšanu (elektriskajās krāsnīs, indukcijas krāsnīs). Procesa (dzelzs apstrādes) būtība ir oglekļa un citu piemaisījumu koncentrācijas samazināšana, oksidējot ar skābekli.

Kā minēts iepriekš, oglekļa koncentrācija tēraudā nepārsniedz 2%. Pateicoties tam, tēraudu, atšķirībā no čuguna, ir diezgan viegli kalt un velmēt, kas ļauj no tā izgatavot dažādus izstrādājumus ar augstu cietību un izturību.

Tērauda cietība ir atkarīga no oglekļa satura (jo vairāk oglekļa, jo cietāks tērauds) noteiktā tērauda kategorijā un termiskās apstrādes apstākļos. Rūdīšanas laikā (lēna dzesēšana) tērauds kļūst mīksts; dzesējot (ātri atdzesējot), tērauds kļūst ļoti ciets.

Lai tēraudam piešķirtu vēlamās specifiskās īpašības, tam pievieno leģējošās piedevas: hromu, niķeli, silīciju, molibdēnu, vanādiju, mangānu utt.

Čuguns un tērauds ir svarīgākie strukturālie materiāli lielākajā daļā tautsaimniecības nozaru.

Dzelzs bioloģiskā loma:

• pieauguša cilvēka ķermenī ir aptuveni 5 g dzelzs;
• dzelzs lugas svarīga loma hematopoētisko orgānu darbā;
• dzelzs ir daļa no daudziem sarežģītiem olbaltumvielu kompleksiem (hemoglobīns, mioglobīns, dažādi fermenti).

Dzelzs ir ceturtā perioda astotās grupas sekundārās apakšgrupas elements periodiska sistēma D. I. Mendeļejeva ķīmiskie elementi ar atomskaitli 26. To apzīmē ar simbolu Fe (lat. Ferrum). Viens no visizplatītākajiem metāliem zemes garozā (otrā vieta aiz alumīnija). Vidējas aktivitātes metāls, reducētājs.

Galvenie oksidācijas stāvokļi - +2, +3

Vienkārša viela dzelzs ir kaļams sudrabbalts metāls ar augstu ķīmisko reaktivitāti: dzelzs ātri korodē augstā temperatūrā vai augsta mitruma apstākļos gaisā. Tīrā skābeklī dzelzs deg, un smalki izkliedētā stāvoklī tas spontāni aizdegas gaisā.

Vienkāršas vielas - dzelzs ķīmiskās īpašības:

Rūsēšana un degšana skābeklī

1) Gaisā dzelzs viegli oksidējas mitruma klātbūtnē (rūsēšana):

4Fe + 3O 2 + 6H 2O → 4Fe(OH) 3

Uzkarsēta dzelzs stieple sadedzina skābeklī, veidojot nogulsnes - dzelzs oksīdu (II, III):

3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4

3Fe + 2O 2 → (Fe II Fe 2 III) O 4 (160 ° С)

2) Augstā temperatūrā (700–900°C) dzelzs reaģē ar ūdens tvaikiem:

3Fe + 4H 2O - t ° → Fe 3 O 4 + 4H 2

3) Karsējot dzelzs reaģē ar nemetāliem:

2Fe+3Cl2 → 2FeCl3 (200 °С)

Fe + S – t° → FeS (600 °С)

Fe + 2S → Fe +2 (S 2 -1) (700 ° С)

4) Spriegumu virknē tas atrodas pa kreisi no ūdeņraža, reaģē ar atšķaidītām skābēm Hcl un H 2 SO 4, kamēr veidojas dzelzs (II) sāļi un izdalās ūdeņradis:

Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 (reakcijas tiek veiktas bez gaisa piekļuves, pretējā gadījumā Fe +2 skābeklis pakāpeniski pārvēršas par Fe +3)

Fe + H 2 SO 4 (atšķirība) → FeSO 4 + H 2

Koncentrētās oksidējošās skābēs dzelzs izšķīst tikai karsējot, nekavējoties nonāk Fe 3+ katjonā:

2Fe + 6H 2 SO 4 (konc.) – t° → Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Fe + 6HNO 3 (konc.) – t° → Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

(aukstā, koncentrētā slāpekļa un sērskābe pasīvs

Dzelzs nagla, kas iegremdēta zilganā vara sulfāta šķīdumā, tiek pakāpeniski pārklāta ar sarkana metāliska vara pārklājumu.

5) Dzelzs izspiež metālus pa labi no tā to sāļu šķīdumos.

Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu

Dzelzs amfoteriskums izpaužas tikai koncentrētos sārmos vārīšanās laikā:

Fe + 2NaOH (50%) + 2H 2 O \u003d Na 2 ↓ + H 2

un veidojas nātrija tetrahidroksoferāta(II) nogulsnes.

Tehniskais gludeklis- dzelzs sakausējumi ar oglekli: čuguns satur 2,06–6,67% C, tērauda 0,02-2,06% C, bieži sastopami citi dabiskie piemaisījumi (S, P, Si) un mākslīgi ievadītas speciālas piedevas (Mn, Ni, Cr), kas piešķir dzelzs sakausējumiem tehniski noderīgas īpašības - cietību, termisko un korozijas izturību, kaļamību u.c. . .

Domnas dzelzs ražošanas process

Dzelzs ražošanas domnas process sastāv no šādiem posmiem:

a) sulfīdu un karbonātu rūdu sagatavošana (apgrauzdēšana) - pārvēršana oksīda rūdā:

FeS 2 → Fe 2 O 3 (O 2, 800 ° С, -SO 2) FeCO 3 → Fe 2 O 3 (O 2, 500-600 ° С, -CO 2)

b) koksa dedzināšana ar karstu strūklu:

C (kokss) + O 2 (gaiss) → CO 2 (600–700 ° C) CO 2 + C (kokss) ⇌ 2CO (700–1000 ° C)

c) oksīda rūdas reducēšana ar oglekļa monoksīdu CO pēc kārtas:

Fe2O3 →(CO)(Fe II Fe 2 III) O 4 →(CO) FeO →(CO) Fe

d) dzelzs karburizācija (līdz 6,67% C) un čuguna kausēšana:

Fe (t ) →(C(kokss)900-1200°С) Fe (g) (čuguns, t pl 1145°С)

Čugunā cementīts Fe 2 C un grafīts vienmēr atrodas graudu veidā.

Tērauda ražošana

Čuguna pārdale tēraudā tiek veikta īpašās krāsnīs (pārveidotājs, martens, elektriskā), kas atšķiras pēc sildīšanas metodes; procesa temperatūra 1700-2000 °C. Pūšot ar skābekli bagātinātu gaisu, no čuguna izdedzina lieko oglekli, kā arī sēru, fosforu un silīciju oksīdu veidā. Šajā gadījumā oksīdi tiek uztverti izplūdes gāzu veidā (CO 2, SO 2), vai arī tiek saistīti viegli atdalāmos izdedžos - Ca 3 (PO 4) 2 un CaSiO 3 maisījumā. Lai iegūtu īpašus tēraudus, krāsnī tiek ievadītas citu metālu leģējošās piedevas.

Kvīts tīrs dzelzs rūpniecībā - dzelzs sāļu šķīduma elektrolīze, piemēram:

FeCl 2 → Fe↓ + Cl 2 (90°C) (elektrolīze)

(ir arī citas īpašas metodes, tostarp dzelzs oksīdu reducēšana ar ūdeņradi).

Tīru dzelzi izmanto īpašu sakausējumu ražošanā, elektromagnētu un transformatoru serdeņu ražošanā, čugunu izmanto lējumu un tērauda ražošanā, tēraudu izmanto kā konstrukciju un instrumentu materiālus, tostarp nodiluma, karstuma un korozijas novēršanai. - izturīgi materiāli.

Dzelzs (II) oksīds F EO . Amfoteriskais oksīds ar lielu pamatīpašību pārsvaru. Melns, ir jonu struktūra Fe 2+ O 2-. Sildot, tas vispirms sadalās, pēc tam veidojas no jauna. Tas neveidojas dzelzs sadegšanas laikā gaisā. Nereaģē ar ūdeni. Sadalās ar skābēm, sakausēts ar sārmiem. Lēnām oksidējas mitrā gaisā. Atgūst ar ūdeņradi, koksu. Piedalās dzelzs kausēšanas domnas procesā. To izmanto kā keramikas un minerālkrāsu sastāvdaļu. Svarīgāko reakciju vienādojumi:

4FeO ⇌ (Fe II Fe 2 III) + Fe (560–700 ° С, 900–1000 ° С)

FeO + 2HC1 (razb.) \u003d FeC1 2 + H 2 O

FeO + 4HNO 3 (konc.) \u003d Fe (NO 3) 3 + NO 2 + 2H 2 O

FeO + 4NaOH \u003d 2H 2 O + Na 4FeO3 (sarkans.) trioksoferāts (II)(400-500 °С)

FeO + H 2 \u003d H 2 O + Fe (augsta tīrība) (350 ° C)

FeO + C (kokss) \u003d Fe + CO (virs 1000 ° C)

FeO + CO \u003d Fe + CO 2 (900 ° C)

4FeO + 2H 2O (mitrums) + O 2 (gaiss) → 4FeO (OH) (t)

6FeO + O 2 \u003d 2 (Fe II Fe 2 III) O 4 (300-500 ° С)

Kvīts V laboratorijas: dzelzs (II) savienojumu termiskā sadalīšanās bez gaisa piekļuves:

Fe (OH) 2 \u003d FeO + H 2 O (150-200 ° C)

FeSOz \u003d FeO + CO 2 (490-550 ° С)

Dzelzs oksīds (III) - dzelzs ( II ) ( Fe II Fe 2 III) O 4 . Dubultais oksīds. Melns, tam ir Fe 2+ (Fe 3+) 2 (O 2-) 4 jonu struktūra. Termiski stabils līdz augstām temperatūrām. Nereaģē ar ūdeni. Sadalās ar skābēm. To samazina ūdeņradis, uzkarsis dzelzs. Piedalās dzelzs ražošanas domnas procesā. To izmanto kā minerālkrāsu sastāvdaļu ( minimālais dzelzs), keramika, krāsains cements. Tērauda izstrādājumu virsmas īpašas oksidācijas produkts ( melnēšana, zilēšana). Sastāvs atbilst brūnai rūsai un tumšai zvīņai uz dzelzs. Fe 3 O 4 formulas lietošana nav ieteicama. Svarīgāko reakciju vienādojumi:

2 (Fe II Fe 2 III) O 4 \u003d 6FeO + O 2 (virs 1538 ° С)

(Fe II Fe 2 III) O 4 + 8HC1 (razb.) \u003d FeC1 2 + 2FeC1 3 + 4H 2 O

(Fe II Fe 2 III) O 4 + 10HNO 3 (konc.) \u003d 3 Fe (NO 3) 3 + NO 2 + 5H 2 O

(Fe II Fe 2 III) O 4 + O 2 (gaiss) \u003d 6Fe 2 O 3 (450-600 ° С)

(Fe II Fe 2 III) O 4 + 4H 2 \u003d 4H 2 O + 3Fe (augsta tīrības pakāpe, 1000 ° C)

(Fe II Fe 2 III) O 4 + CO \u003d 3 FeO + CO 2 (500–800 ° C)

(Fe II Fe 2 III) O4 + Fe ⇌4 FeO (900–1000 ° С, 560–700 ° С)

Kvīts: dzelzs sadegšana (sk.) gaisā.

magnetīts.

Dzelzs (III) oksīds F e 2 O 3 . Amfoteriskais oksīds ar galveno īpašību pārsvaru. Sarkanbrūns, ar jonu struktūru (Fe 3+) 2 (O 2-) 3. Termiski stabils līdz augstām temperatūrām. Tas neveidojas dzelzs sadegšanas laikā gaisā. Nereaģē ar ūdeni, no šķīduma izgulsnējas brūns amorfs hidrāts Fe 2 O 3 nH 2 O. Lēni reaģē ar skābēm un sārmiem. To samazina oglekļa monoksīds, izkusis dzelzs. Sakausējumi ar citu metālu oksīdiem un veido dubultos oksīdus - spineļi(tehniskos izstrādājumus sauc par ferītiem). To izmanto kā izejvielu dzelzs kausēšanā domnas procesā, kā katalizatoru amonjaka ražošanā, kā keramikas, krāsaino cementa un minerālkrāsu sastāvdaļu, tērauda konstrukciju termītmetināšanā, kā skaņas un attēla nesēju. uz magnētiskajām lentēm kā tērauda un stikla pulēšanas līdzeklis.

Svarīgāko reakciju vienādojumi:

6Fe 2 O 3 \u003d 4 (Fe II Fe 2 III) O 4 + O 2 (1200-1300 ° С)

Fe 2 O 3 + 6HC1 (razb.) → 2FeC1 3 + ZH 2 O (t) (600 ° C, p)

Fe 2 O 3 + 2NaOH (konc.) → H 2 O+ 2 NAFeO 2 (sarkans)dioksoferāts (III)

Fe 2 O 3 + MO \u003d (M II Fe 2 II I) O 4 (M \u003d Cu, Mn, Fe, Ni, Zn)

Fe 2 O 3 + ZN 2 \u003d ZN 2 O + 2Fe (ļoti tīrs, 1050-1100 ° С)

Fe 2 O 3 + Fe \u003d ZFeO (900 ° C)

3Fe 2O 3 + CO \u003d 2 (Fe II Fe 2 III) O 4 + CO 2 (400-600 ° С)

Kvīts laboratorijā - dzelzs (III) sāļu termiskā sadalīšanās gaisā:

Fe 2 (SO 4) 3 \u003d Fe 2 O 3 + 3SO 3 (500-700 ° С)

4 (Fe (NO 3) 3 9 H 2 O) \u003d 2 Fe a O 3 + 12NO 2 + 3O 2 + 36H 2 O (600-700 ° С)

Dabā - dzelzs oksīda rūdas hematīts Fe 2 O 3 un limonīts Fe2O3nH2O

Dzelzs (II) hidroksīds F e(OH)2. Amfoteriskais hidroksīds ar galveno īpašību pārsvaru. Baltas (dažreiz ar zaļganu nokrāsu) Fe-OH saites pārsvarā ir kovalentas. Termiski nestabils. Viegli oksidējas gaisā, īpaši mitrā stāvoklī (satumst). Nešķīst ūdenī. Reaģē ar atšķaidītām skābēm, koncentrētiem sārmiem. Tipisks restaurators. Dzelzs rūsēšanas starpprodukts. To izmanto dzelzs-niķeļa bateriju aktīvās masas ražošanā.

Svarīgāko reakciju vienādojumi:

Fe (OH) 2 \u003d FeO + H 2 O (150-200 ° C, atm.N 2)

Fe (OH) 2 + 2HC1 (razb.) \u003d FeC1 2 + 2H 2 O

Fe (OH) 2 + 2NaOH (> 50%) \u003d Na 2 ↓ (zili zaļš) (vārīšanās)

4Fe(OH)2 (suspensija) + O 2 (gaiss) → 4FeO(OH)↓ + 2H 2O (t)

2Fe (OH) 2 (suspensija) + H 2 O 2 (razb.) \u003d 2FeO (OH) ↓ + 2H 2 O

Fe (OH) 2 + KNO 3 (konc.) \u003d FeO (OH) ↓ + NO + KOH (60 ° С)

Kvīts: nogulsnes no šķīduma ar sārmiem vai amonjaka hidrātu inertā atmosfērā:

Fe 2+ + 2OH (razb.) = Fe(OH) 2 ↓

Fe 2+ + 2 (NH 3 H 2 O) = Fe(OH) 2 ↓+ 2NH4

Dzelzs metahidroksīds F eO(OH). Amfoteriskais hidroksīds ar galveno īpašību pārsvaru. Gaiši brūnās, Fe-O un Fe-OH saites pārsvarā ir kovalentas. Sildot, tas sadalās bez kušanas. Nešķīst ūdenī. No šķīduma tas izgulsnējas brūna amorfa polihidrāta Fe 2 O 3 nH 2 O formā, kas, turot zem atšķaidīta sārma šķīduma vai žāvējot, pārvēršas par FeO (OH). Reaģē ar skābēm, cietiem sārmiem. Vājš oksidētājs un reducētājs. Saķepināts ar Fe(OH) 2 . Dzelzs rūsēšanas starpprodukts. To izmanto kā bāzi dzeltenām minerālkrāsām un emaljām, kā izplūdes gāzu absorbētāju, kā katalizatoru organiskajā sintēzē.

Savienojuma sastāvs Fe(OH) 3 nav zināms (nav saņemts).

Svarīgāko reakciju vienādojumi:

Fe2O3. nH 2 O→( 200-250 °С, —H 2 O) FeO(OH)→( 560-700°C gaisā, -H2O)→Fe2O3

FeO (OH) + ZNS1 (razb.) \u003d FeC1 3 + 2H 2 O

FeO(OH)→ Fe 2 O 3 . nH 2 O- koloidāls(NaOH (konc.))

FeO(OH)→ Na 3 [Fe(OH)6]balts, attiecīgi Na5 un K4; abos gadījumos izgulsnējas zils produkts ar tādu pašu sastāvu un struktūru KFe III. Laboratorijā šīs nogulsnes sauc Prūšu zils, vai turnbull zils:

Fe 2+ + K + + 3- = KFe III ↓

Fe 3+ + K + + 4- = KFe III ↓

Sākotnējo reaģentu un reakcijas produkta ķīmiskie nosaukumi:

K 3 Fe III — kālija heksacianoferāts (III)

K 4 Fe III — kālija heksacianoferāts (II)

KFe III - heksacianoferāts (II) dzelzs (III) kālijs

Turklāt, labs reaģents uz Fe 3+ joniem ir tiocianāta jons NCS -, dzelzs (III) savienojas ar to, un parādās spilgti sarkana ("asiņaina") krāsa:

Fe 3+ + 6NCS - = 3-

Ar šo reaģentu (piemēram, KNCS sāls veidā) krāna ūdenī var konstatēt pat dzelzs (III) pēdas, ja tas iet cauri dzelzs caurulēm, kas no iekšpuses pārklātas ar rūsu.