Железо Арасланов Шамиль Л-104
План n n ЖЕЛЕЗО КАК ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ. НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ЖЕЛЕЗА ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
ЖЕЛЕЗО КАК ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ. n Химический элемент VIII гр. Периодической системы Д. И. Менделеева. Атомный номер 26, атомная масса 55. 847.
Нахождение в природе n n n В земной коре железо распространено достаточно широко. На его долю приходится: Около 4, 1% массы земной коры (4 -е место среди всех элементов, 2 -е среди металлов). Известно большое число руд и минералов, содержащих железо. По запасам железных руд Россия занимает первое место в мире. В морской воде 1· 10– 5 — 1· 10– 8% железа.
n n Железо содержится в крови – гемоглобине, а именно в красных кровяных тельцах – эритроцитах. В растениях железо влияет на процесс фотосинтеза.
В быту человека n Из железа изготавливают различные виды транспорта, станки, бытовую технику и д. р.
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА n n n Железо - сравнительно мягкий ковкий серебристо-серый металл. Температура плавления – 1535 0 С Температура кипения около 2800 0 С При температуре ниже 770 0 С железо обладает ферромагнитными свойствами (оно легко намагничивается, и из него можно изготовить магнит). Выше этой температуры ферромагнитные свойства железа исчезают, оно «размагничивается» .
Химические свойства n n n Железо, отдавая два внешних электрона, проявляет степень окисления +2; отдавая три электрона (два внешних и один сверхоктетный с предпоследнего энергетического уровня), проявляет степень окисления +3. Fe-2 e=Fe+2 Fe-3 e=Fe+3 Электронные структуры 3 d- и 4 s-орбиталей атома железа и ионов Fe+2 и Fe+3 можно изобразить так:
n Железо — активный металл. На воздухе образуется защитная оксидная пленка, препятствующая ржавчине металла. 3 Fe + 2 O = Fe O • Fe. O (Феррит железа) Во влажном воздухе железо окисляется и покрывается ржавчиной, которая частично состоит из гидратированного оксида железа (III). 4 Fe + 3 О + 6 Н О = 4 Fe(ОН) 2 2 3 3
Взаимодействие с простыми веществами: n Горит в кислороде 3 Fe + 2 O =Fe O Реагирует с хлором 2 Fe + 3 Cl = 2 Fe. Cl Взаимодействует с серой Fe + S = Fe. S 2 n 3 4 3
n Железо вытесняет из растворов солей металлы, находящиеся в электрохимическом ряду напряжений правее железа: Fe + Cu. SO = Fe. SO + Cu При высокой температуре (700 -900°С) железо реагирует с парами воды: 4 n 4 3 Fe+4 Н O=Fe O +4 Н 2 3 4 2
С кислотами n n n С соляной и разбавленной (приблизительно 20%-й) серной кислотами железо реагирует с образованием солей железа(II): Fe + 2 HCl = Fe. Cl 2 + H 2 Fe + H 2 SO 4 = Fe. SO 4 + H 2 С концентрированными серной и азотной кислотами железо не реагирует. Эти кислоты создают на поверхности металла такую прочную и плотную пленку оксида, что металл становится совершенно пассивным и уже не вступает в другие реакции. Растворяется железо в разбавленной азотной кислоте. 8 Fe+30 HNO 3=8 Fe(NO 3)3+3 NH 4 NO 3+9 H 2 O
n При хранении водных растворов солей железа(II) наблюдается окисление до железа(III): 4 Fe. Cl + O + 2 H O = 4 Fe(OH)Cl Соединения железа (III) в растворах восстанавливаются металлическим железом: Fe + 2 Fe. Cl = 3 Fe. Cl 2 n 2 2 3 2 2
n Оксид железа Проявляет основные свойства, взаимодействуя с кислотами: Fe. O+H SO = Fe. SO + H O Оксид железа (III) проявляет слабые амфотерные свойства, взаимодействуя при нагревании с основными оксидами с образованием ферритов: Мn. O + Fe O =Mn (Fe. O ) 2 n n 4 2 4 3 2 2 2
Качественные реакции на ионы Fe 2+ и Fe 3+ Fe. SO 4 + K 3 [Fe(CN)6 ] = KFe +2 [Fe +3(CN)6 ] + K 2 SO 4 красная кровяная соль Fe. CI 3 + K 4 [Fe(CN)6 ] = KFe+3 [Fe +2(CN)6 ] желтая кровяная соль Fe. CI 3 + 3 KCNS +3 KCI берлинская лазурь = Fe(CNS )3 +3 KCI кроваво-красный
Список использованной литературы n n Ершов Ю. А. «Общая химия» 2005 Слесарев В. Н. «Химия. Основы химии живого» 2000