ЖЕЛЕЗО И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ Составила преподаватель:

ЖЕЛЕЗО И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ Составила преподаватель: Александрова Л. А.

ПЛАН: 1. Характеристика железа, исходя из его положения в периодической системе. 2. Физические свойства. 3. Распространение в природе. 4. Получение железа 5. Химические свойства. 6. Важнейшие соединения железа. 7. Применение в медицине.

ХАРАКТЕРИСТИКА ЖЕЛЕЗА, ИСХОДЯ ИЗ ЕГО ПОЛОЖЕНИЯ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ. Железо элемент IV периода, 8 группы, главной подгруппы. Порядковый номер 26, атомная масса 56. Fe 1 s 22 p 63 s 23 p 64 s 23 d 6 + 26 ) ) 1 2 8 14 2 56 1 p = 26 + 1 n = 30 Fe = ----------- 26 ē= 26 S p d Степени окисления: 0; +2; +3; в-ль

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА. Серебристо-белый тяжелый металл, достаточно мягкий, обладает ковкостью и пластичностью, легко намагничивается и размагничивается.

РАСПРОСТРАНЕНИЕ В ПРИРОДЕ. В земной коре железа содержится 1, 5 атомных %, 5, 1 весовых %. Важнейшими железными рудами являются: магнитный железняк Fe 3 O 4 красный железняк Fe 2 O 3 бурый железняк 2 Fe 2 O 3 3 H 2 O железный колчедан Fe. S 2 (исходное сырье для получения серной кислоты)

ПОЛУЧЕНИЕ ЖЕЛЕЗА Железо можно получить следующими способами: 1. Восстановлением оксидов железа металлотермий: 3 Fe. O + 2 Al Al 2 O 3 + 3 Fe 2. Электролизом растворов солей железа: эл. ток 2 Fe. SO 4 + 2 H 2 O 2 Fe +O 2 + 2 H 2 SO 4 катод анод раствор 3. Доменный процесс: C + O 2 CO 2 + C 2 CO Кокс Углекислый Угарный газ 3 Fe 2 O 3 +CO 2 Fe 3 O 4+ CO 2 Оксид железа (III) Fe 3 O 4 (Fe. O + Fe 2 O 3) называют красный железняк или оксид Fe(II, III) Fe 3 O 4 + CO 3 Fe. O + CO 2 оксид железа (II) Fe. O + CO Fe + CO 2 Красный Бурый железняк

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА. I. Отношения к простым веществам. 1. с металлами образует сплавы 2. железо взаимодействует с неметаллами: а) хлором 2 Fe + 3 Cl 2 2 Fe. Cl 3 б) серой Fe + S Fe. S в) углеродом Чугун Цементит 3 Fe + C Fe 3 C карбид железа (цементит) Цементит -это твердое вещество серого цвета, очень хрупкое, тугоплавкое, входит в состав чугуна. С углеродом железо образует сплавы: 1. чугун (это сплав, содержание углерода в котором, от 2% до 4%)) 2. сталь (углерода в стали содержится от 0, 2 до 2%) г) кислородом 1. 3 Fe + 2 O 2 Fe 3 O 4 железный окалина

2. во влажном воздухе на поверхности образуется ржавчина, которая вследствие рыхлости не защищает железо от дальнейшего окисления. OH H 2 O Fe OH Fe. OOH оксогидроксид OH железа (III) гидроксид железа (III) II. Отношение к сложным веществам. Железо взаимодействует с: 1. водой 3 Fe + 4 H 2 O Fe 3 O 4 + 4 H 2 2. серной кислотой а)Fe + H 2 SO 4 Fe. SO 4 + H 2 разбав. Концентрированные азотная и серная кислоты при нормальных условиях пассивируют железо, а при нагревании реакции протекают следующим образом: б)2 Fe + 6 H 2 SO 4 Fe 2(SO 4)3 + 3 SO 2 + 6 H 2 O конц.

3. азотной кислотой Fe + 4 HNO 3 Fe(NO 3)3 + NO +2 H 2 O 25% 4. металлами Fe + Cu. SO 4(р) Cu +Fe. SO 4 (смотри ряд напряжения металлов) Важнейшие соединения железа. Fe Fe. O Fe 2 O 3 оксид железа(II) оксид железа(III) основной оксид амфотерный оксид Fe(OH)2 Fe(OH)3 гидроксид железа (II) гидроксид железа (III) амфотерное основание

Соединения Fe+2 Оксид железа (II) Fe. O – черный порошок, проявляет основные свойства, реагирует с кислотой с образованием соли: Получение: t = 600 C Fe 3 O 4 + CO 3 Fe. O + CO 2 Оксид железа (II, III) Fe. O + H 2 SO 4 Fe. SO 4 + H 2 O Оксид железа (II Оксид железа (II)

Гидроксид железа Fe(OH)2. Получают гидроксид железа (II) следующим образом: Fe. SO 4 + 2 Na. OH Fe(OH)2 + Na 2 SO 4 Гидроксид железа (II) окисляется кислородом воздуха до гидроксида железа (III): 4 Fe(OH)2 + O 2 + 2 H 2 O 4 Fe(OH)3 воздух красно-бурый Fe(OH)2 Fe(OH)3 Сульфат железа (II) в окислительно-восстановительных реакциях может быть восстановителем: 10 Fe. SO 4+8 H 2 SO 4+2 KMn. O 4 5 Fe 2(SO 4)3+2 Mn. SO 4+K 2 SO 4+8 H 2 O

Качественная реакция на катион Fe 2+ Взаимодействие с красной кровяной солью: K 3[Fe(CN)6] красная кровяная соль гексациано – III - феррат калия 2+ 3+ 3 - 2+ 3+ 3 - 3 Fe. SO 4 + 2 K 3[Fe(CN)6] Fe 3[Fe(CN)6]2 + 3 K 2 SO 4 гексациано- (III) – темно-синий феррат калия (турнбулева синь) 3 Fe 2+ + 2[Fe(CN)6]3 - Fe 3[Fe(CN)6]2 K 3[Fe(CN)6]

Соединения Fe 3+. Оксид железа (III) Fe 2 O 3 – порошок красно-бурого цвета (железный сурик): Получение: а) 2 Fe(OH)3 Fe 2 O 3 + 3 H 2 O б) 2 Fe 2(SO 4)3 2 Fe 2 O 3 + 6 SO 2 +3 O 2 Химические свойства: а) Fe 2 O 3 + 3 H 2 SO 4 Fe 2(SO 4)3 + 3 H 2 O б) Fe 2 O 3 + Na 2 CO 3 2 Na. Fe. O 2 + CO 2 в) 2 Na. Fe. O 2 + H 2 O 2 Na. OH + Fe 2 O 3 тригидроксид железа Fe(OH)3: Получение: Fe. Cl 3 + 3 Na. OH Fe(OH)3 + 3 Na. Cl красно-бурый

Качественные реакции на катион Fe 3+. 2+ K 4[Fe(CN)6] желтая кровяная соль 1. взаимодействие с желтой кровяной солью: 3 + 2 + 3+ 2+ 4 Fe. Cl 3 + 3 K 4[Fe(CN)6] Fe 4[Fe(CN)6]3 + 12 KCl гексациано – (II) – темно-синего цвета феррат калия (берлинская лазурь) гексационо – (II) – феррат железа (III) 4 Fe 3+ + 3[Fe(CN)6]4 - Fe 4[Fe(CN]6]3 2. взаимодействие с роданидом аммония: Fe. Cl 3 + 3 NH 4 CNS [Fe(CNS)3] + 3 NH 4 Cl роданид комплекс кроваво- аммония красного цвета бесцветный Fe 3+ + 3 CNS- [Fe(CNS)3] K 4[Fe(CN)6]

Доказательство амфотерности Fe 2 O 3: Fe 2 O 3 + 3 H 2 SO 4 Fe 2(SO 4)3 + 3 H 2 O Fe 2 O 3 + 2 Na. OH + 3 H 2 O 2 Na[Fe(OH)4] тетрагидроксо – III – феррат натрия Доказательство амфотерности Fe(OH)3: 2 Fe(OH)3 + 3 H 2 SO 4 Fe 2(SO 4)3 + 6 H 2 O Fe(OH)3 + 3 Na. OH Na 3[Fe(OH)6] гексагидроксо – III – феррат натрия

ПРИМЕНЕНИЕ 1. Железо является незаменимым металлом, необходим для жизнедеятельности организма. Он входит в состав гемоглобина, миоглобина, разных ферментов; обратимо связывает кислород и участвует в ряде окислительно-восстановительных реакций, играет важную роль в процессах кроветворения. Недостаток железа в организме приводит к развитию железодефицитных анемий. Для профилактики и лечения железодефицитных анемий применяют лекарственные препараты двух- и трехосновного железа: железа лактат, гемостимулин, сироп алоэ с железом и т. д. 2. Кристаллогидрат Fe. Cl 3 6 H 2 O вещество темно-желтого цвета, гигроскопическое вещество, применяется в аналитической химии. 3. Железо – аммониевые квасцы NH 4 Fe(SO 4 ) 12 H 2 O – кристаллы бледно- 2 лилового цвета, применяются в виде индикатора в аналитической химии.