Змінити режим перегляду


АНАЛІЗ
 Властивості об’єктів:

Фізичні та хімічні властивості заліза. сполуки Феруму(ІІ) і Феруму(ІІІ)


  • Залізо та сполуки Феруму У побічній підгрупі VIII групи періодичної системи елементів Д. І. Менделєєва розташовано 9 елементів у трьох горизонтальних угрупуваннях, так звані тріади. Ці родини істотно відрізняються між собою. Елементи Ферум, Кобальт і Нікол утворюють тріаду Феруму. Атоми елементів тріади Ферум мають на зовнішньому енергетичному рівні по 2 електрони, які вони віддають у хімічних реакціях. Схема розміщення електронів по енергетичних рівнях в атомі Феруму така: Схема розміщення електронів по енергетичних рівнях в атомі Феруму 1s22s22p63s23p63d64s2 Проте в утворенні хімічних зв’язків беруть участь і електрони 3d – орбіталей другого ззовні рівня. У своїх стійких сполуках ці елементи виявляють ступінь окиснення +2, +3, утворюють оксиди складу RO і R2O3, яким відповідають гідроксиди R(OH)2 і R(OH)3. Ферум найстійкіший у тривалентному стані. Йони Fe2+ сильні відновники. Поширення у природі Ферум – один з найпоширеніших елементів і займає друге місце після алюмінію. У земній корі його міститься 4,65% (за масою). Однак лише ? запасів цього металу знаходиться у вигляді покладів придатних для видобування. Незначна кількість заліза у вільному стані зустрічається в метеоритах, дуже рідко зустрічається в земній корі самородне залізо земного походження. Основні рудні мінерали Феруму – Fe3O4 – магнітний залізняк (магнетит), Fe2O3 – червоний залізняк (гематит), 2Fe2O3 • 3Н2О – бурий залізняк (лимоніт), FeСO3 – шпатовий залізняк (сидерит), FeS2 – пірит. Солі Феруму (наприклад, гідроген карбонат Fe(HCO3)2) входять до складу мінеральної води. Ферум має велике значення в біології живих організмів. Організм дорослої людини містить біля 3 г цього елемента, 75% якого входить до складу гемоглобіну крові, входить до складу ферментів, кісткового мозку, селезінки та бере участь в утворенні хлорофілу в рослинах. Фізичні властивості заліза Хімічний елемент Ферум утворює просту речовину залізо. Чисте залізо – блискучий метал із сіруватим відтінком. Воно досить тверде і важке, пластичне, легко кується, прокатується в лист і витягується в дріт, намагнічується і розмагнічується, плавиться при температурі 1539?С. Домішки можуть дуже змінювати фізичні властивості. Електропровідність його значно нижча ніж в алюмінію. Хімічні властивості заліза та його сполук За хімічними властивостями залізо – метал середньої активності. Чисте залізо на повітрі стійке. На практиці використовують залізо з домішками. У звичайних умовах його поверхня вкривається оксидною плівкою, але її захисні властивості невисокі. Тому залізо, особливо з домішками, у вологій атмосфері іржавіє, вкриваючись жовто-бурою плівкою, яка складається переважно з ферум(ІІІ) гідроксиду. Плівка іржі рихла, пориста і не захищає метал від руйнування, тому вироби із заліза у вологому місці можуть повністю перетворитись на іржу: 4Fe + 6H2O + 3O2 = 4Fe(OH)3. При взаємодії заліза із сильними окисниками (Cl2, H2SO4(к), HNO3) утворюються сполуки тривалентного Феруму, а з іншими – двовалентного. Хімічні властивості заліза та його сполук 1. Взаємодія з киснем а) Нагріте до високої температури воно горить в кисні і на повітрі, перетворюючись на залізну окалину: 3Fe + 2O2 = Fe3O4 (або FeO • Fe2O3); б) при окисненні в присутності парів води утворюється Fe2O3: 4Fe + 3O2 = 2Fe2O3; в) при повільному окисненні в сухому повітрі утворюється FeO: 2Fe + O2 = 2FeO. 2. Взаємодія з неметалами Залізо безпосередньо реагує з більшістю неметалів (галогенами, сіркою, азотом, фосфором, вуглецем та ін.). Багато з цих процесів екзотермічні, проте для початку реакції залізо треба дуже нагріти. а) З хлором і сіркою взаємодіє при слабкому нагріванні: 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 (ферум(ІІІ) хлорид), Fe + S = FeS (ферум(ІІ) сульфад); б) при високій температурі з іншими неметалами: 3Fe + C = Fe3C (карбід заліза), 2Fe + N2 = 2FeN (ферум(ІІІ) нітрид), 2Fe + Si = Fe2Si (ферум силіцид), 3Fe + 2P = Fe3P2 (ферум(ІІ) фосфід). 3. Взаємодія з водою У розпеченому стані залізо реагує з водяною парою: 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2, утворюючи змішаний оксид. 4. Взаємодія з кислотами а) Під час взаємодії з хлоридною та розведеною сульфатною кислотами воно витісняє водень з утворенням солей, ступінь окислення Феруму в яких +2: Fe + 2HCl = FeCl2 + H2; Fe + H2SO4(P) = FeSO4 + H2; б) залізо за звичайної температури не взаємодіє із концентрованою сульфатною та нітратною кислотами тому, що на поверхні утворюється нерозчинна плівка з його сполук. Тому ці кислоти можна зберігати в залізних посудинах. Розбавлена нітратна кислота на холоді розчиняє залізо: 4Fe + 10HNO3 = 4Fe(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O; в) при нагріванні з концентрованими сульфатною і нітратною кислотами утворюються солі Fe3+ і в залежності від концентрації кислоти можуть утворитися відповідно SO2(S), нітроген оксиди або вільний азот: 2Fe + 6H2SO4(к) temper Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O, Fe + 4HNO3(к) temper Fe(NO3)3 + NO + 2H2O. 5. Взаємодія з солями Із розчинів солей залізо легко витісняє всі метали, що стоять у ряду напруг правіше від нього, утворюючи сполуки Феруму із ступенем окиснення +2: Fe + Pb(NO3)2 = Fe(NO3)2 + Pb; Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu. 6. Взаємодія з лугами У подрібненому стані залізо взаємодіє з концентрованими розчинами гарячих лугів з утворенням комплексних солей: Fe + 2NaOH + 2H2O = Na2Fe(OH)4 (тетрагідроксиферрат(ІІ) натрію) + H2. Добування Чисте залізо можна добути відновленням ферум(ІІІ) оксиду воднем: Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O.
Відео. Ферум та його сполуки
Відео. Горіння заліза в кисні
Відео. Вплив окисників на йони феруму
Стаття
Презентація. Ферум та його сполуки

Споріднені вершини: дивитись