Iron - caracterizarea celulară totală, proprietățile chimice ale fierului și compușii săi
Principala oxidare - +2, +3
Simple fier substanță - maleabilă din metal de culoare alb-argintiu cu fier reactivitate chimică ridicată corodează rapid la temperaturi ridicate sau umiditate ridicată a aerului. In arsurile de fier de oxigen pur, și o stare de ceață și se aprinde spontan în aer.
Proprietățile chimice ale substanțelor simple, - fier:
Ruginirea și arderea în oxigen
1) In aer, fierul este oxidat rapid în prezența umidității (rugină):
sârmă de fier ardere în oxigen pentru a forma o scara pounding Heart - oxid de fier (II, III):
2) La temperaturi ridicate (700-900 ° C), fier reacționează cu vaporii de apă:
3) de fier reacționează cu nemetale prin încălzire:
Fe + S - t ° → FeS (600 ° C)
Fe + 2S → Fe + 2 (S2 -1) (700 ° C)
4) Intervalul de tensiune este lăsat de hidrogen, reacționează cu acid clorhidric și acizi diluați H2 SO4. în care sarea formată ferică (II) și hidrogenul este eliberat:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 - (reacțiile efectuate fără accesul aerului sau Fe + 2 convertit treptat oxigen în Fe +3)
Concentrată oxidanti solubil în acid fier numai prin încălzire, se duce imediat în Fe3 + cation:
(Rece azotic concentrat și acid sulfuric pasivizat de fier).
cui de fier cufundat într-o soluție de sulfat de cupru albăstruie este acoperit treptat cu un dram de cupru metalic roșu
5) de fier dislocă metale cu care se confruntă dreapta în seria electrochimică a soluțiilor de săruri ale acestora.
fier amfoter are loc numai în alcaline concentrate prin fierbere:
și un precipitat tetragidroksoferrata format de sodiu (II).
fier tehnic - aliaje de fier cu carbon: fier conține 2,06-6,67% C oțel 0,02-2,06% C, prezintă adesea alte impurități naturale (S, P, Si) și a introdus aditivi speciali în mod artificial (Mn , Ni, Cr), care oferă un aliaj de fier tehnic proprietăți utile - duritate, rezistență termică și rezistență la coroziune, ductilitate și altele.
Procesul de producere a fierului furnal
Procesul de producere a fierului de furnal constă în următoarele etape:
a) preparat (prăjire), sulfuri și carbonat de minereuri - traducere în minereu de oxid de:
b) arderea cocs în explozie fierbinte:
c) reducerea minereului de oxid cu monoxid de carbon CO succesiv:
d) carburarea fierului (până la 6,67% C) și topirea fierului:
Fierul este întotdeauna prezent sub formă de boabe de cementită Fe2 C. și grafit.
producția de oțel
Prepararea fier pur din industrie - electroliza soluției de săruri de fier, de exemplu:
(Există și alte metode speciale, inclusiv reducerea hidrogenului de oxizi de fier).
fier pur este utilizat în producerea aliajelor speciale la fabricarea miezurilor electromagneților și transformatoare, fier - în producția de piese turnate și oțel, oțel - ca materiale de construcții și scule, inclusiv uzura, căldură și rezistent la coroziune.
oxid de fier (II) FeO. Un oxid amfoter cu o mare predominanță a proprietăților de bază. Negru are o structură de Fe 2+ ion O 2-. Când este încălzit, se descompune mai întâi, și apoi format din nou. Nu se formează în timpul arderii fierului în aer. Ea nu reacționează cu apa. Descompusă de acizi, fuzionat cu alcalii. Încet oxidat în aer umed. Recuperarea cocsul de hidrogen. Este implicată în procesul de furnal de fier de topire. Este folosit ca culorile componente si minerale ceramice. Ecuațiile celor mai importante reacții:
4FeO ⇌ (Fe II Fe2 III) + Fe (560-700 ° C 900-1000 ° C)
FeO + H2 = H2O + Fe (ultrapură) (350 ° C)
FeO + C (cocs) = Fe + CO (peste 1000 ° C)
FeO + CO = Fe + CO 2 (900 ° C)
Noțiuni de bază în laborator. descompunerea termică a compușilor de fier (II) absența aerului:
FeSOz = FeO + CO2 (490-550 ° C)
Dizheleza oxid (III) - fier (II) (Fe II Fe2 III) O4. oxid de dublu. Negru are o structură ionică Fe 2+ (Fe 3+) 2 (O 2) 4. Termostabil până la temperaturi ridicate. Ea nu reacționează cu apa. Descompusă de acizi. Recuperarea hidrogenului, un fier de călcat fierbinte. Este implicată în procesul de luare a furnalului de fier. Este folosit ca culorile componente minerale (oxid roșu de fier), ceramică, ciment colorat. Produs specific oxidarea superficială a produselor din oțel (înnegrire, albăstreală pentru rufe). În conformitate cu compoziția întâlnește rugina maro și scala de culoare închisă pe fierul de călcat. -Formula brută Fe3 O4 nu este recomandat să folosiți. Ecuațiile celor mai importante reacții:
(Fe II Fe2 III) O4 + 4H2O + 4H2 = 3Fe (ultrapură 1000 ° C)
(Fe II Fe2 III) O4 + Fe ⇌4FeO (900-1000 ° C 560-700 ° C)
Mod de preparare: ardere de fier (cm.) In aer.
În natură - minereul de fier oxid magnetită.
oxid de fier (III) Fe2 O3. Un oxid amfoter cu o predominanță a proprietăților de bază. Roșu-brun și are o structură ionică (Fe 3+) 2 (O 2) 3. Termostabil până la temperaturi ridicate. Nu se formează în timpul arderii fierului în aer. nu reacționează cu apa, din soluția scade hidrat amorf brun Fe2 O3 NH2 O. reacționează încet cu acizi și baze. monoxid de carbon Recuperarea, fier topit. Acesta este aliat cu oxizi ai altor metale și formează un oxizi dublu - spinel (produse tehnice numite feritele). Folosit ca materii prime în topirea fontei în procesul de furnal, catalizatorul în producția de amoniac, componenta ceramică și minerale cimenturi vopsele colorate, cu structuri metalice de sudura termite, cum ar fi purtătoarea de sunet și imaginea de pe bandă magnetică ca un agent de lustruire pentru oțel și sticlă.
Ecuațiile celor mai importante reacții:
Prepararea în laborator - descompunerea termică a sărurilor de fier (III) în aer:
În natură - oxidic minereu de fier hematita Fe2 O3 și Fe2 O3 limenit NH2 O
hidroxid de fier (II) Fe (OH) 2. hidroxid amfoter cu o predominanță a proprietăților de bază. Alb (uneori cu o nuanță verzuie) comunicare Fe - OH preferabil covalenta. Instabile termic. Ușor oxidat în aer, mai ales în stare umedă (închis). Insolubil în apă. Reacționează cu acizi diluați, alcalii concentrate. agent de reducere tipic. Intermediar când rugina de fier. Utilizat la fabricarea masei active a bateriei de fier-nichel.
Ecuațiile celor mai importante reacții:
Noțiuni de bază. precipitare dintr-o soluție de hidrat alcalin sau amoniac în atmosferă inertă:
Metahidroxid zhelezaFeO (OH). hidroxid amfoter cu o predominanță a proprietăților de bază. maro deschis, datorită Fe - O și Fe - OH preferabil covalenta. Când este încălzit, se descompune fără a se topi. Insolubil în apă. Precipite din soluție ca polihidrate amorf brun Fe2 O3 NH2 O, care trece în FeO (OH), cu menținerea sub o soluție diluată alcalină sau prin uscare. Reacționează cu acizi, baze tare. comburant slab și un agent de reducere. Sinterizat la Fe (OH) 2. Intermediar când rugina de fier. Folosit ca bază vopsele minerale galben emailuri, catalizatorul absorbant de gaz rezidual în sinteza organică.
Compoziția compus de Fe (OH) 3 nu sunt cunoscute (primite).
Ecuațiile celor mai importante reacții:
2FeO (OH) + ZN2 = 4H2O + 2Fe (în particular pură, 500-600 ° C)
precipitare Prepararea dintr-o soluție de săruri de fier (III) hidrat Fe2 O3 NH2 O și deshidratarea sa parțială (a se vedea mai sus.).
În natură - limenit fier Fe2 O3 NH2 O minereu oxid și minerale goethitul FeO (OH).
K2FeO4 ferat de potasiu. Oksosol. Roșu-violet, ea se descompune la temperaturi ridicate. Este solubil în soluție de KOH concentrat, reacționează cu apa de fierbere, este instabil într-un mediu acid. comburant Strong.
reacție calitativă - formarea unui precipitat roșu de ferat de bariu. Folosit pentru sinteza feritei - important industrial oxid de fier binar (III) și alte metale.
Ecuațiile celor mai importante reacții:
FeO4 2+ Ba 2+ = VaFeO4 (red.) ↓ (un conc. De KOH)
Noțiuni de bază. format prin oxidarea compușilor de fier, de exemplu, metahidroxid FeO (OH), apă de brom, și sub acțiunea oxidanți puternici (prin sinterizare) la fier
și electroliza soluției:
(Ferat de potasiu format la anod).
Detectarea Fe 2+ și Fe 3+ în soluție apoasă este realizată folosind reactivi K3 [Fe (CN) 6] și K4 [Fe (CN) 6], respectiv; în ambele cazuri picături produs albastru compoziției și structurii, KFE III [Fe (CN) 6] identice. In laborator, acest precipitat se numește albastru de Prusia. sau albastru Turnbull:
Fe 2+ + K + + [Fe (CN) 6] 3- = KFE III [Fe (CN) 6] ↓
Fe 3+ + K + + [Fe (CN) 6] 4- = KFE III [Fe (CN) 6] ↓
Denumirile chimice ale reactivilor de pornire și produșii de reacție:
K3 Fe III [Fe (CN) 6] - hexacianoferat (III) de potasiu
K4 Fe III [Fe (CN) 6] - hexacianoferat (II) de potasiu
KFE III [Fe (CN) 6] - hexacianoferat (II) de fier (III) de potasiu
Mai mult, un reactiv bun pentru ionii de Fe 3+ este un NSS ion tiocianat -. fier (III) conectat la acesta, și există un roșu aprins ( „sânge“) coloranți:
Fe 3+ + 6NSS - = [Fe (NSS) 6] 3-
Acest reactiv chiar și urme de fier pot fi detectate (de exemplu, în sarea KNSS forma) (III) în apă de la robinet, când trece prin conducta de fier, interior acoperit cu rugină.
