Желязо - обща характеристика клетка, химичните свойства на желязо и неговите съединения
Основната окислението - 2, 3
Обикновено вещество желязо - ковък метал сребристо бял цвят с реактивност желязо висока химическа кородира бързо при високи температури и висока влажност на въздуха. В чист кислород желязо изгаряния, и състояние на мъгла и спонтанно се запалва на въздух.
химичните свойства на прости вещества - желязо:
Ръждясване и изгаряне на кислород
1) В въздух, желязо лесно се окислява в присъствието на влага (ръжда):
Сърцето удари желязо изгаряне на кислород до образуване мащаб - железен оксид (II, III):
2) при висока температура (700-900 ° С) желязо реагира с водна пара:
3) реагира с желязо неметали чрез нагряване:
Fe + S - т ° Ц FeS (600 ° C)
Fe + 2S → Fe 2 (S2 -1) (700 ° С)
4) диапазон на напрежението е останало от водород, взаимодейства с разредени киселини солна киселина и H 2SO 4. където образува железен сол (II) и водородът се освобождава:
Fe + 2HCl → FeCl2 + Н2 - (реакции проведени без достъп на въздух, или Fe + 2 постепенно се превръща в кислород Fe 3)
концентрирана киселина разтворими антиоксиданти желязо само чрез загряване, тя веднага преминава в Fe 3+ катион:
(Студена концентрирана азотна и сярна киселина пасивирана желязо).
Желязо ноктите потапя в синьо разтвор на меден сулфат постепенно покрити с докосване на червено метална мед
5) желязо измества метали пред отдясно на него в електрохимична серия от разтвори на техните соли.
Амфотерно желязо среща само в концентриран алкален чрез кипене:
и се образува утайка tetragidroksoferrata (II) натрий.
Техническа желязо - железни сплави с въглерод: желязо съдържа 2,06-6,67% С стомана 0,02-2,06% С, често присъстват други естествени примеси (S, Р, Si) и въведени изкуствено специални добавки (Mn , Ni, Cr), което дава желязна сплав технически полезни свойства - твърдост, термична устойчивост и устойчивост на корозия, пластичност и др.
Процесът на доменен чугун
Процесът на чугун доменна пещ се състои от следните етапи:
а) препарат (печене), сулфидни руди и карбонатни - превод на рудата оксид:
б) изгаряне на кокс в гореща взрива:
в) намаляване на рудата оксид с въглероден монооксид CO последователно:
г) цементация желязото (до 6,67% C) и топене на желязото:
Желязото е винаги присъства под формата на зърна цементит Fe2 С и графит.
производство на стомана
Получаване на чисто желязо в индустрията - електролиза на железни соли разтвор, например:
(Има и други специални методи, включително намаляване на водород железни оксиди).
Pure желязо се използва в производството на специални сплави при производството на сърцевини на електромагнитите и трансформатори, желязо - в производството на отливки и стомана, стомана - като конструкция и инструмент материали, включително износване, топлина и устойчиви на корозия.
Железен оксид (II) FeO. Амфотерен оксид с голям превес на основни свойства. Черно има структура на Fe2 + йони О 2-. При нагряване се разлага, а след това образува отново. Не се образува при изгарянето на желязо във въздуха. Тя не реагира с вода. Разлага чрез киселини, кондензиран с основи. Бавно се окислява при влажен въздух. Възстановяване водород кокс. Той участва в процеса на пещта взрив на топене на желязо. Той се използва като керамичните компоненти и минерални цветове. Уравненията на най-важните реакции:
4FeO ⇌ (Fe II Fe2 III) + Fe (560-700 ° С 900-1000 ° С)
FeO + Н2 = Н 2О + Fe (ултрачиста) (350 ° С)
FeO + C (кокс) = Fe + CO (над 1000 ° С)
FeO + CO = Fe + СО 2 (900 ° С)
Първи в лабораторията. термично разлагане на железни съединения (II) отсъствие на въздух:
FeSOz = FeO + CO2 (490-550 ° С)
Dizheleza оксид (III) - желязо (II) (Fe II Fe2 III) O4. Двойна оксид. Черно има структура йонен Fe 2+ (Fe3 +) 2 (О 2-) 4. Термично стабилен до високи температури. Тя не реагира с вода. Разлага чрез киселини. Възстановяване водород, гореща ютия. Тя участва в процеса на вземане на доменна пещ желязо. Той се използва като цветове минерален компонент (червен железен оксид), керамика, цимент Цветни. Продукт специфична повърхност окисление на стоманени продукти (почерняване, синка за пране). Според състава отговаря на кафява ръжда и тъмно скалата на желязото. Gross-формула Fe3 O4 не се препоръчва да се използва. Уравненията на най-важните реакции:
(Fe II Fe2 III) O4 + 4H2 О + 4H2 = 3Fe (ултрачиста 1000 ° С)
(Fe II Fe2 III) O4 + Fe ⇌4FeO (900-1000 ° С 560-700 ° С)
Получаване: желязо горене (см.) Във въздуха.
В природата - оксид магнетит желязната руда на.
Железен оксид (III) Fe2 О3. Амфотерен оксид с преобладаване на основните свойства. Червено-кафяв и има йонна структура (Fe3 +) 2 (O 2) 3. Термично стабилен до високи температури. Не се образува при изгарянето на желязо във въздуха. Не реагира с вода от разтвора пада кафяв аморфен хидрат Fe2 О3 NH2 О. бавно реагира с киселини и основи. Възстановяване на въглероден окис, разтопено желязо. Той е легирана с оксиди на други метали и образува двойни оксиди - шпинел (технически продукти, наречени ферити). Използваните като изходни материали в топене на чугун в процеса на пещта взрив, катализаторът в производството на амоняк, керамичната компонента, и минерални цименти оцветени бои, с термитна заварка стоманени конструкции, като носител на звука и изображението на магнитната лента като полиращ агент за стомана и стъкло.
Уравненията на най-важните реакции:
Получаване в лабораторията - термично разлагане на железни соли (III) във въздуха:
В природата - оксиден желязна руда хематит Fe2 О3 и Fe2 О3 лимонит NH2 О
железен хидроксид (II) Fe (ОН) 2. Амфотерно хидроксид с преобладаване на основните свойства. White (понякога с зеленикав оттенък) комуникация Fe - ОН предпочитане ковалентна. Термолабилни. Лесно се окислява във въздуха, особено в мокро състояние (тъмно). Неразтворим във вода. Той реагира с разредени киселини концентрирани основи. Типични редуциращ агент. Междинно когато желязото ръждясва. Използваните в производството на активната маса на желязо-никел батерия.
Уравненията на най-важните реакции:
Първи. утаяване от разтвор на алкален или амоняк хидрат в инертна атмосфера:
Метахидроксид zhelezaFeO (ОН). Амфотерно хидроксид с преобладаване на основните свойства. Светло кафяво, поради Fe - О и Fe - ОН предпочитане ковалентна. При нагряване се разлага без топене. Неразтворим във вода. Се утаява от разтвора като кафяво аморфно полихидрат Fe2 О3 NH2 О, който преминава в FeO (OH) с поддържане под разреден алкален разтвор или чрез сушене. Той реагира с киселини, основи трудно. Слаба окислител и редуктор. Синтерован на Fe (ОН) 2. Междинно когато желязото ръждясва. Се използва като основа жълти минерални бои и емайли, катализатор абсорбер-газ в органичния синтез.
Съставът на съединение с Fe (ОН) 3 не са известни (получени).
Уравненията на най-важните реакции:
2FeO (OH) + Zn2 = 4H2 О + 2Fe (особено чист, 500-600 ° С)
Получаване утаяване от разтвор на соли на желязо (III) хидрат Fe2 О3 NH2 О и частична дехидратация (виж по-горе.).
В природата - лимонит желязо Fe2 О3 NH2 О оксид руда и минерална гьотит FeO (OH).
K2FeO4 калиев ферат. Oksosol. Червено-виолетово, тя се разлага при висока температура. Той е разтворим в концентриран разтвор на КОН, реагира с вряща вода, е нестабилно в кисела среда. Силен окислител.
Качествена реакция - образуване на червена утайка от бариев ферат. Използва се за синтез на ферит - промишлено важно двоичен железен оксид (III) и други метали.
Уравненията на най-важните реакции:
FeO4 2+ Ba 2+ = VaFeO4 (червено). ↓ (с конц. КОН)
Първи. образувана чрез окисление на железни съединения, например метахидроксид FeO (OH), бром вода и под действието на силни окислители (чрез синтероване) желязо
и електролиза на разтвор:
(Калиев ферат образува при анода).
Откриване на Fe2 + и Fe3 + във воден разтвор се провежда при използване на реагенти K3 [Fe (CN) 6] и К4 [Fe (CN) 6] съответно; и в двата случая капки синьо продукт с идентичен състав и структура, KFE III [Fe II (CN) 6]. В лабораторията тази утайка се нарича пруски синьо. или синьо Търнбул:
Fe2 + + К + + [Fe (CN) 6] 3- = KFE III [Fe II (CN) 6] ↓
Fe3 + + К + + [Fe (CN) 6] 4- = KFE III [Fe II (CN) 6] ↓
Химическите наименования на изходните реагенти и реакционни продукти:
К3 Fe III [Fe (CN) 6] - хексацианоферат (III), калиев
К4 Fe III [Fe (CN) 6] - хексацианоферат (II) калиев
KFE III [Fe II (CN) 6] - хексацианоферат (II), желязо (III) калиев
Освен това, добър реагент за Fe3 + йони е тиоцианат йон NSS -. желязо (III), свързан към нея, и има ярко червено ( "кръв") оцветяване:
Fe3 + + 6NSS - = [Fe (НСС) 6] 3-
Този реагент дори следи от желязо може да се открие (например, под формата KNSS сол) (III) в чешмяна вода, когато тя преминава през тръба желязо, вътрешността покрита с ръжда.
