• Designación - Fe (Hierro);
• Período - IV;
• Grupo - 8 (VIII);
• Masa atómica - 55,845;
• Número atómico - 26;
• Radio atómico = 126 pm;
• Radio covalente = 117 pm;
• Distribución de electrones - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 ;
• temperatura de fusión = 1535°C;
• punto de ebullición = 2750°C;
• Electronegatividad (según Pauling/según Alpred y Rochow) = 1,83/1,64;
• Estado de oxidación: +8, +6, +4, +3, +2, +1, 0;
• Densidad (nº) = 7,874 g/cm3;
• Volumen molar = 7,1 cm 3 /mol.

Compuestos de hierro:

El hierro es el metal más abundante en la corteza terrestre (5,1% en masa) después del aluminio.

En la Tierra, el hierro libre se encuentra en pequeñas cantidades en forma de pepitas, así como en meteoritos caídos.

Industrialmente, el hierro se extrae de depósitos de minerales que contienen hierro: mineral de hierro magnético, rojo y marrón.

Cabe decir que el hierro forma parte de muchos minerales naturales, provocando su color natural. El color de los minerales depende de la concentración y proporción de los iones de hierro Fe 2+ /Fe 3+, así como de los átomos que rodean estos iones. Por ejemplo, la presencia de impurezas de iones de hierro afecta el color de muchas piedras preciosas y semipreciosas: topacios (de amarillo pálido a rojo), zafiros (de azul a azul oscuro), aguamarinas (de azul claro a azul verdoso), etc.

El hierro se encuentra en los tejidos de animales y plantas; por ejemplo, alrededor de 5 g de hierro están presentes en el cuerpo de un adulto. El hierro es vital elemento importante, forma parte de la proteína hemoglobina y participa en el transporte de oxígeno desde los pulmones a los tejidos y células. Con la falta de hierro en el cuerpo humano, se desarrolla anemia (anemia por deficiencia de hierro).

Arroz. Estructura del átomo de hierro..

La configuración electrónica del átomo de hierro es 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 (ver Estructura electrónica de los átomos). En educación enlaces químicos con otros elementos pueden participar 2 electrones ubicados en el nivel 4s externo + 6 electrones del subnivel 3d (8 electrones en total), por lo que en los compuestos el hierro puede tomar estados de oxidación +8, +6, +4, +3, +2 , + 1, (los más comunes son +3, +2). El hierro tiene una actividad química media.

Arroz. Estados de oxidación del hierro: +2, +3.

Propiedades físicas del hierro:

• metal blanco plateado;
• en su forma pura es bastante blando y plástico;
• Tiene buena conductividad térmica y eléctrica.

El hierro existe en forma de cuatro modificaciones (se diferencian en la estructura de la red cristalina): α-hierro; β-hierro; hierro γ; δ-hierro.

Propiedades químicas del hierro.

• reacciona con el oxígeno, dependiendo de la temperatura y la concentración de oxígeno, se pueden formar varios productos o una mezcla de productos de oxidación del hierro (FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4):
  3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4;
• Oxidación del hierro a bajas temperaturas:
  4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3;
• reacciona con el vapor de agua:
  3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2;
• El hierro finamente triturado reacciona cuando se calienta con azufre y cloro (sulfuro y cloruro de hierro):
  Fe + S = FeS; 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3;
• a altas temperaturas reacciona con silicio, carbono, fósforo:
  3Fe + C = Fe3C;
• El hierro puede formar aleaciones con otros metales y no metales;
• El hierro desplaza a los metales menos activos de sus sales:
  Fe + CuCl 2 = FeCl 2 + Cu;
• Con ácidos diluidos, el hierro actúa como agente reductor formando sales:
  Fe + 2HCl = FeCl2 + H2;
• con diluido Ácido nítrico El hierro forma diversos productos de reducción de ácidos, dependiendo de su concentración (N 2, N 2 O, NO 2).

Obtención y uso del hierro.

Se obtiene hierro industrial fundición hierro fundido y acero.

El hierro fundido es una aleación de hierro con impurezas de silicio, manganeso, azufre, fósforo y carbono. El contenido de carbono en el hierro fundido supera el 2% (en el acero, menos del 2%).

Se obtiene hierro puro:

• en convertidores de oxígeno de hierro fundido;
• reducción de óxidos de hierro con hidrógeno y monóxido de carbono divalente;
• electrólisis de las sales correspondientes.

El hierro fundido se obtiene a partir de minerales de hierro mediante reducción de óxidos de hierro. La fundición del hierro se realiza en altos hornos. El coque se utiliza como fuente de calor en un alto horno.

El alto horno es muy complejo. estructura técnica varias decenas de metros de altura. Está revestido con ladrillos refractarios y protegido por una carcasa exterior de acero. En 2013, la empresa siderúrgica POSCO construyó el alto horno más grande de Corea del Sur en la planta metalúrgica de Gwangyang (el volumen del horno después de la modernización fue de 6.000 metros cúbicos con una capacidad anual de 5.700.000 toneladas).

Arroz. Alto horno.

El proceso de fundición de hierro fundido en un alto horno continúa continuamente durante varias décadas hasta que el horno llega a su fin.

Arroz. El proceso de fundición de hierro en un alto horno..

• por la parte superior del alto horno se vierten minerales enriquecidos (mineral de hierro magnético, rojo, marrón) y coque;
• Los procesos de reducción del hierro del mineral bajo la influencia del monóxido de carbono (II) tienen lugar en la parte media del alto horno (mina) a una temperatura de 450-1100°C (los óxidos de hierro se reducen a metal):
  • 450-500°C - 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2;
  • 600°C - Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2;
  • 800°C - FeO + CO = Fe + CO2;
  • parte del óxido de hierro divalente se reduce con coque: FeO + C = Fe + CO.
• paralelamente, el proceso de reducción de óxidos de silicio y manganeso (incluidos en mineral de hierro en forma de impurezas), el silicio y el manganeso se incluyen en la composición del hierro fundido:
  • SiO2 + 2C = Si + 2CO;
  • Mn2O3 + 3C = 2Mn + 3CO.
• Durante la descomposición térmica de la piedra caliza (introducida en un alto horno), se forma óxido de calcio, que reacciona con los óxidos de silicio y aluminio contenidos en el mineral:
  • CaCO3 = CaO + CO2;
  • CaO + SiO 2 = CaSiO 3;
  • CaO + Al 2 O 3 = Ca(AlO 2) 2.
• a 1100°C se detiene el proceso de reducción del hierro;
• debajo del pozo hay vapor, la parte más ancha del alto horno, debajo del cual hay un hombro, en el que se quema el coque y se forman productos líquidos de fundición: hierro fundido y escoria, que se acumulan en el fondo del horno, el fragua;
• En la parte superior del hogar, a una temperatura de 1500°C, se produce una combustión intensiva de coque en una corriente de aire soplado: C + O 2 = CO 2 ;
• al pasar a través del coque caliente, el monóxido de carbono (IV) se convierte en monóxido de carbono (II), que es un agente reductor del hierro (ver arriba): CO 2 + C = 2CO;
• sobre el hierro fundido se ubican escorias formadas por silicatos y aluminosilicatos de calcio, protegiéndolo de la acción del oxígeno;
• a través de orificios especiales ubicados en diferentes niveles del hogar, se descarga el hierro fundido y la escoria;
• La mayor parte del hierro fundido se utiliza para su posterior procesamiento: fundición de acero.

El acero se funde a partir de hierro fundido y chatarra mediante el método del convertidor (el método de hogar abierto ya está desactualizado, aunque todavía se utiliza) o mediante fundición eléctrica (en hornos eléctricos, hornos de inducción). La esencia del proceso (procesamiento de hierro fundido) es reducir la concentración de carbono y otras impurezas mediante oxidación con oxígeno.

Como se mencionó anteriormente, la concentración de carbono en el acero no supera el 2%. Gracias a esto, el acero, a diferencia del hierro fundido, se puede forjar y laminar con bastante facilidad, lo que permite fabricar a partir de él una variedad de productos que tienen una gran dureza y resistencia.

La dureza del acero depende del contenido de carbono (cuanto más carbono, más duro es el acero) en un grado particular de acero y de las condiciones del tratamiento térmico. Durante el templado (enfriamiento lento), el acero se ablanda; Cuando se templa (enfriamiento rápido), el acero se vuelve muy duro.

Para conferir al acero las propiedades específicas requeridas, se le añaden aditivos de aleación: cromo, níquel, silicio, molibdeno, vanadio, manganeso, etc.

El hierro fundido y el acero son los materiales estructurales más importantes en la gran mayoría de sectores de la economía nacional.

Papel biológico del hierro:

• el cuerpo humano adulto contiene unos 5 g de hierro;
• el hierro juega un papel importante en el funcionamiento de los órganos hematopoyéticos;
• El hierro forma parte de muchos complejos proteicos complejos (hemoglobina, mioglobina, varias enzimas).

El hierro en su forma pura se obtiene mediante varios métodos: electrólisis de soluciones acuosas de sus sales, descomposición térmica en vacío del pentocarbonilo, etc. El hierro técnicamente puro: "Armco iron", "Vit" y otras marcas se producen en un hogar abierto. hornos. La tabla 2 muestra el contenido de impurezas en algunos. Grados de hierro obtenidos mediante los métodos anteriores. Todos estos métodos, a excepción del método de hogar abierto, son muy caros.

El principal método industrial para obtener hierro es su producción en forma de diversas aleaciones con carbono: hierro fundido y acero al carbono. Cuando el hierro se reduce en los altos hornos, se forma hierro fundido; en la construcción de máquinas se utiliza principalmente acero. El hierro fundido se produce mediante el proceso de alto horno.

La química del proceso de alto horno es la siguiente:

3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2,

Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2,

FeO + CO = Fe + CO2.

Según su finalidad, el hierro fundido se divide en arrabio y hierro fundido, y se utiliza para su posterior transformación en acero al carbono y otros aceros. Fundición: para la producción de piezas fundidas de hierro. Fundición de cromo-níquel para una mayor extracción de níquel o para la producción de níquel de baja aleación y aceros de cromo-níquel.

La fusión de hogar abierto, convertidor y eléctrica se reduce a eliminar el exceso de carbono y compuestos nocivos quemándolos y ajustando el contenido de elementos de aleación al nivel especificado.

El contenido máximo de carbono en el hierro fundido es del 4,4%, el silicio del 1,75%, el manganeso del 1,75%, el fósforo del 0,30% y el azufre del 0,07%. En un horno de fundición de acero, el contenido de carbono, silicio y manganeso debe reducirse a décimas de porcentaje. La conversión del hierro fundido se realiza mediante reacciones de oxidación que se llevan a cabo a altas temperaturas. El hierro, cuyo contenido en el hierro fundido es mucho mayor que el de otras sustancias, se oxida parcialmente:

2Fe + O2 = 2FeO + Q

El óxido de hierro (II), al mezclarse con la masa fundida, oxida el silicio, el manganeso, el fósforo y el carbono:

Si + 2FeO = SiO2 + 2Fe + Q

Mn + FeO = MnO + Fe + Q

2P + 5FeO = P2O5 + 5Fe + Q

C + FeO = CO + Fe – Q

Despues de terminar reacciones oxidativas la aleación contiene óxido de hierro (II), que debe eliminarse. Además, es necesario llevar a estándares establecidos el contenido de carbono, silicio y manganeso en el acero, lo que se consigue añadiendo agentes desoxidantes, por ejemplo ferromanganeso. El manganeso reacciona con el óxido de hierro (II):

Mn + FeO = MnO + Fe

Los aceros al carbono se clasifican en: forma:

acero básico de hogar abierto

acero ácido de hogar abierto

convertidor de acero

electrostal

La complejidad del proceso metalúrgico de producción de hierro y acero, incluido el proceso de alto horno y el procesamiento de hierro fundido, es la razón del constante desarrollo y mejora del método de producción directa de hierro a partir de minerales de hierro.

Síntesis de 2,2-dietoxiindanodiona.
Los aminoácidos, péptidos y proteínas, o proteínas, forman un grupo de compuestos relacionados química y biológicamente que pertenecen a grupos muy papel importante en los procesos de la vida. Con hidrólisis completa...

Ingresos a partir de minerales se inventó en Occidente. partes de Asia en el segundo milenio antes de Cristo. mi.; seguido del uso de repartido en Babilonia, Egipto, Grecia; para reemplazar los bronces, c. entró el hierro. Según el contenido en la litosfera (4,65% en peso%) l. ocupa el segundo lugar entre los metales (el aluminio ocupa el primer lugar) y forma aprox. 300 minerales (óxidos, sulfuros, silicatos, carbonatos, etc.).
J. puede existir en forma de tres alotrópicos. modificaciones: a-Fe con bcc, y-Fe con fcc y 8-Fe con bcc cristalino. rejas; a-Fe es ferromagnético hasta 769 °C (punto Curie). Las modificaciones y~Fe y b-Fe son paramagnéticas. Las transformaciones polimórficas del hierro y el acero al calentarse y enfriarse fueron descubiertas en 1868 por D.K. Chernov. El Fe exhibe valencia variable (compuestos de hierro bivalente y trivalente son los más estables). Con oxígeno, el hierro forma los óxidos FeO, Fe2O3 y Fe3O4. Densidad del líquido (con contenido de impurezas< 0,01 мае %) 7,874 г/ /см3, /т=1539"С, /КИЛ*3200«С.
El hierro es el metal más importante en la tecnología moderna. En su forma pura debido a su baja resistencia. práctico no utilizado Básico masaje. Se utiliza en forma de aleaciones muy diferentes en composición y propiedades. La proporción de aleaciones es Representa ~ 95% de todos los metales. productos.
El Fe puro se obtiene en pequeñas cantidades por electrólisis de soluciones acuosas de sus sales o reducción con hidrógeno. Suficiente limpio recibir restauración directa. no mediado a partir de concentrados de minerales (sin pasar por alto horno, horno), hidrógeno, gas natural o carbón a bajas temperaturas (esponja de Fe, polvo de hierro, pellets metalizados):

El hierro esponja es una masa porosa con un alto contenido en hierro que se obtiene. reducción de óxidos en /< /пл. Сырье - ж. руда, окатыши, железорудный концентрат и прокатная окалина , а восстановитель -углерод (некоксующийся уголь , антрацит , торф, сажа), газы (водород, конверторов., природ, и др. горючие газы) или их сочетание. Г. ж. для выплавки качеств, стали в электропечах, должно иметь степень металлизации рем/реобш ^ 85 % (желат. 92-95 %) и пустой породы < 4-5 %. Содержание углерода зависит от способа произ-ва г. ж. В процессах FIOR, SL-RN и HIB получают г. ж. с 0,2-0,7 % С, в процессе Midrex 0,8-2,5 % С. При газ. восстановлении содерж. 0,01-0,015 % S. Фосфор присутствует в виде оксидов и после расплавления переходит в шлак. Из г. ж., получаемого способами H-Iron, Heganes и Сулинского мет. з-да с 97-99 % FeM механич. измельчением с последующим отжигом изготовляют жел. порошок. Общая пористость г. ж. из руды - 45- 50 %, из окатышей 45-70 %. Насыпная масса - 1,6-2,1 т/м3. Для г. ж. характерна большая уд. поверхность , к-рая, включая внутр. пов-ть открытых пор, сост. 0,2-1 М3/г. Г. ж. имеет по-выш. склонность к вторичному окислению. При темп-pax в печи ниже 550-575 °С охлажд. металлизов. продукт пирофорен (самовозгорается на воздухе при комн. темп-ре). В совр. процессах г. ж. получают при / >700 °C, lo que reduce su actividad y permite almacenarlo al aire (en ausencia de humedad) sin una disminución notable en el grado de metalización. G. l., producido mediante tecnología de alta temperatura - a / > 850 ° C, tiene una baja tendencia a la oxidación secundaria cuando se humedece, lo que garantiza. su transporte seguro en vagones abiertos, transporte por mar (fluvial), almacenamiento en pilas abiertas;

Hierro obtenido directamente: hierro obtenido químicamente, electroquímicamente. o químico-térmico. maneras directamente del mineral, sin pasar por el alto horno, en forma de polvo, esponja. hierro (pellets metalizados), cristal o metal líquido. Naib, la producción de esponjas ha comenzado a desarrollarse. planchar a 700-1150 °C mediante métodos de gas. Recuperación de mineral (pellets) en hornos de cuba y mediante TV. combustible en rotación hornos El PP ferroso con 88-93% FeM se utiliza como carga para la fundición de acero y con un contenido mayor (98-99%) para la producción de hierro. polvo;

El carbonilo de hierro es un polvo de hierro obtenido mediante tratamiento térmico. descomposición del pentacarbonilo de hierro; caracterizado por una alta pureza;
hierro nativo: hierro que se encuentra en la naturaleza en forma de minerales. Se distinguen según las condiciones en las que se encuentra el telúrico. o terrestre (níquel-hierro) y meteorítico (cósmico) p. y. Telúrico. El hierro es un mineral raro: una modificación del a-Fe, que se encuentra en forma separada. escamas, granos, esponjas. masas y cúmulos. Composición - Televisión. solución de Fe y Ni (hasta 30% Ni). pueblo de meteorito y. formado en los procesos de formación cósmica. cuerpos y caídas a la Tierra en forma de meteoritos; Contiene hasta un 25% de Ni. Color gris acero a negro, metalizado. brillo, opaco, tv. puntos 4-5 en mineralógica. escala, y = 7,3-8,2 g/cm3 (dependiendo del contenido de Ni). Altamente magnético, buena forja;

Hierro electrolítico: hierro obtenido electrolíticamente. refinación; caracterizado por una alta pureza de impurezas (<0,02 % С; 0,01 % О2);
hierro eléctrico: acero utilizado en ingeniería eléctrica (o el llamado hierro puro técnico) con un contenido total. impurezas hasta 0,08-0,10%, incluido hasta 0,05% S.E.L. tiene un ritmo bajo. eléctrico resistencia, tiene mayor pérdidas por corrientes parásitas, por lo que su uso es limitado en general. postcircuitos magnéticos, flujo magnético (piezas polares, circuitos magnéticos, relés, etc.);

Hierro A: modificación del hierro a baja temperatura con una red bcc (a 20 °C a = 286,645 pm), estable< 910 °С; a-Fe ферромагнитно при t < 769 °С (точка Кюри);

El hierro Y es una modificación del hierro a alta temperatura con una red fcc (a = 364 pm), estable a 910-1400 °C; paramagnético;
El hierro 5 es una modificación del hierro a alta temperatura con una red bcc (a = 294 pm), estable desde 1400 °C hasta tm, paramagnética.

68. Compuestos de hierro

Óxido de hierro (II) FeO– una sustancia cristalina negra, insoluble en agua y álcalis. FeO coincide con la base Fe(OH)2.

Recibo. El óxido de hierro (II) se puede obtener mediante reducción incompleta del mineral de hierro magnético con óxido de carbono (II):

Propiedades químicas. Es el óxido principal. Al reaccionar con ácidos, forma sales:

Hidróxido de hierro (II) Fe(OH)2- sustancia cristalina blanca.

Recibo. El hidróxido de hierro (II) se obtiene a partir de sales de hierro divalentes bajo la acción de soluciones alcalinas:

Propiedades químicas. Hidróxido básico. Reacciona con ácidos:

En el aire, el Fe(OH)2 se oxida a Fe(OH)3:

Óxido de hierro (III) Fe2O3– una sustancia marrón, que se encuentra en la naturaleza en forma de mineral de hierro rojo, insoluble en agua.

Recibo. Al disparar pirita:

Propiedades químicas. Exhibe propiedades anfóteras débiles. Al interactuar con álcalis, forma sales:

Hidróxido de hierro (III) Fe(OH)3– una sustancia de color marrón rojizo, insoluble en agua y exceso de álcali.

Recibo. Obtenido por oxidación de óxido de hierro (III) e hidróxido de hierro (II).

Propiedades químicas. Es un compuesto anfótero (con predominio de propiedades básicas). Precipitados bajo la acción de álcalis sobre sales de hierro férrico:

Sales ferrosas Se obtiene haciendo reaccionar hierro metálico con ácidos apropiados. Están altamente hidrolizados, por lo que sus soluciones acuosas son agentes reductores energéticos:

Cuando se calienta por encima de 480 °C, se descompone formando óxidos:

Cuando los álcalis actúan sobre el sulfato de hierro (II), se forma hidróxido de hierro (II):

Forma hidrato cristalino. FeSO4?7Н2О (sulfato de hierro). Cloruro de hierro (III) FeCl3 – Sustancia cristalina de color marrón oscuro.

Propiedades químicas. Disolvamos en agua. FeCl3 presenta propiedades oxidantes.

Agentes reductores: magnesio, zinc, sulfuro de hidrógeno, se oxidan sin calentar.

El cuerpo humano contiene alrededor de 5 g de hierro, la mayor parte (70%) forma parte de la hemoglobina sanguínea.

Propiedades físicas

En estado libre, el hierro es un metal de color blanco plateado con un tinte grisáceo. El hierro puro es dúctil y tiene propiedades ferromagnéticas. En la práctica, se suelen utilizar aleaciones de hierro (hierro fundido y acero).

Fe es el elemento más importante y abundante de los nueve metales d del subgrupo Grupo VIII. Junto con el cobalto y el níquel forma la “familia del hierro”.

Al formar compuestos con otros elementos, suele utilizar 2 o 3 electrones (B = II, III).

El hierro, como casi todos los elementos d del grupo VIII, no presenta una valencia superior al número del grupo. Su valencia máxima alcanza VI y aparece muy raramente.

Los compuestos más típicos son aquellos en los que los átomos de Fe se encuentran en los estados de oxidación +2 y +3.

Métodos para obtener hierro.

1. El hierro técnico (aleado con carbono y otras impurezas) se obtiene por reducción carbotérmica de sus compuestos naturales según el siguiente esquema:

La recuperación se produce de forma gradual, en 3 etapas:

1) 3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2

2) Fe 3 O 4 + CO = 3FeO + CO 2

3) FeO + CO = Fe + CO 2

El hierro fundido resultante de este proceso contiene más del 2% de carbono. Posteriormente, el hierro fundido se utiliza para producir aleaciones de acero y hierro que contienen menos del 1,5% de carbono.

2. El hierro muy puro se obtiene de alguna de las siguientes formas:

a) descomposición del Fe pentacarbonilo

Fe(CO) 5 = Fe + 5СО

b) reducción de FeO puro con hidrógeno

FeO + H2 = Fe + H2O

c) electrólisis de soluciones acuosas de sales de Fe +2

FeC 2 O 4 = Fe + 2CO 2

oxalato de hierro (II)

Propiedades químicas

El Fe es un metal de actividad media y presenta propiedades generales características de los metales.

Una característica única es la capacidad de "oxidarse" en el aire húmedo:

En ausencia de humedad con aire seco, el hierro comienza a reaccionar notablemente sólo a T > 150°C; tras la calcinación, se forman “escamas de hierro” Fe 3 O 4:

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4

El hierro no se disuelve en agua en ausencia de oxígeno. En muy alta temperatura El Fe reacciona con el vapor de agua, desplazando el hidrógeno de las moléculas de agua:

3 Fe + 4H 2 O (g) = 4H 2

El mecanismo de oxidación es la corrosión electroquímica. El producto de óxido se presenta de forma simplificada. De hecho, se forma una capa suelta de una mezcla de óxidos e hidróxidos de composición variable. A diferencia de la película Al 2 O 3, esta capa no protege al hierro de una mayor destrucción.

Tipos de corrosión

Proteger el hierro de la corrosión

1. Interacción con halógenos y azufre a altas temperaturas.

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3

2Fe + 3F 2 = 2FeF 3

Fe + Yo 2 = FeI 2

Se forman compuestos en los que predomina el tipo de enlace iónico.

2. Interacción con fósforo, carbono, silicio (el hierro no se combina directamente con N2 y H2, sino que los disuelve).

Fe + P = Fe x P y

Fe + C = Fe x C y

Fe + Si = Fe x Si y

Se forman sustancias de composición variable, como las bertholidas (en los compuestos predomina la naturaleza covalente del enlace)

3. Interacción con ácidos “no oxidantes” (HCl, H 2 SO 4 dil.)

Fe 0 + 2H + → Fe 2+ + H 2

Dado que el Fe se encuentra en la serie de actividad a la izquierda del hidrógeno (E° Fe/Fe 2+ = -0,44 V), es capaz de desplazar el H 2 de los ácidos ordinarios.

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2

Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2

4. Interacción con ácidos “oxidantes” (HNO 3, H 2 SO 4 conc.)

Fe 0 - 3e - → Fe 3+

Los concentrados HNO 3 y H 2 SO 4 “pasivan” el hierro, por lo que a temperaturas normales el metal no se disuelve en ellos. Con un fuerte calentamiento, se produce una disolución lenta (sin liberación de H 2).

En la sección El hierro HNO 3 se disuelve, se disuelve en forma de cationes Fe 3+ y el anión ácido se reduce a NO*:

Fe + 4HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + NO + 2H 2 O

Muy soluble en una mezcla de HCl y HNO 3.

5. Relación con los álcalis

Fe no se disuelve en soluciones acuosas de álcalis. Reacciona con álcalis fundidos sólo a temperaturas muy altas.

6. Interacción con sales de metales menos activos.

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

Fe 0 + Cu 2+ = Fe 2+ + Cu 0

7. Reacción con monóxido de carbono gaseoso (t = 200°C, P)

Fe (polvo) + 5CO (g) = Fe 0 (CO) 5 hierro pentacarbonilo

Compuestos de Fe (III)

Fe 2 O 3 - óxido de hierro (III).

Polvo rojo-marrón, n. r. en H 2 O. En la naturaleza - "mineral de hierro rojo".

Métodos de obtención:

1) descomposición del hidróxido de hierro (III)

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

2) cocción de pirita

4FeS 2 + 11O 2 = 8SO 2 + 2Fe 2 O 3

3) descomposición del nitrato

Propiedades químicas

Fe 2 O 3 es un óxido básico con signos de anfotericidad.

I. Las principales propiedades se manifiestan en la capacidad de reaccionar con ácidos:

Fe 2 O 3 + 6H + = 2Fe 3+ + ZN 2 O

Fe2O3 + 6HCI = 2FeCI3 + 3H2O

Fe2O3 + 6HNO3 = 2Fe(NO3)3 + 3H2O

II. Propiedades ácidas débiles. Fe 2 O 3 no se disuelve en soluciones acuosas de álcalis, pero cuando se fusiona con óxidos sólidos, álcalis y carbonatos, se forman ferritas:

Fe2O3 + CaO = Ca(FeO2)2

Fe 2 O 3 + 2NaOH = 2NaFeO 2 + H 2 O

Fe 2 O 3 + MgCO 3 = Mg(FeO 2) 2 + CO 2

III. Fe 2 O 3 - materia prima para la producción de hierro en metalurgia:

Fe 2 O 3 + ZS = 2Fe + ZSO o Fe 2 O 3 + ZSO = 2Fe + ZSO 2

Fe(OH) 3 - hidróxido de hierro (III)

Métodos de obtención:

Obtenido por la acción de álcalis sobre sales solubles de Fe 3+:

FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 + 3NaCl

En el momento de la preparación, el Fe(OH)3 es un sedimento mucoso-amorfo de color marrón rojizo.

El hidróxido de Fe(III) también se forma durante la oxidación de Fe y Fe(OH) 2 en aire húmedo:

4Fe + 6H 2 O + 3O 2 = 4Fe(OH) 3

4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3

El hidróxido de Fe (III) es el producto final de la hidrólisis de las sales de Fe 3+.

Propiedades químicas

Fe(OH) 3 es una base muy débil (mucho más débil que Fe(OH) 2). Muestra notables propiedades ácidas. Por tanto, el Fe(OH) 3 tiene un carácter anfótero:

1) las reacciones con ácidos ocurren fácilmente:

2) el precipitado fresco de Fe(OH)3 se disuelve en concentración caliente. Soluciones de KOH o NaOH con formación de hidroxocomplejos:

Fe(OH)3 + 3KOH = K3

EN Solución alcalina El Fe(OH) 3 se puede oxidar a ferratos (sales del ácido ferroso H 2 FeO 4 que no se liberan en estado libre):

2Fe(OH)3 + 10KOH + 3Br 2 = 2K2FeO4 + 6KBr + 8H2O

Sales Fe 3+

Los más importantes en la práctica son: Fe 2 (SO 4) 3, FeCl 3, Fe(NO 3) 3, Fe(SCN) 3, K 3 4 - sal de sangre amarilla = Fe 4 3 Azul de Prusia (precipitado azul oscuro)

b) Fe 3+ + 3SCN - = Fe(SCN) 3 tiocianato Fe(III) (solución rojo sangre)