• Denumire - Fe (Fier);
• Perioada - IV;
• Grupa - 8 (VIII);
• Masa atomică - 55,845;
• Numărul atomic - 26;
• Raza unui atom = 126 pm;
• Raza covalentă = 117 pm;
• Distribuția electronilor - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 ;
• t topire = 1535°C;
• punct de fierbere = 2750°C;
• Electronegativitatea (după Pauling / după Alpred și Rochov) = 1,83 / 1,64;
• Stare de oxidare: +8, +6, +4, +3, +2, +1, 0;
• Densitate (n.a.) \u003d 7,874 g / cm 3;
• Volumul molar = 7,1 cm 3 / mol.

Compuși de fier:

Fierul este cel mai abundent metal din scoarța terestră (5,1% din masă) după aluminiu.

Pe Pământ, fierul în stare liberă se găsește în cantități mici sub formă de pepite, precum și în meteoriții căzuți.

Industrial, fierul este extras din zăcăminte de minereu de fier, din minerale care conțin fier: minereu de fier magnetic, roșu, brun.

Trebuie spus că fierul face parte din multe minerale naturale, cauzând culoarea lor naturală. Culoarea mineralelor depinde de concentrația și raportul ionilor de fier Fe 2+ /Fe 3+ , precum și de atomii care înconjoară acești ioni. De exemplu, prezența impurităților ionice de fier afectează culoarea multor pietre prețioase și semiprețioase: topaz (de la galben pal la roșu), safire (de la albastru la albastru închis), acvamarine (de la albastru deschis la albastru verzui) și curând.

Fierul se găsește în țesuturile animalelor și plantelor, de exemplu, aproximativ 5 g de fier sunt prezente în corpul unui adult. Fierul este un element vital, face parte din proteina hemoglobinei, participând la transportul oxigenului de la plămâni către țesuturi și celule. Cu o lipsă de fier în corpul uman, se dezvoltă anemie (anemie cu deficit de fier).

Orez. Structura atomului de fier.

Configurația electronică a unui atom de fier este 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 (vezi Structura electronică a atomilor). La formarea legăturilor chimice cu alte elemente, 2 electroni situati la nivelul 4s exterior + 6 electroni ai subnivelului 3d (8 electroni în total), pot participa, prin urmare, în compuși, fierul poate lua stări de oxidare +8, +6, +4, +3, +2, +1, (cele mai frecvente sunt +3, +2). Fierul are o activitate chimică medie.

Orez. Stare de oxidare a fierului: +2, +3.

Proprietățile fizice ale fierului:

• metal alb-argintiu;
• în forma sa pură este destul de moale și plastic;
• are o bună conductivitate termică și electrică.

Fierul există sub forma a patru modificări (se deosebesc prin structura rețelei cristaline): α-fier; β-fier; γ-fier; δ-fier.

Proprietățile chimice ale fierului

• reacţionează cu oxigenul, în funcţie de temperatură şi concentraţia de oxigen, se pot forma diverşi produşi sau un amestec de produşi de oxidare a fierului (FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4):
  3Fe + 2O 2 \u003d Fe 3 O 4;
• oxidarea fierului la temperaturi scăzute:
  4Fe + 3O 2 \u003d 2Fe 2 O 3;
• reactioneaza cu vaporii de apa:
  3Fe + 4H2O \u003d Fe3O4 + 4H2;
• fierul mărunțit fin reacționează când este încălzit cu sulf și clor (sulfură și clorură de fier):
  Fe + S = FeS; 2Fe + 3Cl 2 \u003d 2FeCl 3;
• reacţionează cu siliciu, carbon, fosfor la temperaturi ridicate:
  3Fe + C = Fe3C;
• cu alte metale și cu nemetale, fierul poate forma aliaje;
• fierul înlocuiește metalele mai puțin active din sărurile lor:
  Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu;
• cu acizi diluați, fierul acționează ca agent reducător, formând săruri:
  Fe + 2HCl \u003d FeCl2 + H2;
• cu acidul azotic diluat, fierul formează diverși produși de reducere a acidului, în funcție de concentrația sa (N 2, N 2 O, NO 2).

Obținerea și utilizarea fierului

Se obține fier industrial topirea fontă și oțel.

Fonta este un aliaj de fier cu impurități de siliciu, mangan, sulf, fosfor, carbon. Conținutul de carbon din fontă depășește 2% (în oțel, mai puțin de 2%).

Se obține fier pur:

• în convertoare de oxigen din fontă;
• reducerea oxizilor de fier cu hidrogen și monoxid de carbon divalent;
• electroliza sărurilor corespunzătoare.

Fonta se obține din minereurile de fier prin reducerea oxizilor de fier. Fonta brută este topită în furnalele înalte. Cocsul este folosit ca sursă de căldură într-un furnal.

Furnalul este o structură tehnică foarte complexă, înaltă de câteva zeci de metri. Este amenajat din cărămizi refractare și este protejat de o carcasă exterioară din oțel. Începând cu 2013, cel mai mare furnal a fost construit în Coreea de Sud de către compania de oțel POSCO la o fabrică metalurgică din orașul Gwangyang (volumul cuptorului după modernizare a fost de 6.000 de metri cubi cu o capacitate anuală de 5.700.000 de tone).

Orez. Furnal.

Procesul de topire a fierului într-un furnal se desfășoară continuu timp de câteva decenii, până când cuptorul ajunge la sfârșitul duratei de viață.

Orez. Procesul de topire a fierului într-un furnal.

• minereurile îmbogățite (minereu de fier magnetic, roșu, brun) și cocs sunt turnate prin vârful situat chiar în vârful furnalului;
• procesele de reducere a fierului din minereu sub acțiunea monoxidului de carbon (II) se desfășoară în partea de mijloc a furnalului (axul) la o temperatură de 450-1100 ° C (oxizii de fier se reduc la metal):
  • 450-500°C - 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2;
  • 600°C - Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2;
  • 800°C - FeO + CO = Fe + CO2;
  • o parte din oxidul feros se reduce prin cocs: FeO + C = Fe + CO.
• în paralel, are loc un proces de reducere a oxizilor de siliciu și mangan (incluși în minereul de fier sub formă de impurități), siliciul și manganul fac parte din topirea fontei:
  • SiO 2 + 2C \u003d Si + 2CO;
  • Mn 2 O 3 + 3C \u003d 2Mn + 3CO.
• în timpul descompunerii termice a calcarului (introdus într-un furnal), se formează oxid de calciu, care reacţionează cu oxizii de siliciu şi aluminiu conţinuţi în minereu:
  • CaCO 3 \u003d CaO + CO 2;
  • CaO + SiO 2 \u003d CaSiO 3;
  • CaO + Al 2 O 3 \u003d Ca (AlO 2) 2.
• la 1100°C, procesul de reducere a fierului se oprește;
• sub puț se află o cameră de aburi, cea mai largă parte a furnalului, sub care urmează un umăr, în care cocsul arde și se formează produse lichide de topire - fontă și zgură, care se acumulează chiar în partea de jos a cuptorului - vatra;
• în partea superioară a vetrei la o temperatură de 1500°C are loc arderea intensivă a cocsului în jetul de aer suflat: C + O 2 = CO 2 ;
• trecând prin cocs fierbinte, monoxidul de carbon (IV) se transformă în monoxid de carbon (II), care este un agent reducător al fierului (vezi mai sus): CO 2 + C \u003d 2CO;
• zguri formate din silicati de calciu si aluminosilicati sunt situate deasupra fontei, protejandu-l de actiunea oxigenului;
• prin deschideri speciale situate la diferite niveluri ale focarului se elibereaza fonta si zgura in exterior;
• Cea mai mare parte a fontei merge la prelucrare ulterioară - topirea oțelului.

Oțelul este topit din fontă și fier vechi prin metoda convertor (foarul deschis este deja depășit, deși este încă folosit) sau prin topire electrică (în cuptoare electrice, cuptoare cu inducție). Esența procesului (prelucrarea fierului) este reducerea concentrației de carbon și alte impurități prin oxidare cu oxigen.

După cum sa menționat mai sus, concentrația de carbon în oțel nu depășește 2%. Datorită acestui fapt, oțelul, spre deosebire de fontă, este destul de ușor de forjat și rulat, ceea ce face posibilă fabricarea diferitelor produse din acesta cu duritate și rezistență ridicate.

Duritatea oțelului depinde de conținutul de carbon (cu cât mai mult carbon, cu atât oțelul este mai dur) într-un anumit grad de oțel și de condițiile de tratament termic. În timpul călirii (răcire lentă), oțelul devine moale; când este stins (răcit rapid), oțelul devine foarte dur.

Pentru a conferi oțelului proprietățile specifice dorite, i se adaugă aditivi de aliere: crom, nichel, siliciu, molibden, vanadiu, mangan și așa mai departe.

Fonta și oțelul sunt cele mai importante materiale structurale în marea majoritate a sectoarelor economiei naționale.

Rolul biologic al fierului:

• corpul unui adult conține aproximativ 5 g de fier;
• fierul joacă un rol important în activitatea organelor hematopoietice;
• fierul face parte din multe complexe proteice complexe (hemoglobina, mioglobina, diverse enzime).

Fierul în forma sa pură este obținut prin diferite metode: electroliza soluțiilor apoase ale sărurilor sale, descompunerea termică a pentocarbonilului Zh. în vid etc. Fier tehnic pur - „Fier Armco”, „Vit” și alte mărci sunt produse în aer liber. -cuptoare cu vatră. Tabelul 2 arată conținutul de impurități în unele. calitati de fier.obtinute prin metodele de mai sus. Toate aceste metode, cu excepția metodei cu vatră deschisă, sunt foarte scumpe.

Principala metodă industrială de obținere a zincului este producerea acestuia sub formă de diferite aliaje cu carbon — fonte și oțel carbon. Când fierul este redus în furnalele înalte, se formează fonta, iar oțelul este utilizat în principal în inginerie mecanică. Fonta este obținută prin procesul de furnal.

Chimia procesului de domeniu este după cum urmează:

3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2,

Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2,

FeO + CO = Fe + CO2.

În funcție de scopul lor, fontele sunt împărțite în fontă de conversie și fontă Fonta brută - merge pentru prelucrare ulterioară în carbon și alte oțeluri. Turnătorie - pentru producția de piese turnate din fier. Fonte crom-nichel pentru extracția ulterioară a nichelului din acestea sau fabricarea oțelurilor cu nichel slab aliat și crom-nichel.

Foatră deschisă, convertor și electrotopirea sunt reduse la îndepărtarea excesului de carbon și a impurităților dăunătoare prin arderea lor și la reglarea fină a conținutului de elemente de aliere la unul prestabilit.

Conținutul maxim de carbon în fontă este de 4,4%, siliciu 1,75%, mangan 1,75%, fosfor 0,30%, sulf 0,07%. Într-un cuptor din oțel, conținutul de carbon, siliciu și mangan trebuie redus la zecimi de procent. Redistribuirea fontei se realizează prin reacții de oxidare efectuate la temperaturi ridicate Fierul, al cărui conținut în fontă este mult mai mare decât alte substanțe, este parțial oxidat:

2Fe + O2 = 2FeO + Q

Oxidul de fier (II), amestecat cu topitura, oxidează siliciul, manganul, fosforul și carbonul:

Si + 2FeO = SiO2 + 2Fe + Q

Mn + FeO = MnO + Fe + Q

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

C + FeO = CO + Fe - Q

După terminarea reacțiilor oxidative, aliajul conține oxid de fier (II), care trebuie îndepărtat. În plus, este necesară aducerea conținutului de carbon, siliciu și mangan din oțel la standardele stabilite.Acest lucru se realizează prin adăugarea de deoxidanți, precum feromanganul. Manganul reacţionează cu oxidul de fier (II):

Mn + FeO = MnO + Fe

Oțelurile carbon sunt clasificate în continuare. cale:

oțel de bază cu focar deschis

oțel cu focar deschis acid

oțel convertor

oțel electric

Importanța procesului metalurgic de producere a fierului și oțelului, inclusiv procesul de furnal și redistribuirea fontei, este motivul dezvoltării și îmbunătățirii constante a metodei de producere directă a fierului din minereuri de fier.

Sinteza 2,2-dietoxiindadionei
Aminoacizii, peptidele și proteinele, sau proteinele, formează un grup de compuși înrudiți chimic și biologic care joacă un rol foarte important în procesele vieții. Cu hidroliza completa...

A se face bine. din minereuri a fost inventat în zap. părți ale Asiei în mileniul II î.Hr. e.; ulterior aplicarea de răspândită în Babilon, Egipt, Grecia; pentru a înlocui bronzurile, c. a intrat fierul de călcat. După conținutul din litosferă (4,65 % în greutate) Ei bine. ocupă locul 2 între metale (pe primul aluminiu) și formează cca. 300 de minerale (oxizi, sulfuri, silicati, carbonati etc.).
Zh. poate exista sub forma a trei allo-ropich. modificări: a-Fe cu bcc, y-Fe cu fcc și 8-Fe cu bcc cristalin. grătare; a-Fe este feromagnetic până la 769 "C (punctul Curie). Modificările y ~ Fe și b-Fe sunt paramagnetice. Transformările polimorfe ale fierului și oțelului în timpul încălzirii și răcirii au fost descoperite în 1868 de D. K. Chernov. Fe prezintă o valență variabilă ( compușii uleiului 2- și 3-valent sunt cei mai stabili.) Cu oxigen, uleiul formează oxizii FeO, Fe2O3 și Fe3O4.< 0,01 мае %) 7,874 г/ /см3, /т=1539"С, /КИЛ*3200«С.
Zh. - cel mai important metal al tehnologiei moderne. În forma sa pură datorită rezistenței scăzute. practic nefolosit Principal masaj. Se foloseste sub forma unor aliaje foarte diferite ca compozitie si St. tu. Pentru ponderea aliajelor reprezintă ~ 95% din totalul metalului. produse.
Fe pur se obține în cantități relativ mici prin electroliza soluțiilor apoase a sărurilor sale sau prin reducere cu hidrogen. Destul. curat primesc restaurare directă. non-intermediar din concentrate de minereu (ocolirea domeniului, cuptor), hidrogen, natură, gaz sau cărbune la temperatură scăzută (Fe spongios, pulbere de fier, pelete metalizate):

Burete de fier - o masă poroasă cu un conținut ridicat de fier, obțineți. reducerea oxizilor la /< /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, ceea ce îi reduce activitatea și permite păstrarea în aer (în absența umidității) fără o scădere vizibilă a gradului de metalizare. G. Zh., produs prin tehnologie de înaltă temperatură - la /> 850 ° C, are o tendință scăzută la oxidare secundară atunci când este umezit, ceea ce asigură. transportul său în siguranță în vagoane deschise, transport pe mare (fluvial), depozitare în grămezi deschise;

Fier de productie directa - fier obtinut chimic, electrochimic. sau chimio-termic. moduri direct. din minereu, ocolind domeniul, cuptor, sub formă de pulbere, burete. fier (metalizare. pelete), biscuiti sau metal lichid. Naib, producția de bureți a primit dezvoltare. se calcă la 700-1150 ° C prin metode cu gaz. recuperarea minereului (pelete) în cuptoare cu puț și cu ajutorul TV. combustibil în rotație cuptoare. L.p.p. cu 88-93% FeM este utilizat ca sarcină pentru fabricarea oțelului, iar cu un conținut mai mare (98-99%) pentru producerea fierului. pudra;

Fier carbonil - pulbere de fier obtinuta prin termoficare. descompunerea fierului pentacarbonil; este de înaltă puritate;
fier nativ - f., găsit în natură sub formă de minerale. Distingeți în funcție de condițiile de găsire a teluricului. sau terestru (nichel-fier) ​​și meteorit (cosmic) s. bine. teluric. fier - un mineral rar - modificarea a-Fe, apare sub formă de otd. fulgi, boabe, spongioase mase si clustere. Compoziție - tv. soluție de Fe și Ni (până la 30% Ni). Meteoritic s. bine. format în procesele de formare a cosmice. corpuri și cade pe Pământ sub formă de meteoriți; conține până la 25% Ni. Culoare gri oțel până la negru, metalic. sclipici, opace, tv. punctele 4-5 pentru mineralogic. scară, y = 7,3-8,2 g/cm3 (în funcție de conținutul de Ni). Puternic magnetic, bine forjat;

Fier electrolitic - f., obținut prin electrolitic. rafinare; are o puritate ridicată a impurităților (<0,02 % С; 0,01 % О2);
fier electric - oțel folosit în inginerie electrică (sau așa-numitul fier tehnic pur) cu un conținut total. impurități până la 0,08-0,10%, inclusiv până la 0,05% S. E.zh. are o bătaie mică. electric rezistență, are un impuls. pierderi de curent turbionar și, prin urmare, utilizarea sa este limitată în principal. circuite post magnetice, flux magnetic (piese polare, circuite magnetice, relee etc.);

A-iron - modificarea la temperatură joasă a fierului cu o rețea bcc (la 20 ° C a \u003d 286,645 pm), stabil< 910 °С; a-Fe ферромагнитно при t < 769 °С (точка Кюри);

U-iron - modificarea la temperatură înaltă a fierului cu o rețea fcc (a = 364 pm), stabilă la 910-1400 ° C; paramagnetic;
5-fierul este o modificare la temperatură ridicată a fierului cu o rețea bcc (a = 294 pm), stabilă de la 1400 °C la tm, paramagnetică.

68. Compuși de fier

Oxid de fier (II) FeO- o substanta cristalina neagra, insolubila in apa si alcalii. FeO baza de meciuri Fe(OH)2.

chitanta. Oxidul de fier (II) poate fi obținut prin reducerea incompletă a minereului de fier magnetic cu monoxid de carbon (II):

Proprietăți chimice. Este oxidul principal. Reacționează cu acizii pentru a forma săruri:

Hidroxid de fier(II) Fe(OH)2- substanta cristalina alba.

chitanta. Hidroxidul de fier (II) se obține din săruri feroase prin acțiunea soluțiilor alcaline:

Proprietăți chimice. hidroxid bazic. Reacţionează cu acizii:

În aer, Fe (OH) 2 este oxidat la Fe (OH) 3:

Oxid de fier (III) Fe2O3- o substanta bruna, se gaseste in natura sub forma de minereu de fier rosu, insolubil in apa.

chitanta. La arderea piritei:

Proprietăți chimice. Prezintă proprietăți amfotere slabe. Când interacționează cu alcalii, formează săruri:

Hidroxid de fier(III) Fe(OH)3- o substanta de culoare rosie-brun, insolubila in apa si exces de alcali.

chitanta. Obținut prin oxidarea oxidului de fier (III) și a hidroxidului de fier (II).

Proprietăți chimice. Este un compus amfoter (cu predominanța proprietăților de bază). Precipită sub acțiunea alcalinelor asupra sărurilor ferice:

Săruri feroase obţinut prin interacţiunea fierului metalic cu acizii corespunzători. Sunt puternic hidrolizați, prin urmare soluțiile lor apoase sunt agenți reducători energetici:

Când este încălzit peste 480 °C, se descompune, formând oxizi:

Sub acțiunea alcalinelor asupra sulfatului de fier (II), se formează hidroxid de fier (II):

Formează un hidrat cristalin FeS04-7H20 (vitriol de fier). Clorura de fier (III) FeCl3 – substanță cristalină maro închis.

Proprietăți chimice. Solubil în apă. FeCl3 prezintă proprietăți oxidante.

Agenții reducători - magneziu, zinc, hidrogen sulfurat, sunt oxidați fără încălzire.

Corpul uman conține aproximativ 5 g de fier, cea mai mare parte (70%) face parte din hemoglobina din sânge.

Proprietăți fizice

În stare liberă, fierul este un metal alb-argintiu cu o tentă cenușie. Fierul pur este ductil și are proprietăți feromagnetice. În practică, aliajele de fier sunt utilizate în mod obișnuit - fonte și oțeluri.

Fe este cel mai important și mai comun element al celor nouă d-metale din subgrupul secundar al grupului VIII. Împreună cu cobaltul și nichelul formează „familia fierului”.

Când formează compuși cu alte elemente, folosește adesea 2 sau 3 electroni (B \u003d II, III).

Fierul, ca aproape toate elementele d din grupa VIII, nu prezintă o valență mai mare egală cu numărul grupului. Valenta sa maxima ajunge la VI si este extrem de rara.

Cei mai tipici compuși sunt cei în care atomii de Fe sunt în stările de oxidare +2 și +3.

Metode de obținere a fierului

1. Fierul comercial (într-un aliaj cu carbon și alte impurități) se obține prin reducerea carbotermică a compușilor săi naturali conform schemei:

Recuperarea are loc treptat, în 3 etape:

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

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

3) FeO + CO \u003d Fe + CO 2

Fonta rezultată în urma acestui proces conține mai mult de 2% carbon. În viitor, oțelurile sunt obținute din aliaje de fontă - fier care conțin mai puțin de 1,5% carbon.

2. Fierul foarte pur se obține în unul dintre următoarele moduri:

a) descompunerea pentacarbonilului Fe

Fe(CO)5 = Fe + 5CO

b) reducerea cu hidrogen a FeO pur

FeO + H 2 \u003d Fe + H 2 O

c) electroliza soluţiilor apoase de săruri de Fe +2

FeC 2 O 4 \u003d Fe + 2СO 2

oxalat de fier (II).

Proprietăți chimice

Fe - un metal cu activitate medie, prezintă proprietăți generale caracteristice metalelor.

O caracteristică unică este capacitatea de a „rugini” în aer umed:

În absența umidității cu aer uscat, fierul începe să reacționeze vizibil doar la T > 150°C; la calcinare, se formează „calamă de fier” Fe 3 O 4:

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4

Fierul nu se dizolvă în apă în absența oxigenului. La temperaturi foarte ridicate, Fe reacționează cu vaporii de apă, înlocuind hidrogenul din moleculele de apă:

3 Fe + 4H 2 O (g) \u003d 4H 2

Procesul de ruginire în mecanismul său este coroziunea electrochimică. Produsul de rugină este prezentat într-o formă simplificată. De fapt, se formează un strat liber dintr-un amestec de oxizi și hidroxizi cu compoziție variabilă. Spre deosebire de pelicula de Al 2 O 3, acest strat nu protejează fierul de distrugere ulterioară.

Tipuri de coroziune

Protecția fierului împotriva coroziunii

1. Interacțiune cu halogeni și sulf la temperatură ridicată.

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3

2Fe + 3F 2 = 2FeF 3

Fe + I 2 \u003d FeI 2

Se formează compuși în care predomină legătura de tip ionic.

2. Interacțiunea cu fosforul, carbonul, siliciul (fierul nu se combină direct cu N 2 și H 2, ci le dizolvă).

Fe + P = Fe x P y

Fe + C = Fe x C y

Fe + Si = FexSiy

Se formează substanțe cu compoziție variabilă, deoarece berhollide (natura covalentă a legăturii predomină în compuși)

3. Interacțiune cu acizi „neoxidanți” (HCI, H2SO4 dil.)

Fe 0 + 2H + → Fe 2+ + H 2

Deoarece Fe este situat în seria de activități la stânga hidrogenului (E ° Fe / Fe 2+ \u003d -0,44V), este capabil să înlocuiască H 2 din acizii obișnuiți.

Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2

Fe + H 2 SO 4 \u003d FeSO 4 + H 2

4. Interacțiunea cu acizii „oxidanți” (HNO3, H2SO4 conc.)

Fe 0 - 3e - → Fe 3+

HNO 3 concentrat și H 2 SO 4 „pasivează” fierul, astfel încât la temperaturi obișnuite metalul nu se dizolvă în ele. La încălzire puternică, are loc o dizolvare lentă (fără eliberare de H2).

În razb. Fierul HNO 3 se dizolvă, intră în soluție sub formă de cationi Fe 3+, iar anionul acid este redus la NO*:

Fe + 4HNO 3 \u003d Fe (NO 3) 3 + NO + 2H 2 O

Se dizolvă foarte bine într-un amestec de HCI și HNO3

5. Atitudine față de alcalii

Fe nu se dizolvă în soluții apoase de alcalii. Reacționează cu alcalii topiți numai la temperaturi foarte ridicate.

6. Interacțiunea cu sărurile metalelor mai puțin active

Fe + CuSO 4 \u003d FeSO 4 + Cu

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

7. Interacțiunea cu monoxidul de carbon gazos (t = 200°C, P)

Fe (pulbere) + 5CO (g) \u003d Fe 0 (CO) 5 pentacarbonil de fier

Compușii Fe(III).

Fe 2 O 3 - oxid de fier (III).

pudră roșu-brun, n. R. în H 2 O. În natură – „minereu de fier roşu”.

Modalități de a obține:

1) descompunerea hidroxidului de fier (III)

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

2) prăjirea piritei

4FeS 2 + 11O 2 \u003d 8SO 2 + 2Fe 2 O 3

3) descompunerea nitratului

Proprietăți chimice

Fe 2 O 3 este un oxid bazic cu semne de amfoterism.

I. Principalele proprietăți se manifestă în capacitatea de a reacționa cu acizii:

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

Fe 2 O 3 + 6HCI \u003d 2FeCI 3 + 3H 2 O

Fe 2 O 3 + 6HNO 3 \u003d 2Fe (NO 3) 3 + 3H 2 O

II. Proprietăți acide slabe. Fe 2 O 3 nu se dizolvă în soluții apoase de alcalii, dar atunci când este fuzionat cu oxizi solizi, alcalii și carbonați, se formează ferite:

Fe 2 O 3 + CaO \u003d Ca (FeO 2) 2

Fe 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaFeO 2 + H 2 O

Fe 2 O 3 + MgCO 3 \u003d Mg (FeO 2) 2 + CO 2

III. Fe 2 O 3 - materie primă pentru producția de fier în metalurgie:

Fe 2 O 3 + ZS \u003d 2Fe + ZSO sau Fe 2 O 3 + ZSO \u003d 2Fe + ZSO 2

Fe (OH) 3 - hidroxid de fier (III).

Modalități de a obține:

Obținut prin acțiunea alcalinelor asupra sărurilor solubile Fe 3+:

FeCl 3 + 3NaOH \u003d Fe (OH) 3 + 3NaCl

În momentul primirii Fe(OH) 3 - precipitat mucozamorf roșu-brun.

Hidroxidul de Fe (III) se formează și în timpul oxidării Fe și Fe (OH) 2 în aerul umed:

4Fe + 6H 2 O + 3O 2 \u003d 4Fe (OH) 3

4Fe(OH) 2 + 2Н 2 O + O 2 = 4Fe(OH) 3

Hidroxidul de Fe(III) este produsul final al hidrolizei sărurilor de Fe3+.

Proprietăți chimice

Fe(OH)3 este o bază foarte slabă (mult mai slabă decât Fe(OH)2). Prezintă proprietăți acide vizibile. Astfel, Fe (OH) 3 are un caracter amfoter:

1) reacțiile cu acizi se desfășoară ușor:

2) un precipitat proaspăt de Fe(OH)3 este dizolvat în conc. soluții de KOH sau NaOH cu formarea de complecși hidroxo:

Fe (OH) 3 + 3KOH \u003d K 3

Într-o soluție alcalină, Fe (OH) 3 poate fi oxidat în ferați (săruri ale acidului de fier H 2 FeO 4 neizolate în stare liberă):

2Fe(OH) 3 + 10KOH + 3Br 2 = 2K 2 FeO 4 + 6KBr + 8H 2 O

Săruri de Fe 3+

Cele mai importante practic sunt: ​​Fe 2 (SO 4) 3, FeCl 3, Fe (NO 3) 3, Fe (SCN) 3, K 3 4 - sare galbenă de sânge \u003d Fe 4 3 albastru prusac (precipitat albastru închis)

b) Fe 3+ + 3SCN - \u003d Fe (SCN) 3 Fe (III) tiocianat (soluție de roșu sânge)