• Označenie - Fe (železo);
• Obdobie - IV;
• skupina - 8 (VIII);
• Atómová hmotnosť - 55,845;
• Atómové číslo - 26;
• Polomer atómu = 126 pm;
• Kovalentný polomer = 117 pm;
• Distribúcia elektrónov - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 ;
• t topenia = 1535 °C;
• teplota varu = 2750 °C;
• Elektronegativita (podľa Paulinga / podľa Alpreda a Rochova) = 1,83 / 1,64;
• Oxidačný stav: +8, +6, +4, +3, +2, +1, 0;
• Hustota (n.a.) \u003d 7,874 g / cm3;
• Molárny objem = 7,1 cm3/mol.

Zlúčeniny železa:

Železo je po hliníku najrozšírenejším kovom v zemskej kôre (5,1 % hmotnosti).

Na Zemi sa železo vo voľnom stave nachádza v malých množstvách vo forme nugetov, ako aj v padlých meteoritoch.

Priemyselne sa železo ťaží na ložiskách železnej rudy, z minerálov obsahujúcich železo: magnetická, červená, hnedá železná ruda.

Treba povedať, že železo je súčasťou mnohých prírodných minerálov, čo spôsobuje ich prirodzenú farbu. Farba minerálov závisí od koncentrácie a pomeru iónov železa Fe 2+ /Fe 3+, ako aj od atómov obklopujúcich tieto ióny. Napríklad prítomnosť nečistôt železitých iónov ovplyvňuje farbu mnohých drahokamov a polodrahokamov: topás (od svetložltej po červenú), zafírov (od modrej po tmavomodrú), akvamarínov (od svetlomodrej po zelenomodrú) a tak ďalej.

Železo sa nachádza v tkanivách zvierat a rastlín, napríklad v tele dospelého človeka je prítomných asi 5 g železa. Železo je životne dôležitý prvok, je súčasťou proteínu hemoglobínu, podieľa sa na transporte kyslíka z pľúc do tkanív a buniek. Pri nedostatku železa v ľudskom tele vzniká anémia (anémia z nedostatku železa).

Ryža. Štruktúra atómu železa.

Elektrónová konfigurácia atómu železa je 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 (pozri Elektrónová štruktúra atómov). Na tvorbe chemických väzieb s inými prvkami sa môžu podieľať 2 elektróny umiestnené na vonkajšej 4s úrovni + 6 elektrónov 3d podúrovne (celkovo 8 elektrónov), preto v zlúčeninách môže železo nadobudnúť oxidačné stavy +8, +6, +4, +3, +2, +1, (najbežnejšie sú +3, +2). Železo má priemernú chemickú aktivitu.

Ryža. Oxidačné stavy železa: +2, +3.

Fyzikálne vlastnosti železa:

• strieborno-biely kov;
• vo svojej čistej forme je celkom mäkký a plastický;
• má dobrú tepelnú a elektrickú vodivosť.

Železo existuje vo forme štyroch modifikácií (líšia sa štruktúrou kryštálovej mriežky): α-železo; p-železo; y-železo; δ-železo.

Chemické vlastnosti železa

• reaguje s kyslíkom, v závislosti od teploty a koncentrácie kyslíka môžu vznikať rôzne produkty alebo zmes produktov oxidácie železa (FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4):
  3Fe + 202 \u003d Fe304;
• oxidácia železa pri nízkych teplotách:
  4Fe + 3O2 \u003d 2Fe203;
• reaguje s vodnou parou:
  3Fe + 4H20 \u003d Fe304 + 4H2;
• jemne drvené železo reaguje pri zahrievaní so sírou a chlórom (sulfid a chlorid železa):
  Fe + S = FeS; 2Fe + 3Cl2 \u003d 2FeCl3;
• reaguje s kremíkom, uhlíkom, fosforom pri vysokých teplotách:
  3Fe + C = Fe3C;
• s inými kovmi as nekovmi môže železo vytvárať zliatiny;
• železo vytláča menej aktívne kovy z ich solí:
  Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu;
• so zriedenými kyselinami pôsobí železo ako redukčné činidlo, tvoriace soli:
  Fe + 2HCl \u003d FeCl2 + H2;
• so zriedenou kyselinou dusičnou tvorí železo rôzne produkty redukcie kyselín v závislosti od jeho koncentrácie (N 2, N 2 O, NO 2).

Získavanie a používanie železa

Získava sa priemyselné železo tavenie liatina a oceľ.

Liatina je zliatina železa s prímesami kremíka, mangánu, síry, fosforu, uhlíka. Obsah uhlíka v liatine presahuje 2 % (v oceli menej ako 2 %).

Získa sa čisté železo:

• v kyslíkových konvertoroch vyrobených z liatiny;
• redukcia oxidov železa vodíkom a dvojmocným oxidom uhoľnatým;
• elektrolýza zodpovedajúcich solí.

Liatina sa získava zo železných rúd redukciou oxidov železa. Surové železo sa taví vo vysokých peciach. Koks sa používa ako zdroj tepla vo vysokej peci.

Vysoká pec je veľmi zložitá technická stavba vysoká niekoľko desiatok metrov. Postavená je zo žiaruvzdorných tehál a je chránená vonkajším oceľovým plášťom. Od roku 2013 bola najväčšia vysoká pec postavená v Južnej Kórei oceliarskou spoločnosťou POSCO v hutníckom závode v meste Gwangyang (objem pece po modernizácii bol 6 000 metrov kubických s ročnou kapacitou 5 700 000 ton).

Ryža. Vysoká pec.

Proces tavenia surového železa vo vysokej peci prebieha nepretržite niekoľko desaťročí, kým pec nedosiahne koniec svojej životnosti.

Ryža. Proces tavenia železa vo vysokej peci.

• obohatené rudy (magnetická, červená, hnedá železná ruda) a koks sa nalievajú cez vrch umiestnený na samom vrchu vysokej pece;
• procesy redukcie železa z rudy pôsobením oxidu uhoľnatého (II) prebiehajú v strednej časti vysokej pece (šachta) pri teplote 450-1100 °C (oxidy železa sa redukujú na kov):
  • 450-500 °C - 3Fe203 + CO = 2Fe304 + C02;
  • 600 °C - Fe304 + CO = 3FeO + C02;
  • 800 °C - FeO + CO = Fe + C02;
  • časť oxidu železnatého sa redukuje koksom: FeO + C = Fe + CO.
• paralelne prebieha proces redukcie oxidov kremíka a mangánu (obsiahnutých v železnej rude vo forme nečistôt), kremík a mangán sú súčasťou tavby surového železa:
  • Si02 + 2C \u003d Si + 2CO;
  • Mn203 + 3C \u003d 2Mn + 3CO.
• pri tepelnom rozklade vápenca (zavádzaného do vysokej pece) vzniká oxid vápenatý, ktorý reaguje s oxidmi kremíka a hliníka obsiahnutými v rude:
  • CaC03 \u003d CaO + C02;
  • CaO + Si02 \u003d CaSi03;
  • CaO + Al203 \u003d Ca (Al02) 2.
• pri 1100 °C sa proces redukcie železa zastaví;
• pod šachtou je parná komora, najširšia časť vysokej pece, pod ktorou nasleduje rameno, v ktorom dohorí koks a vznikajú tekuté taviace produkty - liatina a troska, ktoré sa hromadia na samom dne pece - ohnisko;
• v hornej časti ohniska pri teplote 1500°C dochádza k intenzívnemu spaľovaniu koksu v prúde fúkaného vzduchu: C + O 2 = CO 2;
• prechádzajúcim horúcim koksom sa oxid uhoľnatý (IV) mení na oxid uhoľnatý (II), ktorý je redukčným činidlom železa (pozri vyššie): CO 2 + C \u003d 2CO;
• trosky tvorené kremičitanmi vápenatými a hlinitokremičitanmi sa nachádzajú nad liatinou a chránia ju pred pôsobením kyslíka;
• cez špeciálne otvory umiestnené na rôznych úrovniach ohniska sa liatina a troska uvoľňujú von;
• Väčšina surového železa ide na ďalšie spracovanie – tavenie ocele.

Oceľ sa taví z liatiny a kovového šrotu konvertorovou metódou (otvorené ohnisko je už zastarané, aj keď sa stále používa) alebo elektrickým tavením (v elektrických peciach, indukčných peciach). Podstatou procesu (spracovanie železa) je zníženie koncentrácie uhlíka a iných nečistôt oxidáciou kyslíkom.

Ako bolo uvedené vyššie, koncentrácia uhlíka v oceli nepresahuje 2%. Vďaka tomu sa oceľ, na rozdiel od liatiny, dá ľahko kovať a valcovať, čo umožňuje vyrábať z nej rôzne výrobky s vysokou tvrdosťou a pevnosťou.

Tvrdosť ocele závisí od obsahu uhlíka (čím viac uhlíka, tým tvrdšia oceľ) v konkrétnej triede ocele a podmienkach tepelného spracovania. Počas temperovania (pomalé chladenie) oceľ zmäkne; pri ochladzovaní (rýchlo ochladzovaní) sa oceľ stáva veľmi tvrdou.

Aby oceľ získala požadované špecifické vlastnosti, pridávajú sa do nej legujúce prísady: chróm, nikel, kremík, molybdén, vanád, mangán atď.

Liatina a oceľ sú najdôležitejšie konštrukčné materiály v prevažnej väčšine odvetví národného hospodárstva.

Biologická úloha železa:

• telo dospelého človeka obsahuje asi 5 g železa;
• železo hrá dôležitú úlohu v práci hematopoetických orgánov;
• železo je súčasťou mnohých komplexných proteínových komplexov (hemoglobín, myoglobín, rôzne enzýmy).

Čisté železo sa získava rôznymi metódami: elektrolýzou vodných roztokov jeho solí, tepelným rozkladom pentokarbonylu Zh vo vákuu atď. Technicky čisté železo – železo „Armco“, „Vit“ a iné značky sa vyrábajú v otvorených peciach. Tabuľka 2 ukazuje obsah nečistôt v niektorých. akosti železa.získané vyššie uvedenými metódami. Všetky tieto metódy, s výnimkou metódy otvoreného ohniska, sú veľmi drahé.

Hlavným priemyselným spôsobom výroby železa je jeho výroba vo forme rôznych zliatin s uhlíkom – liatiny a uhlíkové ocele. Pri redukcii železa vo vysokých peciach vzniká liatina a oceľ sa používa najmä v strojárstve. Liatina sa získava vysokopecným procesom.

Chémia doménového procesu je nasledovná:

3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2,

Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2,

FeO + CO = Fe + CO2.

Surové železá sa podľa účelu delia na konverzné a liatiny Surové železo - ide na ďalšie spracovanie na uhlíkové a iné ocele. Zlieváreň - na výrobu odliatkov zo železa. Chrómniklové liatiny na ďalšiu extrakciu niklu z nich alebo výrobu nízkolegovaného niklu a chrómniklových ocelí.

Otvorené ohnisko, konvertor a elektrotavenie sa redukujú na odstránenie prebytočného uhlíka a škodlivých nečistôt ich vypálením a na jemné doladenie obsahu legujúcich prvkov na vopred stanovený obsah.

Maximálny obsah uhlíka v liatine je 4,4 %, kremíka 1,75 %, mangánu 1,75 %, fosforu 0,30 %, síry 0,07 %. V oceliarskej peci treba znížiť obsah uhlíka, kremíka a mangánu na desatiny percenta. Redistribúcia liatiny sa uskutočňuje prostredníctvom oxidačných reakcií uskutočňovaných pri vysokých teplotách.Železo, ktorého obsah v liatine je oveľa vyšší ako v iných látkach, je čiastočne oxidované:

2Fe + O2 = 2FeO + Q

Oxid železitý (II), zmiešaný s taveninou, oxiduje kremík, mangán, fosfor a uhlík:

Si + 2FeO = Si02 + 2Fe + Q

Mn + FeO = MnO + Fe + Q

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

C + FeO = CO + Fe - Q

Po dokončení oxidačných reakcií zliatina obsahuje oxid železitý, ktorý sa musí odstrániť. Okrem toho je potrebné uviesť obsah uhlíka, kremíka a mangánu v oceli na stanovené normy, čo sa dosiahne pridaním dezoxidantov, ako je feromangán. Mangán reaguje s oxidom železnatým:

Mn + FeO = MnO + Fe

Ďalej sú klasifikované uhlíkové ocele. spôsob:

základné otvorené ohnisko oceľ

oceľ s otvoreným ohniskom

konvertorová oceľ

elektrická oceľ

Význam hutníckeho procesu výroby železa a ocele, vrátane vysokopecného procesu a redistribúcie surového železa, je dôvodom neustáleho rozvoja a zdokonaľovania spôsobu priamej výroby železa zo železných rúd.

Syntéza 2,2-dietoxyindandiónu
Aminokyseliny, peptidy a proteíny alebo proteíny tvoria skupinu chemicky a biologicky príbuzných zlúčenín, ktoré zohrávajú veľmi dôležitú úlohu v životných procesoch. S úplnou hydrolýzou...

Uzdravenie. z rúd bol vynájdený v zap. časti Ázie v 2. tisícročí pred Kristom. e.; potom aplikácia rozšírené v Babylone, Egypte, Grécku; nahradiť bronzy, c. vošlo železo. Podľa obsahu v litosfére (4,65 hm.%) No. zaujíma 2. miesto medzi kovmi (na 1. hliník) a tvorí cca. 300 minerálov (oxidy, sulfidy, kremičitany, uhličitany atď.).
Zh môže existovať vo forme troch alo-ropichov. modifikácie: a-Fe s bcc, y-Fe s fcc a 8-Fe s bcc kryštal. mriežky; a-Fe je feromagnetické až do 769 "C (Curieov bod). Modifikácie y ~ Fe a b-Fe sú paramagnetické. Polymorfné premeny železa a ocele počas ohrevu a chladenia objavil v roku 1868 D. K. Černov. Fe vykazuje premennú valenciu ( zlúčeniny 2- a 3-mocného oleja sú najstabilnejšie.) Olej tvorí s kyslíkom oxidy FeO, Fe2O3 a Fe3O4.< 0,01 мае %) 7,874 г/ /см3, /т=1539"С, /КИЛ*3200«С.
Zh - najdôležitejší kov modernej technológie. Vo svojej čistej forme kvôli nízkej pevnosti. praktické nepoužité Hlavná masáž. Používa sa vo forme zliatin, ktoré sa veľmi líšia v zložení a sv. Pre podiel zliatin tvorí ~ 95 % všetkých kovov. Produkty.
Čisté Fe sa získava v relatívne malých množstvách elektrolýzou vodných roztokov jeho solí alebo redukciou vodíkom. Dosť. čisté získať priamu obnovu. neintermediárne z koncentrátov rudy (obchádzajúce doménu, pec), vodíka, prírody, plynu alebo uhlia pri nízkej teplote (hubovité Fe, železný prášok, metalizované pelety):

Špongia železo - porézna hmota s vysokým obsahom železa, dostať. redukcia oxidov pri /< /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, čo znižuje jeho aktivitu a umožňuje skladovanie na vzduchu (v neprítomnosti vlhkosti) bez citeľného poklesu stupňa metalizácie. G. Zh., vyrobený vysokoteplotnou technológiou - pri /> 850 ° C, má nízky sklon k sekundárnej oxidácii pri navlhčení, čo zaisťuje. jeho bezpečná preprava v otvorených vozňoch, preprava námornou (riečnou) prepravou, skladovanie na otvorených hromadách;

Železo priamej výroby - železo získané chemicky, elektrochemicky. alebo chemo-termálne. spôsobmi priamo. z rudy, obchádzajúc doménu, pec, vo forme prášku, špongie. železo (metalizácia. pelety), krekry alebo tekutý kov. Naib, výroba húb prešla vývojom. žehliť pri 700-1150 °C plynovými metódami. zhodnocovanie rudy (peliet) v šachtových peciach a pomocou TV. palivo v rotácii pece. L.p.p. s 88-93% FeM sa používa ako vsádzka na výrobu ocele a s vyšším obsahom (98-99%) na výrobu železa. prášok;

Karbonylové železo – železný prášok získaný tepelnou cestou. rozklad pentakarbonylu železa; má vysokú čistotu;
prírodné železo - f., vyskytujúce sa v prírode vo forme minerálov. Rozlišujte podľa podmienok nálezu telurického. alebo pozemské (nikel-železo) a meteoritové (kozmické) s. dobre. telurický. železo - vzácny minerál - modifikácia a-Fe, vyskytuje sa vo forme otd. vločky, zrná, hubovité hmoty a zhluky. Zloženie - tv. roztok Fe a Ni (do 30 % Ni). Meteorická s. dobre. vznikajúce v procesoch formovania kozm. telá a pády na Zem vo forme meteoritov; obsahuje až 25% Ni. Farba oceľovo šedá až čierna, metalíza. trblietky, nepriehľadné, tv. body 4-5 pre mineralogické. stupnica, y = 7,3-8,2 g/cm3 (v závislosti od obsahu Ni). Silne magnetický, dobre kovaný;

Elektrolytické železo - f., získané elektrolytickým. rafinácia; má vysokú čistotu nečistôt (<0,02 % С; 0,01 % О2);
elektroželezo - oceľ používaná v elektrotechnike (alebo tzv. technické čisté železo) s celkovým obsahom. nečistoty do 0,08-0,10 %, vrátane do 0,05 % S. E.zh. má malý rytmus. elektrický odpor, má vzpruhu. straty vírivými prúdmi, a preto je jeho použitie v podstate obmedzené. postmagnetické obvody, magnetický tok (pólové nástavce, magnetické obvody, relé atď.);

A-železo - nízkoteplotná modifikácia železa s bcc mriežkou (pri 20 ° C a \u003d 286,645 pm), stabilná< 910 °С; a-Fe ферромагнитно при t < 769 °С (точка Кюри);

U-železo - vysokoteplotná modifikácia železa s fcc mriežkou (a = 364 pm), stabilná pri 910-1400 ° C; paramagnetické;
5-železo je vysokoteplotná modifikácia železa s bcc mriežkou (a = 294 pm), stabilná od 1400 °C do tm, paramagnetická.

68. Zlúčeniny železa

Oxid železitý FeO- čierna kryštalická látka, nerozpustná vo vode a zásadách. FeO zápasová základňa Fe(OH)2.

Potvrdenie. Oxid železitý (II) možno získať neúplnou redukciou magnetickej železnej rudy oxidom uhoľnatým (II):

Chemické vlastnosti. Je to hlavný oxid. Reaguje s kyselinami za vzniku solí:

Hydroxid železitý Fe(OH)2- biela kryštalická látka.

Potvrdenie. Hydroxid železnatý (II) sa získava zo železnatých solí pôsobením alkalických roztokov:

Chemické vlastnosti. zásaditý hydroxid. Reaguje s kyselinami:

Na vzduchu sa Fe (OH) 2 oxiduje na Fe (OH) 3:

Oxid železitý Fe2O3- hnedá látka, vyskytuje sa v prírode vo forme červenej železnej rudy, nerozpustná vo vode.

Potvrdenie. Pri vypaľovaní pyritu:

Chemické vlastnosti. Vykazuje slabé amfotérne vlastnosti. Pri interakcii s alkáliami vytvára soli:

Hydroxid železitý Fe(OH)3- látka červenohnedej farby, nerozpustná vo vode a prebytku alkálií.

Potvrdenie. Získava sa oxidáciou oxidu železa (III) a hydroxidu železa (II).

Chemické vlastnosti. Ide o amfotérnu zlúčeninu (s prevahou základných vlastností). Zráža sa pôsobením zásad na železité soli:

Železné soli získané interakciou kovového železa s príslušnými kyselinami. Sú silne hydrolyzované, preto sú ich vodné roztoky energetickými redukčnými činidlami:

Pri zahrievaní nad 480 °C sa rozkladá a vytvára oxidy:

Pôsobením alkálií na síran železnatý vzniká hydroxid železitý:

Vytvára kryštalický hydrát FeS04>7H20 (železný vitriol). Chlorid železitý FeCl3 – tmavohnedá kryštalická látka.

Chemické vlastnosti. Rozpustný vo vode. FeCl3 vykazuje oxidačné vlastnosti.

Redukčné činidlá - horčík, zinok, sírovodík, sa oxidujú bez zahrievania.

Ľudské telo obsahuje asi 5 g železa, väčšina (70 %) je súčasťou hemoglobínu v krvi.

Fyzikálne vlastnosti

Vo voľnom stave je železo strieborno-biely kov so sivastým odtieňom. Čisté železo je tvárne a má feromagnetické vlastnosti. V praxi sa bežne používajú zliatiny železa – liatiny a ocele.

Fe je najdôležitejším a najbežnejším prvkom z deviatich d-kovov sekundárnej podskupiny skupiny VIII. Spolu s kobaltom a niklom tvorí „rodinu železa“.

Pri vytváraní zlúčenín s inými prvkami často používa 2 alebo 3 elektróny (B \u003d II, III).

Železo, ako takmer všetky d-prvky skupiny VIII, nevykazuje vyššiu valenciu rovnajúcu sa číslu skupiny. Jeho maximálna valencia dosahuje VI a je extrémne zriedkavá.

Najtypickejšie zlúčeniny sú tie, v ktorých sú atómy Fe v oxidačnom stave +2 a +3.

Spôsoby získavania železa

1. Komerčné železo (v zliatine s uhlíkom a inými nečistotami) sa získava karbotermickou redukciou jeho prírodných zlúčenín podľa schémy:

K zotaveniu dochádza postupne, v 3 fázach:

1) 3Fe203 + CO = 2Fe304 + CO2

2) Fe304 + CO = 3FeO + CO2

3) FeO + CO \u003d Fe + CO2

Liatina získaná týmto procesom obsahuje viac ako 2 % uhlíka. V budúcnosti sa ocele získavajú z liatiny - zliatiny železa obsahujúce menej ako 1,5% uhlíka.

2. Veľmi čisté železo sa získava jedným z nasledujúcich spôsobov:

a) rozklad pentakarbonyl Fe

Fe(CO)5 = Fe + 5CO

b) vodíková redukcia čistého FeO

FeO + H2 \u003d Fe + H20

c) elektrolýza vodných roztokov solí Fe +2

FeC204 \u003d Fe + 2C02

oxalát železitý

Chemické vlastnosti

Fe - kov strednej aktivity, vykazuje všeobecné vlastnosti charakteristické pre kovy.

Jedinečnou vlastnosťou je schopnosť „hrdzavenia“ vo vlhkom vzduchu:

V neprítomnosti vlhkosti so suchým vzduchom začne železo zreteľne reagovať až pri T > 150°C; pri kalcinácii vzniká „železný kameň“ Fe 3 O 4:

3Fe + 202 = Fe304

Železo sa vo vode bez kyslíka nerozpúšťa. Pri veľmi vysokých teplotách Fe reaguje s vodnou parou a vytláča vodík z molekúl vody:

3Fe + 4H20 (g) \u003d 4H 2

Proces hrdzavenia v jeho mechanizme je elektrochemická korózia. Produkt hrdze je prezentovaný v zjednodušenej forme. V skutočnosti sa vytvára sypká vrstva zmesi oxidov a hydroxidov rôzneho zloženia. Na rozdiel od filmu Al 2 O 3 táto vrstva nechráni žehličku pred ďalšou deštrukciou.

Druhy korózie

Ochrana železa proti korózii

1. Interakcia s halogénmi a sírou pri vysokej teplote.

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3

2Fe + 3F2 = 2FeF3

Fe + I 2 \u003d FeI 2

Vznikajú zlúčeniny, v ktorých prevláda iónový typ väzby.

2. Interakcia s fosforom, uhlíkom, kremíkom (železo sa priamo nespája s N 2 a H 2, ale rozpúšťa ich).

Fe + P = Fe x P y

Fe + C = Fe x C y

Fe + Si = FexSiy

Vznikajú látky rôzneho zloženia, keďže berthollidy (v zlúčeninách prevláda kovalentná povaha väzby)

3. Interakcia s „neoxidačnými“ kyselinami (HCl, H 2 SO 4 zried.)

Fe0 + 2H + → Fe2+ + H2

Pretože Fe sa nachádza v sérii aktivít vľavo od vodíka (E ° Fe / Fe 2+ \u003d -0,44 V), je schopné vytesniť H2 z bežných kyselín.

Fe + 2HCl \u003d FeCl2 + H2

Fe + H2S04 \u003d FeSO4 + H2

4. Interakcia s "oxidačnými" kyselinami (HNO 3, H 2 SO 4 konc.)

Fe 0 - 3e - → Fe 3+

Koncentrovaná HNO 3 a H 2 SO 4 železo „pasivujú“, takže pri bežných teplotách sa v nich kov nerozpúšťa. Pri silnom zahrievaní dochádza k pomalému rozpúšťaniu (bez uvoľnenia H 2).

V razb. Železo HNO 3 sa rozpúšťa, prechádza do roztoku vo forme katiónov Fe 3+ a kyslý anión sa redukuje na NO *:

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

Veľmi dobre sa rozpúšťa v zmesi HCl a HNO 3

5. Postoj k zásadám

Fe sa nerozpúšťa vo vodných roztokoch alkálií. S roztavenými alkáliami reaguje len pri veľmi vysokých teplotách.

6. Interakcia so soľami menej aktívnych kovov

Fe + CuSO4 \u003d FeSO4 + Cu

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

7. Interakcia s plynným oxidom uhoľnatým (t = 200°C, P)

Fe (prášok) + 5CO (g) \u003d Fe 0 (CO) 5 pentakarbonyl železa

zlúčeniny Fe(III).

Fe 2 O 3 - oxid železitý (III).

Červeno-hnedý prášok, č. R. v H 2 O. V prírode - "červená železná ruda".

Spôsoby, ako získať:

1) rozklad hydroxidu železitého (III)

2Fe(OH)3 = Fe203 + 3H20

2) praženie pyritu

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

3) rozklad dusičnanov

Chemické vlastnosti

Fe 2 O 3 je zásaditý oxid so známkami amfoterizmu.

I. Hlavné vlastnosti sa prejavujú v schopnosti reagovať s kyselinami:

Fe203 + 6H+ = 2Fe3+ + ZH20

Fe203 + 6HCI \u003d 2FeCI3 + 3H20

Fe203 + 6HNO3 \u003d 2Fe (N03)3 + 3H20

II. Slabé kyslé vlastnosti. Fe 2 O 3 sa nerozpúšťa vo vodných roztokoch alkálií, ale pri tavení s pevnými oxidmi, alkáliami a uhličitanmi vznikajú ferity:

Fe203 + CaO \u003d Ca (FeO2) 2

Fe203 + 2NaOH \u003d 2NaFe02 + H20

Fe203 + MgCO3 \u003d Mg (Fe02)2 + CO2

III. Fe 2 O 3 - surovina na výrobu železa v hutníctve:

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

Fe (OH) 3 - hydroxid železitý

Spôsoby, ako získať:

Získané pôsobením alkálií na rozpustné soli Fe 3+:

FeCl3 + 3NaOH \u003d Fe (OH)3 + 3NaCl

V čase príjmu Fe(OH) 3 - červenohnedá sliznicamorfná zrazenina.

Hydroxid Fe (III) vzniká aj pri oxidácii Fe a Fe (OH) 2 vo vlhkom vzduchu:

4Fe + 6H20 + 3O2 \u003d 4Fe (OH) 3

4Fe(OH)2 + 2H20 + O2 = 4Fe(OH)3

Hydroxid Fe(III) je konečným produktom hydrolýzy Fe3+ solí.

Chemické vlastnosti

Fe(OH)3 je veľmi slabá zásada (oveľa slabšia ako Fe(OH)2). Vykazuje výrazné kyslé vlastnosti. Fe (OH) 3 má teda amfotérny charakter:

1) reakcie s kyselinami prebiehajú ľahko:

2) čerstvá zrazenina Fe(OH) 3 sa rozpustí v horúcej konc. roztoky KOH alebo NaOH s tvorbou hydroxokomplexov:

Fe (OH)3 + 3KOH \u003d K3

V alkalickom roztoku môže byť Fe (OH) 3 oxidované na feráty (soli kyseliny železa H 2 FeO 4 neizolované vo voľnom stave):

2Fe(OH)3 + 10KOH + 3Br2 = 2K2Fe04 + 6KBr + 8H20

Fe 3+ soli

Prakticky najdôležitejšie sú: Fe 2 (SO 4) 3, FeCl 3, Fe (NO 3) 3, Fe (SCN) 3, K 3 4 - žltá krvná soľ \u003d Fe 4 3 Pruská modrá (tmavomodrá zrazenina)

b) Fe 3+ + 3SCN - \u003d Fe (SCN) 3 Fe (III) tiokyanát (roztok krvavej červene)