• Позначення – Fe (Iron);
• Період – IV;
• Група – 8 (VIII);
• Атомна маса – 55,845;
• Атомний номер – 26;
• Радіус атома = 126 пм;
• Ковалентний радіус = 117 пм;
• Розподіл електронів - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2;
• t плавлення = 1535 ° C;
• t кипіння = 2750 ° C;
• Електронегативність (по Полінгу/по Алпреду та Рохову) = 1,83/1,64;
• Ступінь окиснення: +8, +6, +4, +3, +2, +1, 0;
• Щільність (н. у.) = 7,874 г/см 3;
• Молярний об'єм = 7,1 см3/моль.

З'єднання заліза:

Залізо є найпоширенішим металом у земній корі (5,1% за масою) після алюмінію.

На Землі залізо у вільному стані зустрічається в незначних кількостях у вигляді самородків, а також у метеоритах, що впали.

Промисловим способом залізо добувають на залізничних родовищах, із залізовмісних мінералів: магнітного, червоного, бурого залізняку.

Слід сказати, що залізо входить до складу багатьох природних мінералів, зумовлюючи їхнє природне забарвлення. Забарвлення мінералів залежить залежить від концентрації і співвідношення іонів заліза Fe 2+ /Fe 3+ , і навіть від атомів, які оточують ці іони. Наприклад, присутність домішок іонів заліза впливає на забарвлення багатьох дорогоцінних і напівдорогоцінних каменів: топазів (від блідо-жовтого до червоного), сапфірів (від блакитного до темно-синього), аквамаринів (від світло-блакитного до зеленувато-блакитного) та ін.

Залізо міститься у тканинах тварин і рослин, наприклад, в організмі дорослої людини є близько 5 г заліза. Залізо є життєво важливим елементом, воно входить до складу білка гемоглобіну, беручи участь у транспортуванні кисню від легень до тканин та клітин. При нестачі заліза в організмі людини розвивається недокрів'я (залізодефіцитна анемія).

Мал. Будова атома заліза.

Електронна конфігурація атома заліза - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 (див. Електронна структура атомів). В освіті хімічних зв'язківз іншими елементами можуть брати участь 2 електрони, що знаходяться на зовнішньому 4s-рівні + 6 електронів 3d-підрівня (всього 8 електронів), тому в з'єднаннях залізо може приймати ступені окислення +8, +6, +4, +3, +2, + 1, (найчастіше зустрічаються +3, +2). Залізо має середню хімічну активність.

Мал. Ступені окиснення заліза: +2, +3.

Фізичні властивості заліза:

• метал сріблясто-білого кольору;
• у чистому вигляді досить м'який та пластичний;
• хобладає гарною тепло-і електропровідністю.

Залізо існує у вигляді чотирьох модифікацій (розрізняються будовою кристалічної решітки): -залізо; β-залізо; γ-залізо; δ-залізо.

Хімічні властивості заліза

• реагує з киснем, залежно від температури та концентрації кисню можуть утворюватися різні продукти або суміш продуктів окислення заліза (FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4):
  3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4;
• окислення заліза за низьких температур:
  4Fe + 3O2 = 2Fe2O3;
• реагує з водяною парою:
  3Fe + 4H 2 O = Fe 3 O 4 + 4H 2;
• дрібно роздроблене залізо реагує при нагріванні із сіркою та хлором (сульфід та хлорид заліза):
  Fe + S = FeS; 2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3;
• при високих температурах реагує з кремнієм, вуглецем, фосфором:
  3Fe + C = Fe 3 C;
• з іншими металами та з неметалами залізо може утворювати сплави;
• залізо витісняє менш активні метали з їх солей:
  Fe + CuCl 2 = FeCl 2 + Cu;
• з розведеними кислотами залізо виступає у ролі відновника, утворюючи солі:
  Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2;
• з розведеною азотною кислотоюзалізо утворює різні продукти відновлення кислоти, залежно від її концентрації (N2, N2O, NO2).

Отримання та застосування заліза

Промислове залізо одержують виплавкоючавуну та сталі.

Чавун – це сплав заліза з домішками кремнію, марганцю, сірки, фосфору, вуглецю. Вміст вуглецю в чавуні перевищує 2% (у сталі менше 2%).

Чисте залізо одержують:

• у кисневих конверторах із чавуну;
• відновленням оксидів заліза воднем та двовалентним оксидом вуглецю;
• електроліз відповідних солей.

Чавун одержують із залізних руд відновленням оксидів заліза. Виплавку чавуну здійснюють у доменних печах. Як джерело тепла в доменній печі використовується кокс.

Доменна піч є дуже складним технічною спорудоюзаввишки кілька десятків метрів. Вона викладається з вогнетривкої цегли і захищається зовнішнім сталевим кожухом. Станом на 2013 рік найбільша доменна піч була побудована в Південній Кореї сталеливарною компанією POSCO на металургійному заводі в місті Кван'ян (обсяг печі після модернізації становив 6000 кубометрів при щорічній продуктивності 5700000 тонн).

Мал. Доменна піч.

Процес виплавки чавуну в доменній печі йде безперервно протягом кількох десятиліть, доки піч не виробить свій ресурс.

Мал. Процес виплавки чавуну в доменній печі.

• збагачені руди (магнітний, червоний, бурий залізняк) і кокс засипаються через колошник, розташований у верхівці доменної печі;
• процеси відновлення заліза з руди під дією оксиду вуглецю (II) протікають у середній частині доменної печі (шахті) при температурі 450-1100°C (оксиди заліза відновлюються до металу):
  • 450-500°C - 3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2;
  • 600 ° C - Fe 3 O 4 + CO = 3FeO + CO 2;
  • 800 ° C - FeO + CO = Fe + CO 2;
  • частина двовалентного оксиду заліза відновлюється коксом: FeO + C = Fe + CO.
• паралельно йде процес відновлення оксидів кремнію та марганцю (входять до залізняку вигляді домішок), кремній і марганець входять до складу чавуну, що виплавляється:
  • SiO 2 + 2C = Si + 2CO;
  • Mn 2 O 3 + 3C = 2Mn + 3CO.
• при термічному розкладанні вапняку (вноситься в доменну піч) утворюється оксид кальцію, який реагує з оксидами кремнію та алюмінію, що містяться в руді:
  • CaCO 3 = CaO + CO 2;
  • CaO + SiO 2 = CaSiO 3;
  • CaO + Al2O3 = Ca(AlO2) 2 .
• при 1100 ° C процес відновлення заліза припиняється;
• нижче шахти розташовується розпар, найширша частина доменної печі, нижче якої слідує рюкзак, в якому вигоряє кокс і утворюються рідкі продукти плавки - чавун і шлаки, що накопичуються в самому низу печі - горні;
• у верхній частині горна при температурі 1500°C в струмені повітря, що вдується, відбувається інтенсивне згоряння коксу: C + O 2 = CO 2 ;
• проходячи через розпечений кокс, оксид вуглецю (IV) перетворюється на оксид вуглецю (II), що є відновником заліза (див. вище): CO 2 + C = 2CO;
• шлаки, утворені силікатами та алюмосилікатами кальцію, розташовуються вище за чавун, захищаючи його від дії кисню;
• через спеціальні отвори, розташовані різних рівнях горна, чавун і шлаки випускаються назовні;
• Велика частина чавуну йде на подальшу переробку – виплавку сталі.

Сталь виплавляють із чавуну та металобрухту конверторним способом (мартенівський вже застарів, хоча ще й застосовується) або електроплавкою (в електропечах, індукційних печах). Суть процесу (переділу чавуну) полягає у зниженні концентрації вуглецю та інших домішок шляхом окислення киснем.

Як було зазначено вище, концентрація вуглецю сталі не перевищує 2%. Завдяки цьому, сталь на відміну від чавуну досить легко піддається ковці та прокатці, що дозволяє виготовляти з неї різноманітні вироби, що мають високу твердість і міцність.

Твердість сталі залежить від вмісту вуглецю (що більше вуглецю, тим твердіше сталь) у конкретній марці сталі та умов термообробки. При відпустці (повільному охолодженні) сталь стає м'якою; при загартуванні (швидкому охолодженні) сталь виходить дуже твердою.

Для надання стали необхідних специфічних властивостей до неї додають лігуючі добавки: хром, нікель, кремній, молібден, ванадій, марганець та ін.

Чавун і сталь є найважливішими конструкційними матеріалами у переважній більшості галузей народного господарства.

Біологічна роль заліза:

• в організмі дорослої людини міститься близько 5 г заліза;
• залізо відіграє важливу роль у роботі кровотворних органів;
• залізо входить до складу багатьох складних білкових комплексів (гемоглобіну, міоглобіну, різних ферментів).

Залізо в чистому вигляді одержують різними методами: електролізом водних розчинів його солей, термічним розкладанням у вакуумі пентокарбонілу Ж. та ін. Технічно чисте залізо – “Армко залізо”, “Віт” та ін. У Табл.2 наводиться вміст домішок до нек. марках заліза., полуаних наведеними вище методами. Всі ці методи за винятком мартенівського дуже дорогі.

Основним промисловим методом отримання Же. служить виробництво його у вигляді різних сплавів з вуглецем - чавунів і вуглецевих сталей. При відновленні заліза у доменних печах утворюється чавун, у машинобудуванні використовують переважно сталь. Чавуни одержують доменним процесом.

Хімізм доменного процесу наступний:

3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2,

Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2,

FeO+CO=Fe+CO2.

Чавуни за призначенням поділяються на передільний і литий.Переробний чавун - йде на подальшу переробку вуглецеві та ін сталі. Ливарний – для виробництва чавунних виливків. Кульгаво - нікелеві чавуни для подальшого вилучення з них нікелю або виготовлення малолігованих нікелевих і хромо - нікелевих сталей.

Мартенівкий, конверторний і електроплавильний зводяться до видалення надлишкового вуглецю і шкідливих рпимесей шляхом їх випалювання і доведення вмісту лігуючих елементів до заданого.

Максимальний вміст вуглецю в чавуні 4,4%, кремнію 1,75%, марганцю 1,75%, фосфору 0,30%, сірки 0,07%. У сталеплавильній печі вміст вуглецю, кремнію та марганцю потрібно знизити до десятих часток відсотка. Переділ чавуну здійснюється за допомогою реакцій окислення, що проводяться при високих температурах. Залізо, вміст якого в чавуні значно вищий, ніж інших речовин, частково окислюється

2Fe + O2 = 2FeO + Q

Оксид заліза (II), перемішуючи з розплавом, окислює кремній, марганець фосфор і вуглець:

Si + 2FeO = SiO2 + 2Fe + Q

Mn + FeO = MnO + Fe + Q

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

C + FeO = CO + Fe - Q

Після завершення окисних реакційв сплаві міститься оксид заліза (II) якого необхідно позбутися. Крім того, потрібно довести до встановлених нормвміст у сталі вуглецю, кремнію і марганцю. Цього досягають додаючи розкислювачі, наприклад феромарганець. Марганець реагує з оксидом заліза (II):

Mn + FeO = MnO + Fe

Вуглецюваті сталі класифікуються слід. чином:

основна мартенівська сталь

кисла мартенівська сталь

конверторна сталь

електросталь

Сжность металургійного процесу отримання Ж. і сталей, включаючи доменний процес і переділ чавуну, є причиною постійного розвитку та вдосконалення методу прямого отримання Ж. із залізних руд.

Синтез 2,2-діетоксиіндандіону
Амінокислоти, пептиди та протеїни, або білки утворюють групу хімічно та біологічно споріднених сполук, яким належить дуже важлива рольу життєвих процесах. При повному гідролізі...

Отримання ж. з руд був винайдений у зап. частини Азії у 2-му тисячолітті до зв. е.; там застосування ж. поширений. у Вавилоні, Єгипті, Греції; на зміну бронз, в. прийшов залізний ст. За вмістом у літосфері (4,65 трав. %) ж. займає 2 місце серед металів (на 1-му алюміній) і утворює бл. 300 мінералів (оксиди, сульфіди, силікати, карбонати і т.д.).
Же. може існувати у вигляді трьох аллот-ропіч. модифікацій: a-Fe з ОЦК, y-Fe з ГЦК та 8-Fe з ОЦК кристалліч . ґратами; a-Fe феромагнітно аж до 769 "С (точка Кюрі). Модифікації y~Fe і б-Fe парамагнітні. Поліморфні перетворення ж. і сталі при нагріванні та охолодженні відкрив у 1868 р. Д. К. Чернов. Fe виявляє перем. валентність (Найб, стійкі сполуки 2- і 3-валентного ж.) З киснем ж. утворює оксиди FeO, Fe2O3 і Fe3O4. Щільність ж.< 0,01 мае %) 7,874 г/ /см3, /т=1539"С, /КИЛ*3200«С.
Ж. - найважливіший метал сучасні, техніки. У чистому вигляді через низьку міцність. практич. не використ. основ. маса ж. застосовується у вигляді дуже різних за складом та св-вам сплавів. Перед сплавів ж. припадає ~ 95% всієї металіч. продукції.
Чисте Fe отримують у відносі, невеликих кіл-вах електролізом водних розчинів його солей або відновленням воднем. Достатньо. чисте ж. отримують прямим відновл. не-посредст. з рудних концентратів (минаючи домен , піч), воднем, природою, газом або вугіллям при відносі, низьких темп-pax (губчасте Fe, залізний порошок, металіз. котуни):

Губчасте залізо – пориста маса з високим вмістом заліза, получ. відновленням оксидів при /< /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 °С, що знижує його активність і дозволяє зберігати на повітрі (без вологи) без помітного зниження ступеня металізації. Г. ж., виробив, за високотемпературною технологією - при /> 850 ° С, має низьку схильність до вторинного окислення при зволоженні, що забезпеч. безпечне транспортування його у відкритих вагонах, перевезення морським (річковим) транспортом, зберігання у відкритих штабелях;

Залізо прямого одержання - залізо, одержуване хіміч., електрохіміч. чи хіміко-терміч. способами безпосередньо. з руди, минаючи домен, піч, як порошку , губч. заліза (металіз. котунів), криці або рідкого металу. Наиб, розвиток набуло произ-во губч. заліза при 700-1150 ° С методами газ. відновлення руди (окатишів) у шахтних печах та за допомогою тв. палива у воріт. печі. Ж. п. п. з 88-93% FeM, використовується як шихта для виплавки сталі, а з більш високим вмістом (98-99%) для виробництва жел. порошку;

Карбонільне залізо - порошок заліза, що отримується при терміч. розкладанні пентакарбонілу заліза; відрізняється високою чистотою;
самородне залізо - ж., що у природі як мінералів. Розрізняють за умовами знаходження телурич. або земне (нікель-залізо) та метеоритне (космічне) с. ж. Телурич. залізо – рідкісний мінерал – модифікація a-Fe, зустрічається у вигляді отд. лусочок, зерен, губч. мас і скупчень. Склад – тб. розчин Fe і Ni (до 30% Ni). Метеоритне с. ж. утворюється у процесах формування косміч. тіл і попадає на Землю у вигляді метеоритів; містить до 25% Ni. Колір сіро-сталевий до чорного, металлич. блиск, непрозоро, тб. балів 4-5 за мінералогіч. шкалою, у = 7,3-8,2 г/см3 (залежно від вмісту Ni). Сильно магнітно, добре кується;

Електролітичне залізо - ж., одержуване електролітич. рафінуванням; відрізняється високою чистотою по домішках (<0,02 % С; 0,01 % О2);
електротехнічне залізо - застосовується в електротехніці сталь (або так зв. техніч. чисте залізо) із сумарним вмістом. домішок до 0,08-0,10%, у т. ч. до 0,05% С. Е.ж. має мале уд. електрич. опір, має підвищ. втратами на вихрові струми, у зв'язку з чим застосування обмежено в осн. магнітопроводами пост, магнітного потоку (полюсні наконечники, магнітопроводи, реле тощо);

А-залізо - низькотемп-рна модифікація заліза з ОЦК гратами (при 20 ° С а = 286,645 пм), стійка< 910 °С; a-Fe ферромагнитно при t < 769 °С (точка Кюри);

У-залізо - високотемпературна модифікація заліза з ГЦК гратами (а = 364 пм), стійка при 910-1400 ° С; парамагнітна;
5-залізо - високотемпературна модифікація заліза з ОЦК гратами (а = 294 пм), стійка від 1400 ° С до tm, парамагнітна.

68. З'єднання заліза

Оксид заліза (II) FeO– чорна кристалічна речовина, нерозчинна у воді та лугах. FeOвідповідає основа Fe(OH)2.

Отримання.Оксид заліза (II) можна отримати неповним відновленням магнітного залізняку оксидом вуглецю (II):

Хімічні властивості.Є основним оксидом. Реагуючи з кислотами, утворює солі:

Гідроксид заліза (II) Fe(OH)2– кристалічна речовина білого кольору.

Отримання.Гідроксид заліза (II) виходить із солей двовалентного заліза при дії розчинів лугів:

Хімічні властивості.Основний гідроксид. Входить у реакції з кислотами:

На повітрі Fe(OH)2 окислюється до Fе(ОН)3:

Оксид заліза(III) Fe2O3- Речовина бурого кольору, зустрічається в природі у вигляді червоного залізняку, нерозчинний у воді.

Отримання. При випаленні піриту:

Хімічні властивості.Виявляє слабкі амфотерні властивості. При взаємодії з лугами утворює солі:

Гідроксид заліза (III) Fe(OH)3– речовина червоно-бурого кольору, нерозчинна у воді та надлишку лугу.

Отримання. Отримують шляхом окислення оксиду заліза (III) та гідроксиду заліза (II).

Хімічні властивості.Є амфотерним з'єднанням (з величезним переважанням основних властивостей). Випадає в осад при дії лугів на солі тривалентного заліза:

Солі двовалентного залізаодержують взаємодією металевого заліза з відповідними кислотами. Вони сильно гідролізуються, тому їх водні розчини – енергійні відновники:

При нагріванні вище 480 °C розкладається, утворюючи оксиди:

При дії лугів на сульфат заліза (II) утворюється гідроксид заліза (II):

Утворює кристалогідрат – FeSO4-7Н2О (залізний купорос). Хлорид заліза (III) FeCl3 –кристалічна речовина темно-коричневого кольору.

Хімічні властивості.Розчинний у воді. FeCl3виявляє окисні властивості.

Відновлювачі – магній, цинк, сірководень, окислюються без нагрівання.

В організмі людини міститься близько 5 г заліза, більшість його (70%) входить до складу гемоглобіну крові.

Фізичні властивості

У вільному стані залізо – сріблясто-білий метал із сіруватим відтінком. Чисте залізо пластично, має феромагнітні властивості. На практиці зазвичай використовуються сплави заліза – чавуни та сталі.

Fe - найголовніший і найпоширеніший елемент дев'яти d-металів побічної підгрупи VIII групи. Разом із кобальтом та нікелем утворює «родина заліза».

При утворенні з'єднань з іншими елементами частіше використовує 2 або 3 електрони (В = II, III).

Залізо, як і багато d-елементи VIII групи, не виявляє вищу валентність, рівну номеру групи. Його максимальна валентність досягає VI і виявляється вкрай рідко.

Найбільш характерними є сполуки, в яких атоми Fe знаходяться в ступенях окислення +2 і +3.

Способи отримання заліза

1. Технічне залізо (у сплаві з вуглецем та іншими домішками) отримують карботермічним відновленням його природних сполук за схемою:

Відновлення відбувається поступово, у 3 стадії:

1) 3Fe 2 O 3 + СО = 2Fe 3 O 4 + СО 2

2) Fe 3 O 4 + СО = 3FeO + СО 2

3) FeO + СО = Fe + СО 2

Чавун, що утворюється в результаті цього процесу, містить більше 2% вуглецю. Надалі з чавуну одержують сталі - сплави заліза, що містять менше 1,5% вуглецю.

2. Дуже чисте залізо одержують одним із способів:

а) розкладання пентакарбонілу Fe

Fe(CO) 5 = Fe + 5СО

б) відновлення воднем чистого FeO

FeO + Н 2 = Fe + Н 2 O

в) електроліз водних розчинів солей Fe+2

FeC 2 O 4 = Fe + 2С 2

оксалат заліза (II)

Хімічні властивості

Fe – метал середньої активності, виявляє загальні властивості, характерні для металів.

Унікальною особливістю є здатність до «іржавіння» у вологому повітрі:

За відсутності вологи із сухим повітрям залізо починає помітно реагувати лише за Т > 150°С; при прожарюванні утворюється «залізна окалина» Fe 3 O 4:

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4

У воді без кисню залізо не розчиняється. При дуже високій температурі Fe реагує з водяною парою, витісняючи з молекул води водень:

3 Fe + 4Н2O(г) = 4H2

Процес іржавлення за своїм механізмом є електрохімічною корозією. Продукт іржавлення представлений у спрощеному вигляді. Насправді утворюється пухкий шар суміші оксидів та гідроксидів змінного складу. На відміну від плівки Аl 2 Про 3 цей шар не оберігає залізо від подальшого руйнування.

Види корозії

Захист заліза від корозії

1. Взаємодія з галогенами та сіркою за високої температури.

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3

2Fe + 3F 2 = 2FeF 3

Fe + I 2 = FeI 2

Утворюються сполуки, у яких переважає іонний тип зв'язку.

2. Взаємодія з фосфором, вуглецем, кремнієм (з N 2 і Н 2 залізо безпосередньо не з'єднується, але розчиняє їх).

Fe + Р = Fe x P y

Fe + C = Fe x C y

Fe + Si = Fe x Si y

Утворюються речовини змінного складу, тому що бертоліди (у сполуках переважає ковалентний характер зв'язку)

3. Взаємодія з «неокислюючими» кислотами (HCl, H 2 SO 4 розб.)

Fe 0 + 2Н + → Fe 2+ + Н 2

Оскільки Fe розташовується в ряду активності лівіше водню (Е° Fe/Fe 2+ = -0,44В), воно здатне витісняти Н 2 із звичайних кислот.

Fe + 2HCl = FeCl 2 + Н 2

Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + Н 2

4. Взаємодія з «окисними» кислотами (HNO 3 , H 2 SO 4 конц.)

Fe 0 - 3e - → Fe 3+

Концентровані HNO 3 і H 2 SO 4 пасивують залізо, тому при звичайній температурі метал в них не розчиняється. При сильному нагріванні відбувається повільне розчинення (без виділення Н2).

У розб. HNO 3 залізо розчиняється, переходить у розчин у вигляді катіонів Fe 3+ а аніон кислоти відновлюється до NO*:

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

Дуже добре розчиняється в суміші НСl та HNO 3

5. Ставлення до луг

У водних розчинах лугів Fe не розчиняється. З розплавленими лугами реагує лише за дуже високих температур.

6. Взаємодія із солями менш активних металів

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

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

7. Взаємодія з газоподібним монооксидом вуглецю (t = 200°C, P)

Fe(порошок) + 5CO(г) = Fe 0(CO) 5 пентакарбоніл заліза

З'єднання Fe(III)

Fe 2 O 3 – оксид заліза (III).

Червоно-бурий порошок, н. нар. в Н 2 O. У природі – «червоний залізняк».

Способи отримання:

1) розкладання гідроксиду заліза (III)

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

2) випал піриту

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

3) розкладання нітрату

Хімічні властивості

Fe 2 O 3 – основний оксид з ознаками амфотерності.

I. Основні властивості проявляються у здатності реагувати з кислотами:

Fe 2 Про 3 + 6Н + = 2Fe 3+ + ДТ 2 Про

Fe 2 Про 3 + 6HCI = 2FeCI 3 + 3H 2 O

Fe 2 Про 3 + 6HNO 3 = 2Fe(NO 3) 3 + 3H 2 O

ІІ. Слабокислотні властивості. У водних розчинах лугів Fe 2 O 3 не розчиняється, але при сплавленні з твердими оксидами, лугами та карбонатами відбувається утворення феритів:

Fe 2 Про 3 + СаО = Ca(FeО 2) 2

Fe 2 Про 3 + 2NaOH = 2NaFeО 2 + H 2 O

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

ІІІ. Fe 2 Про 3 - вихідна сировина для отримання заліза в металургії:

Fe 2 Про 3 + ЗС = 2Fe + ЗСО або Fe 2 Про 3 + ЗСО = 2Fe + ЗСО 2

Fe(OH) 3 - гідроксид заліза (III)

Способи отримання:

Отримують при дії лугів на солі розчинні Fe 3+ :

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

У момент одержання Fe(OH) 3 - червоно-бурий слизово-аморфний осад.

Гідроксид Fe(III) утворюється також при окисленні на вологому повітрі Fe та Fe(OH) 2:

4Fe + 6Н 2 O + 3O 2 = 4Fe(OH) 3

4Fe(OH) 2 + 2Н 2 O + O 2 = 4Fe(OH) 3

Гідроксид Fe(III) є кінцевим продуктом гідролізу солей Fe3+.

Хімічні властивості

Fe(OH) 3 - дуже слабка основа (набагато слабша, ніж Fe(OH) 2). Виявляє помітні кислотні властивості. Таким чином, Fe(OH) 3 має амфотерний характер:

1) реакції з кислотами протікають легко:

2) свіжий осад Fe(OH) 3 розчиняється у гарячих конц. розчинах КОН або NaOH з утворенням гідроксокомплексів:

Fe(OH) 3 + 3КОН = K 3

У лужному розчині Fe(OH) 3 може бути окислений до ферратів (солей не виділеної у вільному стані залізної кислоти H 2 FeO 4):

2Fe(OH) 3 + 10КОН + 3Br 2 = 2K 2 FeO 4 + 6КВr + 8Н 2 O

Солі Fe 3+

Найбільш практично важливими є: Fe 2 (SO 4) 3 , FeCl 3 , Fe(NO 3) 3 , Fe(SCN) 3 , K 3 4- жовта кров'яна сіль = Fe 4 3 берлінська блакит (темно-синій осад)

б) Fe 3+ + 3SCN - = Fe(SCN) 3 роданід Fe(III) (р-р криваво-червоного кольору)