Железо

В периодической системе железо находится в четвертом периоде, в побочнойподгруппе VIII группы СургутскийГосударственный УниверситетКафедра химии РЕФЕРАТпо теме ЖЕЛЕЗО Выполнил Бондаренко М.А. 596 2 гр. Проверил Щербакова Л.П. Сургут, 2000В периодическойсистеме железо находится в четвертом периоде, в побочной подгруппе VIII группы.Химический знак Fe феррум . Порядковый номер 26, электронная формула 1s2 2s2 2p6 3d64s2. 3d 4p 4s Электронно-графическаяформула 3d 4p 4s Валентные электроны у атома железа находятся напоследнем электронном слое 4s2 и предпоследнем 3d6 .В химических реакциях железо может отдавать эти электроны и проявлять степениокисления 2, 3 и, иногда, 6. Нахождение в природе. Железо является вторым по распространенности металлом в природе послеалюминия . В свободном состоянии железо встречается только в метеоритах,падающих на землю.

Наиболее важные природные соединения Fe2O3 3H2O бурый железняк Fe2O3 красный железняк Fe3O4 FeO Fe2O3 магнитный железняк FeS2 - железный колчедан пирит .Соединения железа входят в состав живых организмов.

Получение железа. В промышленности железо получают восстановлением его из железных рудуглеродом коксом и оксидом углерода II в доменных печах.Химизм доменногопроцесса следующий C O2 CO2,CO2 C 2CO.3Fe2O3 CO 2Fe3O4 CO2,Fe3O4 CO 3FeO CO2,FeO CO Fe CO2. Физические свойства. Железо серебристо серый металл, обладает большой ковкостью, пластичностьюи сильными магнитными свойствами.

Плотность железа 7,87 г см3,температура плавления 1539 С.Химические свойства.В реакциях железо является восстановителем. Однако при обычной температуреоно не взаимодействует даже с самыми активными окислителями галогенами,кислородом, серой , но при нагревании становится активным и реагирует с ними 2Fe 3Cl2 2FeCl3 Хлорид железа III 3Fe 2O2 Fe3O4 FeO Fe2O3 Оксид железа II,III Fe S FeS Сульфиджелеза II При очень высокой температуре железо реагирует с углеродом, кремнием ифосфором 3Fe C Fe3C Карбиджелеза цементит 3Fe Si Fe3Si Силициджелеза3Fe 2P Fe3P2 Фосфиджелеза II Железореагирует со сложными веществами.Во влажном воздухе железо быстро окисляется корродирует 4Fe 3O2 6H2O 4Fe OH 3, OFe OH 3 Fe O H H2OРжавчина Железо находится в середине электрохимического ряда напряжений металлов,поэтому является металлом средней активности.

Восстановительнаяспособность у железа меньше, чем у щелочных, щелочноземельных металлов и уалюминия.

Только при высокой температуре раскаленное железо реагирует с водой 3Fe 4H2O Fe3O4 4H2 Железо реагирует с разбавленными серной и соляной кислотами, вытесняя изкислот водород Fe 2HCl FeCl2 H2 Fe H2SO4 FeSO4 H2 При обычной температуре железо не взаимодействует с концентрированнойсерной кислотой, так как пассивируется ею. При нагревании концентрированная H2SO4окисляет железо до сульфита железа III 2Fe 6H2SO4 Fe2 SO4 3 3SO2 6H2O.Разбавленная азотная кислота окисляет железо до нитрата железа III Fe 4HNO3 Fe NO3 3 NO 2H2O.Концентрированная азотная кислота пассивирует железо.Из растворов солей железо вытесняет металлы, которые расположены правее егов электрохимическом ряду напряжений Fe CuSO4 FeSO4 Cu, Fe0 Cu2 Fe2 Cu0. Соединения железа II Оксид железа II FeO черное кристаллическое вещество, нерастворимое в воде. Оксид железа II получают восстановлением оксида железа II,III оксидом углерода II Fe3O4 CO 3FeO CO2 .Оксид железа II основной оксид, легко реагирует с кислотами, при этомобразуются соли железа II FeO 2HCl FeCl2 H2O, FeO 2H Fe2 H2O.Гидроксид железа II Fe OH 2 порошок белого цвета, не растворяется в воде. Получают его из солейжелеза II при взаимодействии их со щелочами FeSO2NaOH Fe OH 2 Na2SO4,Fe2 2OH- Fe OH 2 .Гидроксид железа Fe OH 2 проявляет свойства основания, легко реагирует скислотами Fe OH 2 2HCl FeCl2 2H2O,Fe OH 2 2H Fe2 2H2O.При нагревании гидроксид железа II разлагается Fe OH 2 FeO H2O.Соединения со степенью окисления железа 2 проявляют восстановительныесвойства, так как Fe2 легко окисляются до Fe 3 Fe 2 1e Fe 3Так, свежеполученный зеленоватый осадок Fe OH 2 на воздухе очень быстроизменяет окраску буреет.

Изменение окраски объясняется окислением Fe OH 2в Fe OH 3 кислородом воздуха 4Fe 2 OH 2 O2 2H2O 4Fe 3 OH 3.Восстановительные свойства проявляют и соли двухвалентного железа, особеннопри действии окислителей в кислотной среде.

Например, сульфат железа II восстанавливает перманганат калия в сернокислотной среде до сульфата марганца II 10Fe 2SO4 2KMn 7O4 8H2SO4 5Fe 32 SO4 3 2Mn 2SO4 K2SO4 8H2O.Качественная реакция на катион железа II .Реактивом для определения катиона железа Fe2 является гексациано III феррат калия красная кровяная соль K3 Fe CN 6 3FeSO4 2K3 Fe CN 6 Fe3 Fe CN 6 2 3K2SO4.При взаимодействииионов Fe CN 6 3- с катионами железа Fe2 образуетсятемно-синий осадок турнбулева синь 3Fe2 2 Fe CN 6 3- Fe3 Fe CN 2 Соединения железа III Оксид железа III Fe2O3 порошок бурого цвета, не растворяется в воде.Оксид железа III получают А разложением гидроксида железа III 2Fe OH 3 Fe2O3 3H2O Б окислением пирита FeS2 4Fe 2S2-1 11O20 2Fe2 3O3 8S 4O2-2. Fe 2 1e Fe 3 2S-1 10e 2S 4 O20 4e 2O-2 11e Оксид железа III проявляет амфотерные свойства А взаимодействует с твердыми щелочами NaOH и KOH и с карбонатами натрия икалия при высокой температуре Fe2O2NaOH 2NaFeO2 H2O,Fe2O3 2OH- 2FeO2- H2O,Fe2O3 Na2CO2NaFeO2 CO2.Феррит натрияГидроксид железа III получают из солей железа III при взаимодействии их со щелочами FeCl3NaOH Fe OH 3NaCl,Fe3 3OH- Fe OH 3 .Гидроксид железа III является более слабым основанием, чем Fe OH 2,и проявляет амфотерные свойства с преобладанием основных . При взаимодействиис разбавленными кислотами Fe OH 3 легко образует соответствующиесоли Fe OH 3 3HCl FeCl3 H2O2Fe OH 3 3H2SO4 Fe2 SO4 3 6H2OFe OH 3 3H Fe3 3H2OРеакции с концентрированными растворами щелочей протекают лишь придлительном нагревании.

При этом получаются устойчивые гидрокомплексы скоординационным числом 4 или 6 Fe OH 3 NaOH Na Fe OH 4 ,Fe OH 3 OH- Fe OH 4 Fe OH 3 3NaOH Na3 Fe OH 6 ,Fe OH 3 3OH- Fe OH 6 3 Соединения со степенью окисления железа 3 проявляют окислительные свойства,так как под действием восстановителей Fe 3 превращается в Fe 2 Fe 3 1e Fe 2.Так, например, хлорид железа III окисляет йодид калия до свободного йода 2Fe 3Cl3 2KI 2Fe 2Cl2 2KCl I20Качественные реакции на катион железа III А Реактивом для обнаружения катиона Fe3 является гексациано II феррат калия желтая кровяная соль K2 Fe CN 6 .При взаимодействии ионов Fe CN 6 4- с ионами Fe3 образуется темно-синий осадок берлинская лазурь 4FeCl3 3K4 Fe CN 6 Fe4 Fe CN 6 3 12KCl,4Fe3 3 Fe CN 6 4- Fe4 Fe CN 6 3 .Б Катионы Fe3 легко обнаруживаются с помощью роданида аммония NH4CNS . Врезультате взаимодействия ионов CNS-1 с катионами железа III Fe3 образуетсямалодиссоциирующий роданид железа III кроваво-красного цвета FeCl3 3NH4CNS Fe CNS 3 3NH4Cl, Fe3 3CNS1- Fe CNS 3. Применение и биологическая рольжелеза и его соединений.

Важнейшие сплавы железа чугуны и стали являются основными конструкционными материалами практическиво всех отраслях современного производства.Хлорид железа III FeCl3 применяется для очистки воды. В органическом синтезе FeCl3применяется как катализатор.

Нитрат железа Fe NO3 3 9H2O используют при окраске тканей.Железо является однимиз важнейших микроэлементов в организме человека и животных в организмевзрослого человека содержится в виде соединений около 4 г Fe . Оно входит всостав гемоглобина, миоглобина, различных ферментов и других сложныхжелезобелковых комплексов, которые находятся в печени и селезенке.

Железостимулирует функцию кроветворных органов.

Список использованной литературы 1. Химия. Пособие репетитор . Ростов-на-Дону. Феникс . 1997 год.2. Справочник дляпоступающих в вузы . Москва.

Высшаяшкола , 1995 год.3. Э.Т.Оганесян.

Руководство по химиипоступающим в вузы . Москва. 1994 год.