Железо
Железо – не только основа всего мира, самый главный элемент
окружающей нас природы. Оно основа культуры и промышленности.
Оно орудие войны и мирного труда, и во всей таблице Менделеева
невозможно найти другой такой элемент , который был бы так связан с
прошлыми, настоящими и будущими судьбами человечества.
Академик Ферсман А.Е.
Периоды
Ряды
Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева
Группы элементов
I
II
III
IV
VI
V
VIII
VII
1
Н
Не
2
1
1
s
1,008
4,003
Гелий
Водород
5
В
Ne
6
Be
4
2
p
С
8
2
9
3
F
Li
О
3
7
N
15,999
14.0067
10,811
18.998
12,011
20.179
9.012
6,941
Кислород
Бериллий
Фтор
Вор
Азот
Литий
Неон
Углерод
d
3
18
Al
Ar
3
S
13
16
Na
11
Mg
12
17
Cl
15
P
14
Si
32,064
22,9898
24.305
26.981
39.948
30.974
35,453
28,086
Натрий
Алюминий
Сера
Литий
Аргон
Хлор
Фосфор
Кремний
Ni
28
27
26
Fe
Co
22
Ti
V
23
4
20
К
4
19
Ca
Sc
21
25
Cr
Mn
24
58.71
58.933
47.90
50,942
55,847
40.078
39,098
54,938
51,996
44,956
Железо
Ванадий
Титан
Никель
Кобальт
Калий
Кальций
Хром
Скандий
Марганец
29
Ge
32
Cu
Se
34
5
Kr
36
Ga
Br
30
33
As
35
Zn
31
72.61
78.96
63,546
83.80
65,37
69,72
79,904
74.922
Селен
Медб
Германий
Криптон
Мышьяк
Бром
Галлий
Цинк
44
45
Pd
46
Ru
Rh
Y
39
37
Rb
Te
43
6
5
Nb
40
Zr
41
Mo
38
42
Sr
106.4
102.91
101,07
85,47
83,906
97.9064
92.906
95,94
91.22
87,62
Родий
Палладий
Рутений
Рубидий
Иттрий
Технеций
Стронций
Молибден
Цирконий
Ниобий
51
Sb
48
Cd
Ag
47
7
50
Sn
49
In
I
Xe
Te
54
53
52
107.87
121.75
112.41
126.90
114.82
116.71
127.60
131.30
Серебро
Сурьма
Кадмий
Ксенон
Индий
Олово
Йод
Теллур
78
Pt
76
77
Os
Ir
Re
56
Ba
W
55
Cs
Ta
*La
6
8
Hf
75
74
73
57
72
137.33
195,09
192,22
132,91
190,2
186.207
183.85
138.905
180.95
178.49
Барий
Осмий
Платина
Иридий
Цезий
Рений
Вольфрам
Лантан
Тантал
Гафний
Au
Hg
Pb
82
Bi
83
85
At
81
Tl
Po
84
9
Rn
86
79
80
207.2
208.98
209.99
204,37
208.99
(222)
196,99
200,59
Свинец
Висмут
Астат
Таллий
Понийт
Радон
Ртуть
Золото
108
109
Hs
Mt
87
88
Ra
Fr
Bh
7
10
*Ac
Rf
Db
Sg
105
107
89
104
106
266,14
226,03
223.02
265,132
261,11
227.03
262.11
262.12
263.12
Франций
Радий
Мейтнерий
Хассий
Актиний
Борий
Дубний
Резерфордий
Сиборгий
Нахождение в природе
- Fe 2 O 3 –гематит (красный железняк)
- Fe 3 O 4 (FeO * Fe 2 O 3 ) – магнетит (магнитный железняк)
- Fe 2 O 3 * n H 2 O – лимонит (бурый железняк)
- FeS 2 – пирит
Физические свойства
Цвет – серебристо - серый
Блеск – металлический
Твердость – относительно мягкий
Ковкость (пластичность)
Структура решётки - кубическая объёмноцентрированная
Теплопроводность (электропроводность)
Плотность – (7,87 г/см3 ) тяжелый металл
Температура плавления железа - 1539 °C,
температура кипения - 2862 °C
В ряду ЭСП – до Н 2 – металл средней активности
Особые свойства -обладает ярко выраженными магнитными свойствами
K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe , Ni, Sn, Pb, H , Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au
Химические свойства железа
- Металл средней активности в концентрированных серной и азотной кислотах пассивируется
Железо реагирует :
- Fe + S = FeS
- 2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3
- 3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4 (FeO*Fe 2 O 3 )
- 3Fe + 4H 2 O = Fe 3 O 4 +4H 2
- Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2
- Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu
Коррозия металла
- Железо разрушается под действием окружающей среды – оно ржавеет
- 4Fe + 3O 2 + 2n ·H 2 O = 2Fe 2 O 3 ·nH 2 O
- Состав ржавчины очень сложный
Защита железа от коррозии
- Лако-красочные покрытия
- Эмаль – силикатное стекло с добавлением оксидов металлов
- Металлические покрытия: лужение, оцинковывание, хромирование и т.д.
- Выплавление нержавеющих сталей
- Ингибирование
Соединения железа
- FeO →Fe(OH) 2 – основные соединения
FeO + H 2 SO 4 = FeSO 4 +H 2 O
- Fe 2 O 3 → Fe(OH) 3 – амфотерные соединения
Fe(OH) 3 + NaOH = t Na[Fe(OH) 4 ]
Качественные реакции
- На ион Fe 2+ - взаимодействие с красной кровяной солью гексацианоферратом (III)калия
Fe +2 SO 4 +K 3 [Fe(CN) 6 ]=KFe +3 [Fe +2 (CN) 6 ]↓+K 2 SO 4
синего цвета
- На ион Fe 3+ –взаимодействие с роданидом аммония
Fe +3 CI 3 +3NH 4 SCN↔Fe(SCN) 3 ↓+3NH 4 CI
кроваво-красного
цвета
Осуществите превращения
Fe →FeCI 2 →Fe(OH) 2 →FeO→Fe
Fe→FeCI 3 →Fe(OH) 3 →Fe 2 O 3 →Fe
↑ X 1 →Fe(OH) 2 →FeSO 4
Fe 3 O 4 →Fe ↓ ↓
↓ X 2 →Fe(OH) 3 →Fe 2 (SO 4 ) 3