Железо

I. ЖЕЛЕЗО КАК ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ.

II. НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ

III. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.

IV. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

V. ПОЛУЧЕНИЕ

ПЛАН:

Химический элемент

VIII группа

Атомный номер 26,

атомная масса 55.847.

Историческая справка о

железе

Слово «железо» произошло от санскритских слов «джальжа» (металл, руда) или «жель» (блистать, пылать).

Самым древним предметом из железа считаются бусы из полых трубочек, найденные при раскопках египетских захоронений конца IV в. до н.э. Бусы выкованы из железа, содержащего 7,5 % никеля, что характерно для железа метеоритного происхождения.

Изотопы железа

Природные изотопы

Искусственные изотопы

56Fе - 91, 68%

54Fе - 5,84%

57Fе - 2, 17%

58Fе - 0,31%

55Fе - Т1/2 - 2,4 ч

59Fе - Т1/2 - 45,6 суток

II. Нахождение в природе

В земной коре железо распространено достаточно

широко. На его долю приходится:

Около 4,1% массы земной коры

(4-е место среди всех элементов, 2-е среди

металлов).

В морской воде 1·10–5 — 1·10–8 % железа.

Минералы железа

лимонит

Fe2O3 • nH2O

гематит

Fe2O3

пиритFeS2

магнетит

Fe3O4

Железо содержится в крови –

гемоглобине, а именно в

красных кровяных тельцах –

эритроцитах.

о

В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА

В растениях

Железо влияет на процесс фотосинтеза.

III. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВАМягкий ковкий серебристо-серый металл.

Температура плавления – 1535 С

Температура кипения около 2800 С

При температуре ниже 770 С железо обладаетферромагнитными свойствами (оно легконамагничивается, и из него можно изготовить магнит).

Выше этой температуры

ферромагнитные свойства

железа исчезают,

железо «размагничивается».

Отдавая два внешних электрона, проявляет степень

окисления +2;

Отдавая три электрона (два внешних и один сверхоктетный с

предпоследнего энергетического уровня), проявляет степень

окисления +3.Fe-2e=Fe+2 Fe-3e=Fe+3

IV. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Железо - металл средней химической

активности

слабый

окислитель

сильный

окислитель

Cl₂,HNO₃,

H₂SO₄(к), t⁰

НCl,

разб. H₂SO₄,р-ры солей

Fe⁺²O • Fe⁺³₂O₃

Fe₃O₄

+O₂ t⁰

1. Железо — активный металл.На воздухе образуется защитная оксидная пленка, препятствующая ржавению металла.

3Fe + 2O2 = Fe2O3 • FeO (Феррит железа)

2. Во влажном воздухе железо окисляется и покрывается ржавчиной, которая частично состоит из гидратированного оксида железа (III).

4Fe + 3О2 + 6Н2О = 4Fe(ОН)3

3. Взаимодействие с простыми веществами:

3.1 Горит в кислороде

3 Fe + 2 O2 =Fe3 O4

3.2 Реагирует с хлором

2Fe + 3 Cl2 = 2FeCl3

3.3 Взаимодействует с серой

Fe + S = FeS

4. Железо вытесняет из растворов солей металлы,

находящиеся в электрохимическом ряду

напряжений правее железа:

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu

5. При высокой температуре (700-900°С) железо

реагирует с парами воды:

3Fe+4Н2O=Fe3O4+4Н2

6. С кислотами:

С соляной и разбавленной (приблизительно 20%-й) серной кислотами железо реагирует с образованием солей железа(II):

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2

С концентрированными серной и азотной кислотами железо не реагирует.

Эти кислоты создают на поверхности металла такую прочную и плотную пленку оксида, что металл становится совершенно пассивным и уже не вступает в другие реакции.

Растворяется железо в разбавленной азотной кислоте.

8 Fe + 30 HNO3 8 Fe(NO3)3 + 3 NH4NO3 + 9 H2O

7. Окисление железа

При хранении водных растворов солей железа(II)

наблюдается окисление железа(II) до железа(III):

4FeCl2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)Cl2

8.Соединения железа (III) в растворах

восстанавливаются металлическим

железом:

Fe + 2FeCl3 = 3FeCl2

Получение железа

.

2) При прямом получении железа из руд используют бедные

железные руды, шлаки других производств, содержащие

железо:

Fe2O3 + СО → Fe + CO2, Fe2O3 + H2 → Fe + H2O

.

1) Основной промышленный способ переработки

железных руд - производство чугуна (сплав железа,

содержащий 2,2–4% С, а

также Si, Mn, P, S). Процесс, протекающий в доменной печи, основан на восстановлении

оксидов железа при нагревании:

Fe2O3 + CO → Fe3O4 + CO2 , FeO + CO → Fe + CO2

Fe3O4 + CO → FeO + CO2 FeO + C → Fe + CO

ПОЛУЧЕНИЕ

Оксид железа

1. Проявляет основные свойства, взаимодействуя с кислотами:

FeO + H2SO4 = FeSO4 + H2O

2. Оксид железа (III) проявляет слабые амфотерные свойства, взаимодействуя при нагревании с основными оксидами с образованием ферритов:

МnO + Fe2O3 = Mn(FeO2)2

Качественные реакции

на ионы Fe2+ и Fe3+.

FeSO4 + K3 [Fe(CN)6] KFe +2 [Fe +3(CN)6] + K2SO4

красная кровяная соль турнбулева синь

FeCI3 + K4 [Fe(CN)6] KFe+3 [Fe +2(CN)6] +3KCIжелтая кровяная соль берлинская лазурь

FeCI3 + 3 KCNS Fe(CNS)3 +3KCIкроваво-красный

Сплавы железа

Применение железа и его

соединений в медицине:

Железный купорос FеSО4 • 7Н2О используют при лечении анемии, связанной с недостатком железа в организме.

Карбонат железа (II) FеСО3 применяют при слабости и истощении.

Восстановленное железо (Fе 2+) назначают при слабости и истощении: оно входит в состав более 20 лекарственных средств, применяемых при лечении различных видов анемий.

Гексагидрат хлорида железа (III) FеС13 • 6Н2О применяется наружно как дезинфицирующее и кровоостанавливающее средство.

Таблетки «Бло» (содержат FеSО4) используют при лечении железодефицитной анемии»