Железо

Желе́зо элемент побо- чной подгруппы восьмой группы IV периода пери- одической системы с атомным номером 26. Один из самых распро- странённых в земной коре металлов (второе место после алюминия). 2e -, 8e -, 14e -, 2e -

Железо – переходный металл Переменные степени окисления. Железо имеет 4 с.о.: 0, +2, +3 (устойчивая) и +6 (за счёт подъема e-нов с предвнешнего уровня) Fe(OH) 2 и FeO проявляют основные свойства Fe(OH) 3 и Fe 2 O 3 – слабо амфотерные

Нахождение в природе красный железняк (гематит, Fe 2 O 3 ; содержит до 70 % Fe), магнитный железняк (магнетит, FeFe 2 O 4, Fe 3 O 4 ; содержит 72,4 % Fe) пирит FeS 2 (серный или железный колчедан) Гидротермальный источник с железистой водой. Окислы железа окрашивают воду в бурый цвет.

Получение Первый этап производства восстановление железа углеродом в доменной печи при температуре 2000 °C. В печи углерод в виде кокса окисляется до монооксида углерода. Данный оксид образуется при горении в недостатке кислорода: 2C + O 2 = 2CO

Получение В свою очередь, монооксид углерода восстанавливает железо из руды. Чтобы данная реакция шла быстрее, нагретый угарный газ пропускают через оксид железа(III): 3CO + Fe 2 O 3 2Fe + 3CO 2 Кроме доменного процесса, распространён процесс прямого получения железа: H 2 + Fe 2 O 3 2Fe + H 2 O

Получение FeS 2 + O 2 Fe 2 O 3 + SO Fe +2 – 1e - Fe +3 2S -1 – 2·5e - 2S +4 O ·2e - 2O -2 Обжиг пирита:

Физические свойства Железо типичный металл, в свободном состоянии серебристо-белого цвета с сероватым оттенком. Чистый металл пластичен, различные примеси (в частности углерод) повышают его твёрдость и хрупкость. Обладает ярко выраженными магнитными свойствами. Часто выделяют так называемую «триаду железа» группу трёх металлов (железо Fe, кобальт Co, никель Ni), обладающих схожими физическими свойствами, атомными радиусами и значениями электроотрицательности.

Химические свойства С кислородом железо реагирует при нагревании. при сгорании железа на воздухе образуется Fe 3 O 4 при сгорании в чистом кислороде Fe 2 O 3. Если кислород или воздух пропускать через расплавленное железо, то образуется FeO. При нагревании порошка серы и железа образуется сульфид, приближённую формулу которого можно записать как FeS.

Химические свойства Железо при нагревании реагирует с галогенами. Fe + F 2 FeF 3 При хлорировании железа (при температуре около 200 °C) образуется летучий димер Fe 3 Cl 6 (FeCl 3 ) Если взаимодействие железа и брома протекает при комнатной температуре или при нагревании и повышенном давлении паров брома, то образуется FeBr 3. При нагревании FeCl 3 и, особенно, FeBr 3 отщепляют галоген и превращаются в галогениды железа(II). При взаимодействии железа и иода образуется иодид Fe 3 I 8.

Химические свойства С соляной и разбавленной серной кислотами железо реагирует с образованием солей железа(II): Fe + 2HCl FeCl 2 + H 2 Fe + H 2 SO 4 FeSO 4 + H 2 При взаимодействии железа с концентрированной серной кислотой реакция протекает с образованием сульфата железа(III): 2Fe + 6H 2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 +3SO 2 + 6H 2 O

Соединения железа Гидроксид железа(III) слабо амфотерен: он реагирует с кислотами: 2Fe(OH) 3 + 3H 2 SO4 Fe 2 (SO 4 )3 + 6H 2 O и с концентрированными растворами щелочей: Fe(OH) 3 + 3KOH (конц.) K 3 [Fe(OH) 6 ] Соединения железа(III) в растворах восстанавливаются металлическим железом: Fe + 2FeCl 3 3FeCl 2

Качественные реакции Качественные реакции на железо (II): 2K 3 [Fe(CN) 6 ] + 3FeSO 4 = KFe[Fe(CN) 6 ]) + 3K 2 SO 4 красная кровяная соль турнбуллева синь осадок тёмно-синий FeSO 4 + 2NaOH = Fe(OH) 2 + Na 2 SO 4 тёмно-зелёный осадок

Железо(II)

Качественные реакции Качественные реакции на железо (III): FeCl 3 + NaOH = Fe(OH) 3 + NaCl бурый осадок 3К 4 [Fe(CN) 6 ] + 4FeCl 3 = KFe[Fe(CN) 6 ]) + 12KCl жёлтая кровяная соль берлинская лазурь осадок синий FeCl 3 + 3КCNS = Fe(CNS) KCl роданид калия красный осадок

Качественные реакции

Вопросы 1) Какие степени окисления характерны для железа? На внешнем уровне Fe 2 электрона, из-за чего появляется с.о. +6? 2) Сколько электронов в ионе Fe 2+ ? 3) Напишите реакции железа с иодом, хлором, кислородом при горении в воздухе, концентрированной. серной кислотой. 4) Осуществите превращения: Fe 2 O 3 Fe FeCl 2 Fe(OH) 2 Fe(OH) 3 FeCl 3 Fe

Тест