Geležis yra periodinės sistemos ketvirtojo periodo aštuntosios grupės antrinio pogrupio elementas cheminiai elementai D. I. Mendelejevas, kurio atominis skaičius 26. Jis žymimas simboliu Fe (lot. Ferrum). Vienas iš labiausiai paplitusių metalų žemės plutoje (antra vieta po aliuminio). Vidutinio aktyvumo metalas, reduktorius.
Pagrindinės oksidacijos būsenos - +2, +3
Paprasta medžiaga geležis yra kalusis sidabriškai baltas metalas, pasižymintis dideliu cheminiu reaktyvumu: geležis greitai korozuoja esant aukštai temperatūrai arba esant didelei oro drėgmei. Gryname deguonyje geležis dega, o smulkiai išsklaidyta – savaime užsidega ore.
Paprastos medžiagos – geležies – cheminės savybės:
Rūdija ir dega deguonyje
1) Ore geležis lengvai oksiduojasi esant drėgmei (rūdija):
4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe(OH) 3
Įkaitinta geležies viela dega deguonimi, sudarydama nuosėdas - geležies oksidą (II, III):
3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4
3Fe + 2O 2 → (Fe II Fe 2 III) O 4 (160 ° С)
2) Aukštoje temperatūroje (700–900°C) geležis reaguoja su vandens garais:
3Fe + 4H 2 O - t ° → Fe 3 O 4 + 4H 2
3) Kaitinama geležis reaguoja su nemetalais:
2Fe+3Cl2 →2FeCl3 (200 °С)
Fe + S – t° → FeS (600 °C)
Fe + 2S → Fe +2 (S 2 -1) (700 ° С)
4) Eilėje įtampų jis yra kairėje nuo vandenilio, reaguoja su praskiestomis rūgštimis Hcl ir H 2 SO 4, o susidaro geležies (II) druskos ir išsiskiria vandenilis:
Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 (reakcijos vyksta be oro prieigos, kitaip Fe +2 deguonis palaipsniui paverčiamas Fe +3)
Fe + H 2 SO 4 (diff.) → FeSO 4 + H 2
Koncentruotose oksiduojančiose rūgštyse geležis ištirpsta tik kaitinama, iš karto pereina į Fe 3+ katijoną:
2Fe + 6H 2 SO 4 (konc.) – t° → Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O
Fe + 6HNO 3 (konc.) – t° → Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O
(šaltoje, koncentruoto azoto ir sieros rūgšties pasyvus
Geležinė vinis, panardinta į melsvą vario sulfato tirpalą, palaipsniui padengiama raudono metalinio vario danga.
5) Geležis išstumia metalus į dešinę nuo jos jų druskų tirpaluose.
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu
Geležies amfoteriškumas pasireiškia tik koncentruotais šarmais verdant:
Fe + 2NaOH (50 %) + 2H 2 O \u003d Na 2 ↓ + H 2
ir susidaro natrio tetrahidroksoferato(II) nuosėdos.
Techninis lygintuvas- geležies ir anglies lydiniai: ketaus yra 2,06–6,67 % C, plieno 0,02-2,06% C, dažnai yra kitų natūralių priemaišų (S, P, Si) ir dirbtinai įterptų specialių priedų (Mn, Ni, Cr), todėl geležies lydiniai techniškai gaminami naudingų savybių– kietumas, šiluminis ir atsparumas korozijai, plastiškumas ir kt. .
Aukštakrosnių geležies gamybos procesas
Aukštakrosnių geležies gamybos procesas susideda iš šių etapų:
a) sulfidinių ir karbonatinių rūdų paruošimas (skrudinimas) – pavertimas oksidine rūda:
FeS 2 → Fe 2 O 3 (O 2, 800 ° С, -SO 2) FeCO 3 → Fe 2 O 3 (O 2, 500-600 ° С, -CO 2)
b) kokso deginimas karštu srove:
C (koksas) + O 2 (oras) → CO 2 (600–700 °C) CO 2 + C (koksas) ⇌ 2CO (700–1000 °C)
c) oksido rūdos redukavimas anglies monoksidu CO iš eilės:
Fe2O3 →(CO)(Fe II Fe 2 III) O 4 →(CO) FeO →(CO) Fe
d) geležies karbiuracija (iki 6,67 % C) ir ketaus lydymas:
Fe (t ) →(C(koksas)900-1200°С) Fe (g) (ketaus, t pl 1145°C)
Ketaus cementito Fe 2 C ir grafito visada yra grūdelių pavidalu.
Plieno gamyba
Ketaus perskirstymas į plieną atliekamas specialiose krosnyse (konverteris, atvira krosnis, elektrinė), kurios skiriasi šildymo būdu; proceso temperatūra 1700-2000 °C. Pučiant deguonies prisodrintą orą, iš ketaus išdeginamas anglies perteklius, taip pat siera, fosforas ir silicis oksidų pavidalu. Šiuo atveju oksidai sugaunami išmetamųjų dujų (CO 2, SO 2) pavidalu arba sujungiami į lengvai atskirtą šlaką – Ca 3 (PO 4) 2 ir CaSiO 3 mišinį. Norint gauti specialų plieną, į krosnį įvedami kitų metalų legiravimo priedai.
Kvitas gryna geležis pramonėje - geležies druskų tirpalo elektrolizė, pavyzdžiui:
FeCl 2 → Fe↓ + Cl 2 (90°C) (elektrolizė)
(yra ir kitų specialių metodų, įskaitant geležies oksidų redukciją vandeniliu).
Gryna geležis naudojama specialių lydinių gamyboje, elektromagnetų ir transformatorių šerdžių gamyboje, ketus naudojamas liejinių ir plieno gamyboje, plienas naudojamas kaip konstrukcinės ir įrankių medžiagos, įskaitant nusidėvėjimą, šilumą ir koroziją. - atsparios medžiagos.
Geležies (II) oksidas F EO . Amfoterinis oksidas, turintis daug pagrindinių savybių. Juoda, turi joninę Fe 2+ O 2- struktūrą. Kaitinamas iš pradžių suyra, paskui vėl susidaro. Jis nesusidaro geležies degimo metu ore. Nereaguoja su vandeniu. Skaido rūgštys, susilieja su šarmais. Lėtai oksiduojasi drėgname ore. Išgaunamas vandeniliu, koksu. Dalyvauja geležies lydymo aukštakrosnėse procese. Jis naudojamas kaip keramikos ir mineralinių dažų komponentas. Svarbiausių reakcijų lygtys:
4FeO ⇌ (Fe II Fe 2 III) + Fe (560–700 °С, 900–1000 ° С)
FeO + 2HC1 (razb.) \u003d FeC1 2 + H 2 O
FeO + 4HNO 3 (konc.) \u003d Fe (NO 3) 3 + NO 2 + 2H 2 O
FeO + 4NaOH \u003d 2H 2 O + Na 4FeO3 (raudona.) trioksoferatas (II)(400–500 °С)
FeO + H 2 \u003d H 2 O + Fe (didelio grynumo) (350 ° C)
FeO + C (koksas) \u003d Fe + CO (virš 1000 ° C)
FeO + CO \u003d Fe + CO 2 (900 ° C)
4FeO + 2H 2O (drėgmė) + O 2 (oras) → 4FeO (OH) (t)
6FeO + O 2 \u003d 2 (Fe II Fe 2 III) O 4 (300-500 ° С)
Kvitas in laboratorijos: terminis geležies (II) junginių skilimas be oro prieigos:
Fe (OH) 2 \u003d FeO + H 2 O (150-200 ° C)
FeSOz \u003d FeO + CO 2 (490-550 ° С)
Geležies oksidas (III) - geležis ( II ) ( Fe II Fe 2 III) O 4 . Dvigubas oksidas. Juoda, turi Fe 2+ (Fe 3+) 2 (O 2-) 4 joninę struktūrą. Termiškai stabilus iki aukštų temperatūrų. Nereaguoja su vandeniu. Skaido rūgštys. Jį redukuoja vandenilis, įkaitusi geležis. Dalyvauja aukštakrosnių geležies gamybos procese. Jis naudojamas kaip mineralinių dažų komponentas ( minimalus geležis), keramika, spalvotas cementas. Specialios plieno gaminių paviršiaus oksidacijos produktas ( pajuodavimas, mėlynavimas). Sudėtis atitinka rudas rūdis ir tamsias geležies apnašas. Nerekomenduojama naudoti Fe 3 O 4 formulės. Svarbiausių reakcijų lygtys:
2 (Fe II Fe 2 III) O 4 \u003d 6FeO + O 2 (virš 1538 ° С)
(Fe II Fe 2 III) O 4 + 8HC1 (razb.) \u003d FeC1 2 + 2FeC1 3 + 4H 2 O
(Fe II Fe 2 III) O 4 + 10HNO 3 (konc.) \u003d 3 Fe (NO 3) 3 + NO 2 + 5H 2 O
(Fe II Fe 2 III) O 4 + O 2 (oras) \u003d 6Fe 2 O 3 (450–600 ° С)
(Fe II Fe 2 III) O 4 + 4H 2 \u003d 4H 2 O + 3Fe (didelio grynumo, 1000 °C)
(Fe II Fe 2 III) O 4 + CO \u003d 3 FeO + CO 2 (500–800 ° C)
(Fe II Fe 2 III) O4 + Fe ⇌4 FeO (900–1000 °С, 560–700 °С)
Kvitas: geležies degimas (žr.) ore.
magnetitas.
Geležies (III) oksidas F e 2 O 3 . Amfoterinis oksidas, kuriame vyrauja pagrindinės savybės. Raudonai ruda, turi joninę struktūrą (Fe 3+) 2 (O 2-) 3. Termiškai stabilus iki aukštų temperatūrų. Jis nesusidaro geležies degimo metu ore. Su vandeniu nereaguoja, iš tirpalo nusėda rudas amorfinis hidratas Fe 2 O 3 nH 2 O. Lėtai reaguoja su rūgštimis ir šarmais. Jį sumažina anglies monoksidas, išlydyta geležis. Lydiniai su kitų metalų oksidais ir sudaro dvigubus oksidus - špineliai(techniniai gaminiai vadinami feritais). Jis naudojamas kaip žaliava geležies lydymui aukštakrosnių procese, kaip katalizatorius gaminant amoniaką, kaip keramikos, spalvotų cementų ir mineralinių dažų komponentas, termitiniam plieno konstrukcijų suvirinimui, kaip garso ir vaizdo nešiklis. ant magnetinių juostų, kaip plieno ir stiklo poliravimo priemonė.
Svarbiausių reakcijų lygtys:
6Fe 2 O 3 \u003d 4 (Fe II Fe 2 III) O 4 + O 2 (1200-1300 °С)
Fe 2 O 3 + 6HC1 (razb.) → 2FeC1 3 + ZH 2 O (t) (600 ° C, p)
Fe 2 O 3 + 2NaOH (konc.) → H 2 O+ 2 NaFeO 2 (raudona)dioksoferatas (III)
Fe 2 O 3 + MO \u003d (M II Fe 2 II I) O 4 (M \u003d Cu, Mn, Fe, Ni, Zn)
Fe 2 O 3 + ZN 2 \u003d ZN 2 O + 2Fe (labai grynas, 1050–1100 ° С)
Fe 2 O 3 + Fe \u003d ZFeO (900 ° C)
3Fe 2 O 3 + CO \u003d 2 (Fe II Fe 2 III) O 4 + CO 2 (400–600 ° С)
Kvitas laboratorijoje - terminis geležies (III) druskų skilimas ore:
Fe 2 (SO 4) 3 \u003d Fe 2 O 3 + 3SO 3 (500–700 ° С)
4 (Fe (NO 3) 3 9 H 2 O) \u003d 2 Fe a O 3 + 12NO 2 + 3O 2 + 36H 2 O (600–700 ° С)
Gamtoje – geležies oksido rūdos hematitas Fe 2 O 3 ir limonitas Fe 2 O 3 nH 2 O
Geležies (II) hidroksidas F e(OH)2. Amfoterinis hidroksidas, kuriame vyrauja pagrindinės savybės. Baltos (kartais su žalsvu atspalviu) Fe-OH jungtys vyrauja kovalentinės. Termiškai nestabilus. Lengvai oksiduojasi ore, ypač drėgna (tamsėja). Netirpi vandenyje. Reaguoja su praskiestomis rūgštimis, koncentruotais šarmais. Tipiškas restauratorius. Tarpinis geležies rūdijimo produktas. Jis naudojamas geležies-nikelio akumuliatorių aktyviosios masės gamybai.
Svarbiausių reakcijų lygtys:
Fe (OH) 2 \u003d FeO + H 2 O (150-200 ° C, atm.N 2)
Fe (OH) 2 + 2HC1 (razb.) \u003d FeC1 2 + 2H 2 O
Fe (OH) 2 + 2NaOH (> 50%) \u003d Na 2 ↓ (mėlynai žalia) (verda)
4Fe(OH)2 (suspensija) + O 2 (oras) → 4FeO(OH)↓ + 2H 2O (t)
2Fe (OH) 2 (suspensija) + H 2 O 2 (razb.) \u003d 2FeO (OH) ↓ + 2H 2 O
Fe (OH) 2 + KNO 3 (konc.) \u003d FeO (OH) ↓ + NO + KOH (60 ° С)
Kvitas: nusodinimas iš tirpalo su šarmais arba amoniako hidratu inertinėje atmosferoje:
Fe 2+ + 2OH (razb.) = Fe(OH) 2 ↓
Fe 2+ + 2 (NH 3 H 2 O) = Fe(OH) 2 ↓+ 2NH4
Geležies metahidroksidas F eO(OH). Amfoterinis hidroksidas, kuriame vyrauja pagrindinės savybės. Šviesiai rudos, Fe-O ir Fe-OH jungtys dažniausiai yra kovalentinės. Kaitinamas, suyra netirpdamas. Netirpi vandenyje. Iš tirpalo jis nusėda rudo amorfinio polihidrato Fe 2 O 3 nH 2 O pavidalu, kuris, laikomas praskiestame šarminiame tirpale arba džiovinamas, virsta FeO (OH). Reaguoja su rūgštimis, kietais šarmais. Silpnas oksidatorius ir reduktorius. Sukepintas Fe(OH) 2 . Tarpinis geležies rūdijimo produktas. Jis naudojamas kaip geltonų mineralinių dažų ir emalių pagrindas, kaip išmetamųjų dujų absorberis, kaip organinės sintezės katalizatorius.
Jungties sudėtis Fe(OH) 3 nežinoma (negauta).
Svarbiausių reakcijų lygtys:
Fe 2 O 3 . nH 2 O→( 200-250 °С, —H 2 O) FeO(OH)→( 560–700°C ore, -H2O)→Fe 2 O 3
FeO (OH) + ZNS1 (razb.) \u003d FeC1 3 + 2H 2 O
FeO(OH)→ Fe 2 O 3 . nH 2 O-koloidinis(NaOH (konc.))
FeO(OH) → Na 3 [Fe(OH)6]baltas, atitinkamai Na5 ir K4; abiem atvejais iškrenta tos pačios sudėties ir struktūros mėlynas produktas KFe III. Laboratorijoje šios nuosėdos vadinamos Prūsijos mėlyna, arba mėlyna spalva:
Fe 2+ + K + + 3- = KFe III ↓
Fe 3+ + K + + 4- = KFe III ↓
Pradinių reagentų ir reakcijos produkto cheminiai pavadinimai:
K 3 Fe III – kalio heksacianoferatas (III)
K 4 Fe III – kalio heksacianoferatas (II)
KFe III – heksacianoferato (II) geležies (III) kalio
Be to, tiocianato jonas NCS – yra geras Fe 3+ jonų reagentas, su juo jungiasi geležis (III) ir atsiranda ryškiai raudona („kruvina“) spalva:
Fe 3+ + 6NCS - = 3-
Naudojant šį reagentą (pavyzdžiui, KNCS druskos pavidalu), vandenyje iš čiaupo galima aptikti net geležies (III) pėdsakus, jei jis praeina per geležinius vamzdžius, padengtus rūdimis iš vidaus.
APIBRĖŽIMAS
Geležies (II) oksidas normaliomis sąlygomis tai juodi milteliai (1 pav.), vidutiniškai kaitinant suyra ir toliau kaitinant vėl susidaro iš skilimo produktų.
Po kalcinavimo jis yra chemiškai neaktyvus. Piroforeno milteliai. Nereaguoja su saltas vanduo. Rodo amfoterines savybes (vyrauja pagrindinės). Lengvai oksiduojamas deguonimi. Jį redukuoja vandenilis ir anglis.
Ryžiai. 1. Geležies oksidas (II). Išvaizda.
Geležies oksido cheminė formulė 2
Geležies (II) oksido cheminė formulė yra FeO. Cheminė formulė parodo kokybinę ir kiekybinę molekulės sudėtį (kiek ir kokių atomų joje yra). Pagal cheminę formulę galite apskaičiuoti medžiagos molekulinę masę (Ar (Fe) \u003d 56 amu, Ar (O) \u003d 16 amu):
Mr(FeO) = Ar(Fe) + Ar(O);
Mr(FeO) = 56 + 16 = 72.
Struktūrinė (grafinė) geležies oksido formulė 2
Struktūrinė (grafinė) medžiagos formulė yra vizualesnė. Tai rodo, kaip atomai yra sujungti vienas su kitu molekulėje. Žemiau yra grafinė geležies oksido (II) formulė:
Problemų sprendimo pavyzdžiai
1 PAVYZDYS
| Pratimas | Neutralizuojant 25,5 g sočiosios monobazinės rūgšties natrio bikarbonato tirpalo pertekliumi, išsiskyrė 5,6 l (N.O.) dujų. Nustatykite rūgšties molekulinę formulę. |
| Sprendimas | Parašykime sočiosios monobazinės rūgšties neutralizavimo reakcijos su natrio bikarbonato tirpalo pertekliumi bendrosios formos lygtį: C n H 2n+1 COOH + NaHCO 3 → C n H 2n+1 COONa + CO 2 + H 2 O. Apskaičiuokite reakcijos metu išsiskyrusio anglies dioksido kiekį: n(CO 2) \u003d V (CO 2) / V m; n(CO 2) \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol. Pagal reakcijos lygtį n(CO 2): n(C n H 2n+1 COOH) = 1:1, t.y. n (C n H 2n + 1 COOH) \u003d n (CO 2) \u003d 0,25 mol. Apskaičiuokite ribojančios monobazinės rūgšties molinę masę: M(Cn H2n+1COOH) = m(CnH2n+1COOH)/n(CnH2n+1COOH); M(C n H2 n +1 COOH) = 25,5 / 0,25 = 102 g / mol. Nustatykime anglies atomų skaičių sočiosios monobazinės rūgšties molekulėje (santykinės vertės atominės masės paimta iš periodinės D.I. Mendelejevas, suapvalintas iki sveikųjų skaičių: 12 – anglis, 1 – vandenilis ir 16 – deguonis): M(CnH2n+1COOH) = 12n + 2n + 1 + 12 + 16 + 16 +1 = 14n + 46; 14n + 46 = 102 g/mol; Taigi ribojančios monobazinės rūgšties molekulinė formulė yra C 4 H 9 COOH. |
| Atsakymas | C4H9COOH |
2 PAVYZDYS
| Pratimas | Nustatykite alkeno molekulinę formulę, jei žinoma, kad 2,8 g jo gali pridėti 1120 ml (N.O.) vandenilio chlorido. |
| Sprendimas | Parašykime vandenilio chlorido pridėjimo prie alkeno reakcijos lygtį bendra forma: C n H 2 n + HCl → C n H 2 n +1 Cl. Apskaičiuokite vandenilio chlorido kiekį: n(HCl) = V(HCl)/Vm; n(HCl) = 1,2 / 22,4 = 0,05 mol. Pagal reakcijos lygtį n(HCl): n(C n H 2n) = 1:1, t.y. n (C n H 2n) \u003d n (HCl) \u003d 0,05 mol. Apskaičiuokite alkeno molinę masę: M(CnH2n) = m(CnH2n)/n(CnH2n); M(C n H 2 n) \u003d 2,8 / 0,05 \u003d 56 g / mol. Nustatykime anglies atomų skaičių alkeno molekulėje (iš D.I. Mendelejevo periodinės lentelės paimtos santykinės atominės masės reikšmės suapvalintos iki sveikųjų skaičių: 12 – anglies ir 1 – vandenilio): M(CnH2n) = 12n + 2n = 14n; 14n = 56 g/mol; Taigi alkeno molekulinė formulė yra C4H8. |
| Atsakymas | C 4 H 8 |
Geležies oksidai yra geležies ir deguonies junginiai.
Geriausiai žinomi trys geležies oksidai: geležies (II) oksidas - FeO, geležies oksidas (III) - Fe 2 O 3 ir geležies oksidas (II, III) - Fe 3 O 4.
Geležies (II) oksidas
Geležies oksido cheminė formulė yra FeO . Ši jungtis yra juoda.
FeO lengvai reaguoja su praskiesta druskos rūgštimi ir koncentruota azoto rūgštimi.
FeO + 2HCl → FeCl 2 + H 2 O
FeO + 4HNO 3 → Fe(NO 3) 3 + NO 2 + 2H 2 O
Jis nereaguoja su vandeniu ir druskomis.
Sąveikaujant su vandeniliu 350 ° C temperatūroje ir koksu aukštesnėje nei 1000 ° C temperatūroje, jis redukuojamas iki grynos geležies.
FeO + H2 → Fe + H2O
FeO + C → Fe + CO
Geležies oksidas (II) gaunamas įvairiais būdais:
1. Dėl geležies oksido redukcijos reakcijos su anglies monoksidu.
Fe 2 O 3 + CO → 2 FeO + CO 2
2. Geležies kaitinimas esant žemam deguonies slėgiui
2Fe + O 2 → 2 FeO
3. Geležies oksalato skaidymas vakuume
FeC 2 O 4 → FeO + CO + CO 2
4. Geležies sąveika su geležies oksidais 900-1000 o temperatūroje
Fe + Fe 2 O 3 → 3 FeO
Fe + Fe 3 O 4 → 4 FeO
Gamtoje geležies oksidas egzistuoja kaip mineralas wustitas.
Pramonėje naudojamas geležies lydymui aukštakrosnėse, plieno juodinimo (deginimo) procese. Jis įtrauktas į dažų ir keramikos sudėtį.
Geležies (III) oksidas
Cheminė formulė Fe2O3 . Tai geležies geležies ir deguonies junginys. Tai raudonai rudi milteliai. Jis natūraliai atsiranda kaip mineralinis hematitas.
Fe2O3 turi kitus pavadinimus: geležies oksidas, geležies miniumas, krokusas, pigmentas raudonas 101, maistiniai dažaiE172 .
Nereaguoja su vandeniu. Jis gali sąveikauti tiek su rūgštimis, tiek su šarmais.
Fe 2 O 3 + 6HCl → 2 FeCl 3 + 3H 2 O
Fe 2 O 3 + 2NaOH → 2NaFeO 2 + H 2 O
Dažymui naudojamas geležies(III) oksidas Statybinės medžiagos: plytos, cementas, keramika, betonas, trinkelės, linoleumas. Jis dedamas kaip dažiklis į dažus ir emalius, į spaudos dažus. Geležies oksidas naudojamas kaip katalizatorius amoniako gamyboje. Maisto pramonėje jis žinomas kaip E172.
Geležies oksidas (II, III)
Cheminė formulė Fe3O4 . Šią formulę galima parašyti ir kitaip: FeO Fe 2 O 3.
Gamtoje jis randamas kaip mineralinis magnetitas arba magnetinė geležies rūda. Jis geras dirigentas elektros srovė ir turi magnetinių savybių. Jis susidaro deginant geležį ir veikiant perkaitintiems garams geležį.
3Fe + 2O2 → Fe3O4
3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2
Kaitinant 1538 ° C temperatūroje, jis suyra
2Fe 3 O 4 → 6FeO + O 2
Reaguoja su rūgštimis
Fe 3 O 4 + 8HCl → FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4H 2 O
Fe 3 O 4 + 10HNO 3 → 3Fe(NO 3) 3 + NO 2 + 5H 2 O
Susiliejus reaguoja su šarmais
Fe 3 O 4 + 14NaOH → Na 3 FeO 3 + 2Na 5 FeO 4 + 7H 2 O
Reaguoja su atmosferos deguonimi
4 Fe 3 O 4 + O 2 → 6 Fe 2 O 3
Atkūrimas vyksta reaguojant su vandeniliu ir anglies monoksidu
Fe3O4 + 4H2 → 3Fe + 4H2O
Fe 3 O 4 + 4CO → 3Fe + 4CO 2
Magnetinės Fe 3 O 4 oksido nanodalelės buvo pritaikytos magnetinio rezonanso vaizdavimui. Jie taip pat naudojami magnetinių laikmenų gamyboje. Geležies oksidas Fe 3 O 4 yra dažų, gaminamų specialiai karo laivams, povandeniniams laivams ir kitai įrangai, dalis. Lydytas magnetitas naudojamas kai kurių elektrocheminių procesų elektrodams gaminti.
Geležis sudaro du oksidus, kuriuose atitinkamai yra II ir III valentingumas ir oksidacijos būsenos (+2) ir (+3).
APIBRĖŽIMAS
Geležies (II) oksidas normaliomis sąlygomis tai juodi milteliai (1 pav.), vidutiniškai kaitinant suyra ir toliau kaitinant vėl susidaro iš skilimo produktų.
Po kalcinavimo jis yra chemiškai neaktyvus. Piroforeno milteliai. Nereaguoja su šaltu vandeniu. Rodo amfoterines savybes (vyrauja pagrindinės). Lengvai oksiduojamas deguonimi. Jį redukuoja vandenilis ir anglis.
Ryžiai. 1. Geležies oksidas (II). Išvaizda.
APIBRĖŽIMAS
Tai raudonai ruda kieta medžiaga trigonalinės modifikacijos atveju arba tamsiai ruda kubinės modifikacijos atveju, kuri yra reaktyviausia (1 pav.).
Termiškai stabilus. Lydymosi temperatūra 1562 o C.
Ryžiai. 1. Geležies oksidas (III).
Nereaguoja su vandeniu, amoniako hidratu. Rodo amfoterines savybes, reaguoja su rūgštimis, šarmais. Jį redukuoja vandenilis, anglies monoksidas, geležis.
Geležies oksido cheminė formulė
Geležies oksido (II) cheminė formulė yra FeO, o geležies oksido (III) - Fe 2 O 3. Cheminė formulė parodo kokybinę ir kiekybinę molekulės sudėtį (kiek ir kokių atomų joje yra). Pagal cheminę formulę galite apskaičiuoti medžiagos molekulinę masę (Ar (Fe) \u003d 56 amu, Ar (O) \u003d 16 amu):
Mr(FeO) = Ar(Fe) + Ar(O);
Mr(FeO) = 56 + 16 = 72.
Mr(Fe2O3) = 2×Ar(Fe) + 3×Ar(O);
Ponas (Fe 2 O 3) \u003d 2 × 56 + 3 × 16 \u003d 58 + 48 = 160.
Geležies oksido struktūrinė (grafinė) formulė
Struktūrinė (grafinė) medžiagos formulė yra vizualesnė. Tai rodo, kaip atomai yra sujungti vienas su kitu molekulėje. Žemiau pateikiamos grafinės geležies oksidų formulės (a - FeO, b - Fe 2 O 3):
Problemų sprendimo pavyzdžiai
1 PAVYZDYS
| Pratimas | Išanalizavus medžiagą nustatyta, kad joje yra: natrio, kurio masės dalis yra 0,4207 (arba 42,07%), fosforo, kurio masės dalis yra 0,189 (arba 18,91%), deguonies, kurios masės dalis yra 0,3902 (arba 39,02). %). Raskite sudėtinę formulę. |
| Sprendimas | Natrio atomų skaičių molekulėje pažymėkime "x", fosforo atomų skaičių - "y", o deguonies atomų skaičių - "z". Raskime atitinkamas santykines elementų natrio, fosforo ir deguonies atomines mases (santykinių atominių masių reikšmės, paimtos iš D.I. Mendelejevo periodinės lentelės, bus suapvalintos iki sveikųjų skaičių). Ar(Na) = 23; Ar(P) = 31; Ar(O) = 16. Elementų procentinę dalį padalijame iš atitinkamų santykinių atomų masių. Taigi, mes rasime ryšį tarp atomų skaičiaus junginio molekulėje: Na:P:O = 42,07/39: 18,91/31: 39,02/16; Na:P:O = 1,829: 0,61: 2,43. Paimkime mažiausią skaičių kaip vieną (t. y. visus skaičius padalykite iš mažiausio skaičiaus 0,61): 1,829/0,61: 0,61/0,61: 2,43/0,61; Todėl paprasčiausia natrio, fosforo ir deguonies junginio formulė yra Na 3 PO 4. Tai natrio fosfatas. |
| Atsakymas | Na3PO4 |
2 PAVYZDYS
| Pratimas | Azoto junginio su vandeniliu molinė masė yra 32 g/mol. Nustatykite medžiagos, kurioje azoto masės dalis yra 85,7%, molekulinę formulę. |
| Sprendimas | Elemento X masės dalis HX kompozicijos molekulėje apskaičiuojama pagal šią formulę: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Apskaičiuokite masės dalis vandenilis junginyje: ω (H) \u003d 100% - ω (N) \u003d 100% - 85,7% \u003d 14,3%. Elementų, sudarančių junginį, molių skaičių pažymėkime „x“ (azotas), „y“ (vandenilis). Tada molinis santykis atrodys taip (iš D.I. Mendelejevo periodinės lentelės paimtos santykinių atominių masių reikšmės bus suapvalintos iki sveikųjų skaičių): x:y = ω(N)/Ar(N): ω(H)/Ar(H); x:y= 85,7/14: 14,3/1; x:y= 6,12: 14,3= 1:2. Tai reiškia, kad paprasčiausia azoto ir vandenilio mišinio formulė bus NH2, o molinė masė bus 16 g / mol. Norėdami rasti tikrąją organinio junginio formulę, randame gautų molinių masių santykį: M medžiaga / M (NH 2) \u003d 32 / 16 \u003d 2. Tai reiškia, kad azoto ir vandenilio atomų indeksai turėtų būti 2 kartus didesni, t.y. medžiagos formulė atrodys kaip N 2 H 4. Tai yra hidrazinas. |
| Atsakymas | N 2 H 4 |