Dzelzs ir periodiskās sistēmas ceturtā perioda astotās grupas sekundārās apakšgrupas elements ķīmiskie elementi D. I. Mendeļejevs ar atomskaitli 26. To apzīmē ar simbolu Fe (lat. Ferrum). Viens no visizplatītākajiem metāliem zemes garozā (otrā vieta aiz alumīnija). Vidējas aktivitātes metāls, reducētājs.
Galvenie oksidācijas stāvokļi - +2, +3
Vienkārša viela dzelzs ir kaļams sudrabbalts metāls ar augstu ķīmisko reaktivitāti: dzelzs ātri korodē augstā temperatūrā vai augsta mitruma apstākļos gaisā. Tīrā skābeklī dzelzs deg, un smalki izkliedētā stāvoklī tas spontāni aizdegas gaisā.
Vienkāršas vielas - dzelzs ķīmiskās īpašības:
Rūsēšana un degšana skābeklī
1) Gaisā dzelzs viegli oksidējas mitruma klātbūtnē (rūsēšana):
4Fe + 3O 2 + 6H2O → 4Fe(OH) 3
Uzkarsēta dzelzs stieple sadedzina skābeklī, veidojot nogulsnes - dzelzs oksīdu (II, III):
3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4
3Fe + 2O 2 → (Fe II Fe 2 III) O 4 (160 ° С)
2) Augstā temperatūrā (700–900°C) dzelzs reaģē ar ūdens tvaikiem:
3Fe + 4H 2 O - t ° → Fe 3 O 4 + 4H 2
3) Karsējot dzelzs reaģē ar nemetāliem:
2Fe+3Cl2 → 2FeCl3 (200 °C)
Fe + S – t° → FeS (600 °C)
Fe + 2S → Fe +2 (S 2 -1) (700 ° С)
4) Spriegumu virknē tas atrodas pa kreisi no ūdeņraža, reaģē ar atšķaidītām skābēm Hcl un H 2 SO 4, savukārt veidojas dzelzs (II) sāļi un izdalās ūdeņradis:
Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 (reakcijas tiek veiktas bez gaisa piekļuves, pretējā gadījumā Fe +2 skābeklis pakāpeniski pārvēršas par Fe +3)
Fe + H 2 SO 4 (atšķirība) → FeSO 4 + H 2
Koncentrētās oksidējošās skābēs dzelzs izšķīst tikai karsējot, nekavējoties nonāk Fe 3+ katjonā:
2Fe + 6H 2SO 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
(aukstā, koncentrētā slāpekļa un sērskābe pasīvs
Dzelzs nagla, kas iegremdēta zilganā vara sulfāta šķīdumā, tiek pakāpeniski pārklāta ar sarkana metāliska vara pārklājumu.
5) Dzelzs izspiež metālus pa labi no tā to sāļu šķīdumos.
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu
Dzelzs amfoteriskums izpaužas tikai koncentrētos sārmos vārīšanās laikā:
Fe + 2NaOH (50%) + 2H 2 O \u003d Na 2 ↓ + H 2
un veidojas nātrija tetrahidroksoferāta(II) nogulsnes.
Tehniskais gludeklis- dzelzs sakausējumi ar oglekli: čuguns satur 2,06–6,67% C, tērauda 0,02-2,06% C, bieži sastopami citi dabiski piemaisījumi (S, P, Si) un mākslīgi ievadītas īpašas piedevas (Mn, Ni, Cr), kas padara dzelzs sakausējumus tehniski. labvēlīgās īpašības– cietība, termiskā un korozijas izturība, kaļamība utt. .
Domnas dzelzs ražošanas process
Dzelzs ražošanas domnas process sastāv no šādiem posmiem:
a) sulfīdu un karbonātu rūdu sagatavošana (apgrauzdēšana) - pārvēršana oksīda rūdā:
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) koksa dedzināšana ar karstu strūklu:
C (kokss) + O 2 (gaiss) → CO 2 (600–700 ° C) CO 2 + C (kokss) ⇌ 2CO (700–1000 ° C)
c) oksīda rūdas reducēšana ar oglekļa monoksīdu CO pēc kārtas:
Fe2O3 →(CO)(Fe II Fe 2 III) O 4 →(CO) FeO →(CO) Fe
d) dzelzs karburizācija (līdz 6,67% C) un čuguna kausēšana:
Fe (t ) →(C(kokss)900-1200°С) Fe (g) (čuguns, t pl 1145°C)
Čugunā cementīts Fe 2 C un grafīts vienmēr atrodas graudu veidā.
Tērauda ražošana
Čuguna pārdale tēraudā tiek veikta īpašās krāsnīs (pārveidotājs, martens, elektriskā), kas atšķiras pēc sildīšanas metodes; procesa temperatūra 1700-2000 °C. Pūšot ar skābekli bagātinātu gaisu, no čuguna izdedzina lieko oglekli, kā arī sēru, fosforu un silīciju oksīdu veidā. Šajā gadījumā oksīdi tiek uztverti izplūdes gāzu veidā (CO 2, SO 2), vai arī tiek saistīti viegli atdalāmos izdedžos - Ca 3 (PO 4) 2 un CaSiO 3 maisījumā. Lai iegūtu īpašus tēraudus, krāsnī tiek ievadītas citu metālu leģējošās piedevas.
Kvīts tīrs dzelzs rūpniecībā - dzelzs sāļu šķīduma elektrolīze, piemēram:
FeCl 2 → Fe↓ + Cl 2 (90°C) (elektrolīze)
(ir arī citas īpašas metodes, tostarp dzelzs oksīdu reducēšana ar ūdeņradi).
Tīru dzelzi izmanto īpašu sakausējumu ražošanā, elektromagnētu un transformatoru serdeņu ražošanā, čugunu izmanto lējumu un tērauda ražošanā, tēraudu izmanto kā konstrukciju un instrumentu materiālus, tostarp nodiluma, karstuma un korozijas novēršanai. - izturīgi materiāli.
Dzelzs (II) oksīds F EO . Amfoteriskais oksīds ar lielu pamatīpašību pārsvaru. Melns, ir jonu struktūra Fe 2+ O 2-. Sildot, tas vispirms sadalās, pēc tam veidojas no jauna. Tas neveidojas dzelzs sadegšanas laikā gaisā. Nereaģē ar ūdeni. Sadalās ar skābēm, sakausēts ar sārmiem. Lēnām oksidējas mitrā gaisā. Atgūst ar ūdeņradi, koksu. Piedalās dzelzs kausēšanas domnas procesā. To izmanto kā keramikas un minerālkrāsu sastāvdaļu. Svarīgāko reakciju vienādojumi:
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 (sarkans.) trioksoferāts (II)(400-500 °С)
FeO + H 2 \u003d H 2 O + Fe (augsta tīrība) (350 ° C)
FeO + C (kokss) \u003d Fe + CO (virs 1000 ° C)
FeO + CO \u003d Fe + CO 2 (900 ° C)
4FeO + 2H 2O (mitrums) + O 2 (gaiss) → 4FeO (OH) (t)
6FeO + O 2 \u003d 2 (Fe II Fe 2 III) O 4 (300-500 ° С)
Kvīts iekšā laboratorijas: dzelzs (II) savienojumu termiskā sadalīšanās bez gaisa piekļuves:
Fe (OH) 2 \u003d FeO + H 2 O (150-200 ° C)
FeSOz \u003d FeO + CO 2 (490-550 ° С)
Dzelzs oksīds (III) - dzelzs ( II ) ( Fe II Fe 2 III) O 4 . Dubultais oksīds. Melns, tam ir Fe 2+ (Fe 3+) 2 (O 2-) 4 jonu struktūra. Termiski stabils līdz augstām temperatūrām. Nereaģē ar ūdeni. Sadalās ar skābēm. Atjaunots ar ūdeņradi, karstu dzelzi. Piedalās dzelzs ražošanas domnas procesā. To izmanto kā minerālkrāsu sastāvdaļu ( minimālais dzelzs), keramika, krāsains cements. Tērauda izstrādājumu virsmas īpašas oksidācijas produkts ( melnēšana, zilēšana). Sastāvs atbilst brūnai rūsai un tumšai zvīņai uz dzelzs. Fe 3 O 4 formulas lietošana nav ieteicama. Svarīgāko reakciju vienādojumi:
2 (Fe II Fe 2 III) O 4 \u003d 6FeO + O 2 (virs 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 (gaiss) \u003d 6Fe 2 O 3 (450-600 ° С)
(Fe II Fe 2 III) O 4 + 4H 2 \u003d 4H 2 O + 3Fe (augsta tīrības pakāpe, 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)
Kvīts: dzelzs sadegšana (sk.) gaisā.
magnetīts.
Dzelzs (III) oksīds F e 2 O 3 . Amfoteriskais oksīds ar galveno īpašību pārsvaru. Sarkanbrūns, ar jonu struktūru (Fe 3+) 2 (O 2-) 3. Termiski stabils līdz augstām temperatūrām. Tas neveidojas dzelzs sadegšanas laikā gaisā. Nereaģē ar ūdeni, no šķīduma izgulsnējas brūns amorfs hidrāts Fe 2 O 3 nH 2 O. Lēni reaģē ar skābēm un sārmiem. To samazina oglekļa monoksīds, izkusis dzelzs. Sakausējumi ar citu metālu oksīdiem un veido dubultos oksīdus - spineļi(tehniskos izstrādājumus sauc par ferītiem). To izmanto kā izejvielu dzelzs kausēšanā domnas procesā, kā katalizatoru amonjaka ražošanā, kā keramikas, krāsaino cementa un minerālkrāsu sastāvdaļu, tērauda konstrukciju termītmetināšanā, kā skaņas un attēla nesēju. uz magnētiskajām lentēm kā tērauda un stikla pulēšanas līdzeklis.
Svarīgāko reakciju vienādojumi:
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 (sarkans)dioksoferāts (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 (ļoti tīrs, 1050-1100 ° С)
Fe 2 O 3 + Fe \u003d ZFeO (900 ° C)
3Fe 2O 3 + CO \u003d 2 (Fe II Fe 2 III) O 4 + CO 2 (400-600 ° С)
Kvīts laboratorijā - dzelzs (III) sāļu termiskā sadalīšanās gaisā:
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)
Dabā - dzelzs oksīda rūdas hematīts Fe 2 O 3 un limonīts Fe2O3nH2O
Dzelzs (II) hidroksīds F e(OH)2. Amfoteriskais hidroksīds ar galveno īpašību pārsvaru. Baltas (dažreiz ar zaļganu nokrāsu) Fe-OH saites pārsvarā ir kovalentas. Termiski nestabils. Viegli oksidējas gaisā, īpaši mitrā stāvoklī (satumst). Nešķīst ūdenī. Reaģē ar atšķaidītām skābēm, koncentrētiem sārmiem. Tipisks restaurators. Dzelzs rūsēšanas starpprodukts. To izmanto dzelzs-niķeļa bateriju aktīvās masas ražošanā.
Svarīgāko reakciju vienādojumi:
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 ↓ (zili zaļš) (vārīšanās)
4Fe(OH)2 (suspensija) + O 2 (gaiss) → 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)
Kvīts: nogulsnes no šķīduma ar sārmiem vai amonjaka hidrātu inertā atmosfērā:
Fe 2+ + 2OH (razb.) = Fe(OH) 2 ↓
Fe 2+ + 2 (NH 3 H 2 O) = Fe(OH) 2 ↓+ 2NH4
Dzelzs metahidroksīds F eO(OH). Amfoteriskais hidroksīds ar galveno īpašību pārsvaru. Gaiši brūnās, Fe-O un Fe-OH saites pārsvarā ir kovalentas. Sildot, tas sadalās bez kušanas. Nešķīst ūdenī. No šķīduma tas izgulsnējas brūna amorfa polihidrāta Fe 2 O 3 nH 2 O formā, kas, turot zem atšķaidīta sārma šķīduma vai žāvējot, pārvēršas par FeO (OH). Reaģē ar skābēm, cietiem sārmiem. Vājš oksidētājs un reducētājs. Saķepināts ar Fe(OH) 2 . Dzelzs rūsēšanas starpprodukts. To izmanto kā bāzi dzeltenām minerālkrāsām un emaljām, kā izplūdes gāzu absorbētāju, kā katalizatoru organiskajā sintēzē.
Savienojuma sastāvs Fe(OH) 3 nav zināms (nav saņemts).
Svarīgāko reakciju vienādojumi:
Fe2O3. nH 2 O→( 200-250 °С, —H 2 O) FeO(OH)→( 560-700°C gaisā, -H2O)→Fe2O3
FeO (OH) + ZNS1 (razb.) \u003d FeC1 3 + 2H 2 O
FeO(OH)→ Fe 2 O 3 . nH 2 O- koloidāls(NaOH (konc.))
FeO(OH)→ Na 3 [Fe(OH)6]balts, attiecīgi Na5 un K4; abos gadījumos izgulsnējas zils produkts ar tādu pašu sastāvu un struktūru KFe III. Laboratorijā šīs nogulsnes sauc Prūšu zils, vai turnbull zils:
Fe 2+ + K + + 3- = KFe III ↓
Fe 3+ + K + + 4- = KFe III ↓
Sākotnējo reaģentu un reakcijas produkta ķīmiskie nosaukumi:
K 3 Fe III — kālija heksacianoferāts (III)
K 4 Fe III — kālija heksacianoferāts (II)
KFe III - heksacianoferāts (II) dzelzs (III) kālijs
Turklāt tiocianāta jons NCS ir labs reaģents Fe 3+ joniem, ar to savienojas dzelzs (III) un parādās spilgti sarkana (“asiņaina”) krāsa:
Fe 3+ + 6NCS - = 3-
Ar šo reaģentu (piemēram, KNCS sāls veidā) krāna ūdenī var konstatēt pat dzelzs (III) pēdas, ja tas iet cauri dzelzs caurulēm, kas no iekšpuses pārklātas ar rūsu.
DEFINĪCIJA
Dzelzs (II) oksīds normālos apstākļos tas ir melns pulveris (1. att.), kas sadalās mēreni karsējot un tālāk karsējot veidojas no sadalīšanās produktiem.
Pēc kalcinēšanas tas ir ķīmiski neaktīvs. Piroforēna pulveris. neatbild ar auksts ūdens. Parāda amfoteriskas īpašības (ar pārsvaru pamata). Viegli oksidējas ar skābekli. To samazina ūdeņradis un ogleklis.
Rīsi. 1. Dzelzs oksīds (II). Izskats.
Dzelzs oksīda ķīmiskā formula 2
Dzelzs (II) oksīda ķīmiskā formula ir FeO. Ķīmiskā formula parāda molekulas kvalitatīvo un kvantitatīvo sastāvu (cik daudz un kādi atomi tajā atrodas). Saskaņā ar ķīmisko formulu jūs varat aprēķināt vielas molekulmasu (Ar (Fe) \u003d 56 amu, Ar (O) \u003d 16 amu):
Mr(FeO) = Ar(Fe) + Ar(O);
Mr(FeO) = 56 + 16 = 72.
Dzelzs oksīda strukturālā (grafiskā) formula 2
Vielas strukturālā (grafiskā) formula ir vizuālāka. Tas parāda, kā atomi ir savienoti viens ar otru molekulā. Zemāk ir dzelzs oksīda (II) grafiskā formula:
Problēmu risināšanas piemēri
1. PIEMĒRS
| Vingrinājums | Neitralizējot 25,5 g piesātinātas vienbāziskas skābes ar nātrija bikarbonāta šķīduma pārpalikumu, izdalījās 5,6 l (N.O.) gāzes. Nosakiet skābes molekulāro formulu. |
| Risinājums | Uzrakstīsim vienādojumu piesātinātas vienbāziskas skābes neitralizācijas reakcijai ar nātrija bikarbonāta šķīduma pārpalikumu vispārējā formā: C n H 2n+1 COOH + NaHCO 3 → C n H 2n+1 COONa + CO 2 + H 2 O. Aprēķiniet reakcijas laikā izdalītā oglekļa dioksīda daudzumu: n(CO 2) \u003d V (CO 2) / V m; n(CO 2) \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol. Saskaņā ar reakcijas vienādojumu n(CO 2): n(C n H 2n+1 COOH) = 1:1, t.i. n (C n H 2n + 1 COOH) \u003d n (CO 2) \u003d 0,25 mol. Aprēķiniet ierobežojošās monobāziskās skābes molāro masu: M(CnH2n+1COOH) = m(CnH2n+1COOH)/n(CnH2n+1COOH); M(C n H2 n +1 COOH) \u003d 25,5 / 0,25 \u003d 102 g / mol. Noteiksim oglekļa atomu skaitu piesātinātās vienbāziskās skābes molekulā (relatīvās vērtības atomu masasņemts no D.I. periodiskās tabulas. Mendeļejevs, noapaļots līdz veseliem skaitļiem: 12 ogleklim, 1 ūdeņradim un 16 skābeklim): M(CnH2n+1COOH) = 12n + 2n + 1 + 12 + 16 + 16 +1 = 14n + 46; 14n + 46 = 102 g/mol; Tātad ierobežojošās vienbāziskās skābes molekulārā formula ir C 4 H 9 COOH. |
| Atbilde | C4H9COOH |
2. PIEMĒRS
| Vingrinājums | Iestatiet alkēna molekulāro formulu, ja ir zināms, ka 2,8 g tā var pievienot 1120 ml (N.O.) ūdeņraža hlorīda. |
| Risinājums | Uzrakstīsim vienādojumu hlorūdeņraža pievienošanas reakcijai alkēnam vispārējā formā: C n H 2 n + HCl → C n H 2 n +1 Cl. Aprēķiniet hlorūdeņraža vielas daudzumu: n(HCl) = V(HCl)/Vm; n(HCl) = 1,2 / 22,4 = 0,05 mol. Saskaņā ar reakcijas vienādojumu n(HCl): n(C n H 2n) = 1:1, t.i. n (C n H 2n) \u003d n (HCl) \u003d 0,05 mol. Aprēķiniet alkēna molāro masu: M(CnH2n) = m(CnH2n)/n(CnH2n); M(C n H 2 n) \u003d 2,8 / 0,05 \u003d 56 g / mol. Noteiksim oglekļa atomu skaitu alkēna molekulā (no D.I. Mendeļejeva periodiskās tabulas iegūtās relatīvo atomu masu vērtības ir noapaļotas līdz veseliem skaitļiem: 12 ogleklim un 1 ūdeņradim): M(CnH2n) = 12n + 2n = 14n; 14n = 56 g/mol; Tātad alkēna molekulārā formula ir C4H8. |
| Atbilde | C4H8 |
Dzelzs oksīdi ir dzelzs savienojumi ar skābekli.
Vislabāk zināmi trīs dzelzs oksīdi: dzelzs (II) oksīds - FeO, dzelzs oksīds (III) - Fe 2 O 3 un dzelzs oksīds (II, III) - Fe 3 O 4.
Dzelzs (II) oksīds
Dzelzs oksīda ķīmiskā formula ir - FeO . Šis savienojums ir melns.
FeO viegli reaģē ar atšķaidītu sālsskābi un koncentrētu slāpekļskābi.
FeO + 2HCl → FeCl 2 + H 2 O
FeO + 4HNO 3 → Fe(NO 3) 3 + NO 2 + 2H 2 O
Tas nereaģē ar ūdeni un sāļiem.
Mijiedarbojoties ar ūdeņradi 350 ° C temperatūrā un koksu temperatūrā virs 1000 ° C, tas tiek reducēts uz tīru dzelzi.
FeO + H2 → Fe + H2O
FeO + C → Fe + CO
Dzelzs oksīdu (II) iegūst dažādos veidos:
1. Dzelzs oksīda reducēšanās reakcijas rezultātā ar oglekļa monoksīdu.
Fe 2 O 3 + CO → 2 FeO + CO 2
2. Dzelzs sildīšana zemā skābekļa spiedienā
2Fe + O 2 → 2 FeO
3. Dzelzs oksalāta sadalīšanās vakuumā
FeC 2 O 4 → FeO + CO + CO 2
4. Dzelzs mijiedarbība ar dzelzs oksīdiem 900-1000 o temperatūrā
Fe + Fe 2 O 3 → 3 FeO
Fe + Fe 3 O 4 → 4 FeO
Dabā dzelzs oksīds pastāv kā minerāls wustīts.
Rūpniecībā to izmanto dzelzs kausēšanai domnas krāsnīs, tērauda melnināšanas (dedzināšanas) procesā. Tas ir iekļauts krāsvielu un keramikas sastāvā.
Dzelzs (III) oksīds
Ķīmiskā formula Fe2O3 . Tas ir dzelzs dzelzs savienojums ar skābekli. Tas ir sarkanbrūns pulveris. Dabā tas sastopams kā minerāls hematīts.
Fe2O3 ir citi nosaukumi: dzelzs oksīds, dzelzs mīnijs, krokuss, pigments sarkans 101, pārtikas krāsvielaE172 .
Nereaģē ar ūdeni. Tas var mijiedarboties gan ar skābēm, gan sārmiem.
Fe 2 O 3 + 6 HCl → 2 FeCl 3 + 3H 2 O
Fe 2 O 3 + 2NaOH → 2NaFeO 2 + H 2 O
Krāsošanai izmanto dzelzs(III) oksīdu celtniecības materiāli: ķieģelis, cements, keramika, betons, bruģakmens plātnes, linolejs. To pievieno kā krāsvielu krāsām un emaljām, tipogrāfijas tintēm. Dzelzs oksīdu izmanto kā katalizatoru amonjaka ražošanā. Pārtikas rūpniecībā tas ir pazīstams kā E172.
Dzelzs oksīds (II, III)
Ķīmiskā formula Fe3O4 . Šo formulu var uzrakstīt citā veidā: FeO Fe 2 O 3.
Dabā tas ir sastopams kā minerāls magnetīts vai magnētiskā dzelzsrūda. Viņš ir labs diriģents elektriskā strāva un tam ir magnētiskas īpašības. Tas veidojas dzelzs sadegšanas laikā un pārkarsēta tvaika ietekmē uz dzelzi.
3Fe + 2O2 → Fe3O4
3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H 2
Sildīšana 1538 ° C temperatūrā noved pie tā sabrukšanas
2Fe 3 O 4 → 6FeO + O 2
Reaģē ar skābēm
Fe 3 O 4 + 8 HCl → FeCl 2 + 2 FeCl 3 + 4H 2 O
Fe 3 O 4 + 10HNO 3 → 3Fe(NO 3) 3 + NO 2 + 5H 2 O
Sakausējot reaģē ar sārmiem
Fe 3 O 4 + 14 NaOH → Na 3 FeO 3 + 2Na 5 FeO 4 + 7H 2 O
Reaģē ar atmosfēras skābekli
4 Fe 3 O 4 + O 2 → 6 Fe 2 O 3
Atgūšana notiek, reaģējot ar ūdeņradi un oglekļa monoksīdu
Fe3O4 + 4H2 → 3Fe + 4H2O
Fe 3 O 4 + 4CO → 3Fe + 4CO 2
Magnētiskās Fe 3 O 4 oksīda nanodaļiņas ir atradušas pielietojumu magnētiskās rezonanses attēlveidošanā. Tos izmanto arī magnētisko datu nesēju ražošanā. Dzelzs oksīds Fe 3 O 4 ir daļa no krāsām, kuras ražo īpaši karakuģiem, zemūdenēm un citam aprīkojumam. Kausētu magnetītu izmanto, lai izgatavotu elektrodus dažiem elektroķīmiskiem procesiem.
Dzelzs veido divus oksīdus, kuros tai ir attiecīgi II un III valence un oksidācijas pakāpes (+2) un (+3).
DEFINĪCIJA
Dzelzs (II) oksīds normālos apstākļos tas ir melns pulveris (1. att.), kas sadalās mēreni karsējot un tālāk karsējot veidojas no sadalīšanās produktiem.
Pēc kalcinēšanas tas ir ķīmiski neaktīvs. Piroforēna pulveris. Nereaģē ar aukstu ūdeni. Parāda amfoteriskas īpašības (ar pārsvaru pamata). Viegli oksidējas ar skābekli. To samazina ūdeņradis un ogleklis.
Rīsi. 1. Dzelzs oksīds (II). Izskats.
DEFINĪCIJA
Tā ir sarkanbrūna cietviela trigonālas modifikācijas gadījumā vai tumši brūna kubiskās modifikācijas gadījumā, kas ir visaktīvākā (1. att.).
Termiski stabils. Kušanas temperatūra 1562 o C.
Rīsi. 1. Dzelzs oksīds (III).
Nereaģē ar ūdeni, amonjaka hidrātu. Parāda amfoteriskas īpašības, reaģē ar skābēm, sārmiem. To samazina ūdeņradis, oglekļa monoksīds, dzelzs.
Dzelzs oksīda ķīmiskā formula
Dzelzs oksīda (II) ķīmiskā formula ir FeO, bet dzelzs oksīda (III) ķīmiskā formula ir Fe2O3. Ķīmiskā formula parāda molekulas kvalitatīvo un kvantitatīvo sastāvu (cik daudz un kādi atomi tajā atrodas). Saskaņā ar ķīmisko formulu jūs varat aprēķināt vielas molekulmasu (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);
kungs (Fe 2 O 3) \u003d 2 × 56 + 3 × 16 \u003d 58 + 48 = 160.
Dzelzs oksīda strukturālā (grafiskā) formula
Vielas strukturālā (grafiskā) formula ir vizuālāka. Tas parāda, kā atomi ir savienoti viens ar otru molekulā. Tālāk ir sniegtas dzelzs oksīdu grafiskās formulas (a - FeO, b - Fe 2 O 3):
Problēmu risināšanas piemēri
1. PIEMĒRS
| Vingrinājums | Pēc vielas analīzes tika konstatēts, ka tā satur: nātriju ar masas daļu 0,4207 (vai 42,07%), fosforu ar masas daļu 0,189 (vai 18,91%), skābekli ar masas daļu 0,3902 (vai 39,02). %). Atrodiet salikto formulu. |
| Risinājums | Apzīmēsim nātrija atomu skaitu molekulā ar "x", fosfora atomu skaitu ar "y" un skābekļa atomu skaitu kā "z". Atradīsim atbilstošās elementu nātrija, fosfora un skābekļa relatīvās atomu masas (no D.I. Mendeļejeva periodiskās tabulas iegūtās relatīvo atomu masas vērtības tiks noapaļotas līdz veseliem skaitļiem). Ar(Na) = 23; Ar(P) = 31; Ar(O) = 16. Mēs sadalām elementu procentuālo daudzumu ar attiecīgajām relatīvajām atomu masām. Tādējādi mēs atradīsim saistību starp atomu skaitu savienojuma molekulā: Na:P:O = 42,07/39: 18,91/31: 39,02/16; Na:P:O = 1,829: 0,61: 2,43. Pieņemsim mazāko skaitli par vienu (t.i., visus skaitļus izdalīsim ar mazāko skaitli 0,61): 1,829/0,61: 0,61/0,61: 2,43/0,61; Tāpēc vienkāršākā nātrija, fosfora un skābekļa savienojuma formula ir Na 3 PO 4. Tas ir nātrija fosfāts. |
| Atbilde | Na3PO4 |
2. PIEMĒRS
| Vingrinājums | Slāpekļa savienojuma ar ūdeņradi molārā masa ir 32 g/mol. Nosakiet vielas molekulāro formulu, kurā slāpekļa masas daļa ir 85,7%. |
| Risinājums | Elementa X masas daļu HX sastāva molekulā aprēķina pēc šādas formulas: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Aprēķināt masas daļaūdeņradis savienojumā: ω (H) \u003d 100% - ω (N) \u003d 100% - 85,7% \u003d 14,3%. Apzīmēsim savienojumu veidojošo elementu molu skaitu kā "x" (slāpeklis), "y" (ūdeņradis). Tad molārā attiecība izskatīsies šādi (no D.I. Mendeļejeva periodiskās tabulas iegūtās relatīvo atomu masu vērtības tiks noapaļotas līdz veseliem skaitļiem): 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. Tas nozīmē, ka vienkāršākā formula slāpekļa un ūdeņraža savienošanai būs NH 2 formā un molārā masa ir 16 g / mol. Lai atrastu patieso organiskā savienojuma formulu, mēs atrodam iegūto molāro masu attiecību: M viela / M (NH 2) \u003d 32 / 16 \u003d 2. Tas nozīmē, ka slāpekļa un ūdeņraža atomu indeksiem jābūt 2 reizes lielākiem, t.i. vielas formula izskatīsies kā N 2 H 4. Tas ir hidrazīns. |
| Atbilde | N 2 H 4 |