Главная
Таблица менделеева феррум: Таблица Менделеева online – Fe

Таблица менделеева феррум: Таблица Менделеева online – Fe

Содержание

Таблица Менделеева online – Fe

Fe 26 2
14
8
2 55.847±3 3d64s2 Железо

Относительная электроотрицательность (по Полингу): 1,64
Температура плавления: 1812 K (1538,85 °C)
Температура кипения: 3134 K
Теплопроводность: 0
Плотность: 7,874 г/см3
Открыт: А. Гиосо и др.
Цвет в твёрдом состоянии:
Тип: Переходный металл
Орбитали: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d105f146s26p66d27s2
Электронная формула: Fe – 1s2 2s2 2p6
3s2 3p6 4s2 3d6
Fe – [Ar] 4s2 3d6
Валентность: +2, +3, (+4), (+6)
Степени окисления: 0, +II, III, VI
Сверхпроводящее состояние при температуре: 0 К
Потенциалы ионизации:
Электропроводность в тв. фазе:
Ковалентный радиус:
Атомный объем:
Атомный радиус:
Теплота распада:
Теплота парообразования:
Кристаллическая структура:

Реклама

Изотопы

Символ
нуклида		 Z(p) N(n) Масса изотопа
(а. е. м.)		 Период
полураспада
(T1/2)		 Спин и чётность
ядра
Энергия возбуждения
45Fe 26 19 45,01458 4,9 мс 3/2+
46Fe 26 20 46,00081 9 мс 0+
47Fe 26 21 46,99289 21,8 мс 7/2-
48Fe 26 22 47,98050 44 мс 0+
49Fe 26 23 48,97361 70 мс 7/2-
50Fe 26
24		 49,96299 155 мс 0+
51Fe 26 25 50,956820 305 мс 5/2-
52Fe 26 26 51,948114 8,275 ч 0+
52mFe 6,81 МэВ 45,9 с 12+
53Fe 26 27 52,9453079 8,51 мин 7/2-
53mFe 3,040 МэВ 2,526 мин
19/2-
54Fe 26 28 53,9396105 стабилен 0+
54mFe 6,5269 МэВ 364 нс 10+
55Fe 26 29 54,9382934 2,737 лет 3/2-
56Fe 26 30 55,9349375 стабилен 0+
57Fe 26 31 56,9353940 стабилен 1/2-
58Fe 26 32 57,9332756 стабилен 0+
59Fe 26 33 58,9348755 44,495 сут 3/2-
60Fe 26 34 59,934072 2,6 млн лет 0+
61Fe 26 35 60,936745 5,98 мин 3/2-
61mFe 861 кэВ 250 нс 9/2+
62Fe 26 36 61,936767 68 с
0+
63Fe 26 37 62,94037 6,1 с 5/2-
64Fe 26 38 63,9412 2,0 с 0+
65Fe 26 39 64,94538 1,3 с 1/2-
65mFe 364 кэВ 430 нс 5/2-
66Fe 26 40 65,94678 440 мс 0+
67Fe 26 41 66,95095 394 мс 1/2-
67mFe 367 кэВ 64 мкс 5/2-
68Fe 26 42 67,95370 187 мс 0+
69Fe 26 43 68,95878 109 мс 1/2-
70Fe 26 44 69,96146 94 мс 0+
71Fe 26 45 70,96672 30 мс 7/2+
72Fe 26 46 71,96962 10 мс 0+

Железо — общая характеристика элемента, химические свойства железа и его соединений » HimEge.

ru

Желе́зо — элемент побочной подгруппы восьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 26. Обозначается символом Fe (лат. Ferrum). Один из самых распространённых в земной коре металлов (второе место после алюминия). Металл средней активности, восстановитель.

Основные степени окисления — +2, +3

Простое вещество железо — ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической реакционной способностью: железо быстро корродирует при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе. В чистом кислороде железо горит, а в мелкодисперсном состоянии самовозгорается и на воздухе.

Химические свойства простого вещества — железа:

Ржавление и горение в кислороде

1)     На воздухе железо легко окисляется в присутствии влаги (ржавление):

4Fe + 3O 2 + 6H 2 O → 4Fe(OH) 3

Накалённая железная проволока горит в кислороде, образуя окалину — оксид железа (II, III):

3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4

3Fe+2O 2 →(Fe II Fe 2 III )O 4 (160 °С)

2)     При высокой температуре (700–900°C) железо реагирует с парами воды:

3Fe + 4H

2 O  – t° →  Fe 3 O 4 + 4H 2 ­

3)     Железо реагирует с неметаллами при нагревании:

2Fe+3Cl 2 →2FeCl 3 (200 °С)

2Fe + 3Br 2 – t° →  2FeBr 3

Fe + S  – t° →  FeS (600 °С)

Fe+2S → Fe +2 (S 2 -1 )   (700°С)

4)       В ряду напряжений стоит левее водорода, реагирует с разбавленными кислотами НСl и Н 2 SO 4 , при этом образуются соли железа(II) и выделяется водород:

Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 ­ (реакции проводятся без доступа воздуха, иначе Fe +2 постепенно переводится кислородом в Fe +3 )

Fe + H 2 SO 4 (разб. ) → FeSO 4 + H 2 ­

В концентрированных кислотах–окислителях железо растворяется только при нагревании, оно сразу переходит в катион Фе 3+ :

2Fe + 6H 2 SO 4 (конц.)  – t° →  Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 ­ + 6H 2 O

Fe + 6HNO 3 (конц.)  – t° →  Fe(NO 3 ) 3 + 3NO 2 ­ + 3H 2 O

(на холоде концентрированные азотная и серная кислоты пассивируют железо).

Железный гвоздь, погруженный в голубоватый раствор медного купороса, постепенно покрывается налетом красной металлической меди

5)     Железо вытесняет металлы, стоящие правее его в ряду напряжений из растворов их солей.

Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu

6)

Амфотерность железа проявляется только в концентрированных щелочах при кипячении:

Fе + 2NaОН (50 %) + 2Н 2 O= Nа 2 [Fе(ОН) 4 ]↓+ Н 2 ↑

и образуется осадок тетрагидроксоферрата(II) натрия.

Техническое железо — сплавы железа с углеродом: чугун содержит 2,06-6,67 % С, сталь 0,02-2,06 % С, часто присутствуют другие естественные примеси (S, Р, Si) и вводимые искусственно специальные добавки (Мn, Ni, Сr), что придает сплавам железа технически полезные свойства — твердость, термическую и коррозионную стойкость, ковкость и др .

Доменный процесс производства чугуна

Доменный процесс производства чугуна составляют следующие стадии:

а) подготовка (обжиг) сульфидных и карбонатных руд — перевод в оксидную руду:

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 )

б)  сжигание кокса при горячем дутье:

С (кокс) + O 2 (воздух) →СO 2 (600—700°С)   СO 2 + С (кокс) ⇌ 2СО   (700—1000    °С)

в) восстановление оксидной руды угарным газом СО последовательно:

Fe 2 O 3 →(CO) (Fe II Fe 2 III )O 4 →(CO) FeO →(CO) Fe

г) науглероживание железа (до 6,67 % С) и расплавление чугуна:

Fе (т ) →( C ( кокс) 900—1200°С) Fе (ж) (чугун, t пл 1145°С)

В чугуне всегда в виде зерен присутствуют цементит Fe 2 С и графит.

Производство стали

Передел чугуна в сталь проводится в специальных печах (конвертерных, мартеновских, электрических), отличающихся способом обогрева; температура процесса 1700-2000 °С. Продувание воздуха, обогащенного кислородом, приводит к выгоранию из чугуна избыточного углерода, а также серы, фосфора и кремния в виде оксидов. При этом оксиды либо улавливаются в виде отходящих газов (СО 2 , SО 2 ), либо связываются в легко отделяемый шлак — смесь Са 3 (РO 4 ) 2 и СаSiO 3 . Для получения специальных сталей в печь вводят легирующие добавки других металлов.

Получение чистого железа в промышленности — электролиз раствора солей железа, например:

FеСl 2 → Fе↓ + Сl 2 ↑ (90°С)  (электролиз)

(существуют и другие специальные методы, в том числе восстановление оксидов железа водородом).

Чистое железо применяется в производстве специальных сплавов, при изготовлении сердечников электромагнитов и трансформаторов, чугун — в производстве литья и стали, сталь — как конструкционный и инструментальный материалы, в том числе износо-, жаро- и коррозионно-стойкие.

Оксид железа(II) F еО . Амфотерный оксид с большим преобладанием основных свойств. Черный, имеет ионное строение Фе 2+ O 2- . При нагревании вначале разлагается, затем образуется вновь. Не образуется при сгорании железа на воздухе. Не реагирует с водой. Разлагается кислотами, сплавляется со щелочами. Медленно окисляется во влажном воздухе. Восстанавливается водородом, коксом. Участвует в доменном процессе выплавки чугуна. Применяется как компонент керамики и минеральных красок. Уравнения важнейших реакций:

4FеО ⇌(Fe II Fe 2 III ) + Fе (560—700 °С , 900—1000°С)

FеО + 2НС1 (разб.) = FеС1 2 + Н 2 O

ФеО + 4ННО 3 ( конц . ) = Fе(NO 3 ) 3 +NO 2 ↑  + 2Н 2 O

FеО + 4NаОН =2Н 2 O + N а 4 F е O 3(красн .) триоксоферрат(II) (400—500 °С)

FеО + Н 2 =Н 2 O + Фе (особо чистое) (350°С)

FеО + С (кокс) = Фе + СО (выше 1000 °С)

ФеО + СО = Фе + СО 2 (900°С)

4FеО + 2Н 2 O (влага) + O 2 (воздух) →4FеО(ОН) (t)

6ФеО + O 2 = 2(Fe II Fe 2 III )O 4 (300—500°С)

Получение в лаборатории : термическое разложение соединений железа (II) без доступа воздуха:

Fе(ОН) 2 = FеО + Н 2 O (150-200 °С)

FеСОз = FеО + СO 2 (490-550 °С)

Оксид дижелеза (III) – железа( II ) ( Fe II Fe 2 III )O 4 . Двойной оксид. Черный, имеет ионное строение Fe 2+ (Fе 3+ ) 2 ( O 2- ) 4 . Термически устойчив до высоких температур. Не реагирует с водой. Разлагается кислотами. Восстанавливается водородом, раскаленным железом. Участвует в доменном процессе производства чугуна. Применяется как компонент минеральных красок ( железный сурик ), керамики, цветного цемента. Продукт специального окисления поверхности стальных изделий ( чернение, воронение ). По составу отвечает коричневой ржавчине и темной окалине на железе. Применение брутто-формулы Fe 3 O 4 не рекомендуется. Уравнения важнейших реакций:

2(Fe II Fe 2 III )O 4 = 6ФеО + O 2 (выше 1538 °С)

(Fe II Fe 2 III )O 4 + 8НС1 (разб.) = FеС1 2 + 2FеС1 3 + 4Н 2 O

(Fe II Fe 2 III )O 4 +10НNO 3 (конц. ) =3Fе(NO 3 ) 3 + NO 2 ↑+ 5Н 2 O

(Fe II Fe 2 III )O 4 + O 2 (воздух) = 6Fе 2 O 3 (450-600°С)

(Fe II Fe 2 III )O 4 + 4Н 2 = 4Н 2 O + 3Фе (особо чистое, 1000 °С)

(Fe II Fe 2 III )O 4 + СО =ЗФеО + СО 2 (500—800°C)

(Fe II Fe 2 III )O4 + Fе ⇌4FеО (900—1000 °С , 560—700 °С)

Получение: сгорание железа (см. ) на воздухе.

В природе — оксидная руда железа магнетит.

Оксид железа(III) F е 2 О 3 . Амфотерный оксид с преобладанием основных свойств. Красно-коричневый, имеет ионное строение (Фе 3+ ) 2 (O 2- ) 3. Термически устойчив до высоких температур. Не образуется при сгорании железа на воздухе. Не реагирует с водой, из раствора выпадает бурый аморфный гидрат Фе 2 O 3 nН 2 О. Медленно реагирует с кислотами и щелочами. Восстанавливается монооксидом углерода, расплавленным железом. Сплавляется с оксидами других металлов и образует двойные оксиды — шпинели (технические продукты называются ферритами). Применяется как сырье при выплавке чугуна в доменном процессе, катализатор в производстве аммиака, компонент керамики, цветных цементов и минеральных красок, при термитной сварке стальных конструкций, как носитель звука и изображения на магнитных лентах, как полирующее средство для стали и стекла.

Уравнения важнейших реакций:

6Fе 2 O 3 = 4(Fe II Fe 2 III )O 4 +O 2 (1200—1300 °С)

Fе 2 O 3 + 6НС1 (разб. ) →2FеС1 3 + ЗН 2 O (t)    (600°С,р)

Fе 2 O 3 + 2NaОН (конц.) →Н 2 O+ 2 N а F е O 2 (красн.) диоксоферрат(III)

Fе 2 О 3 + МО=(М II Fе 2 II I )O 4 (М=Сu, Мn, Fе, Ni, Zn)

Fе 2 O 3 + ЗН 2 =ЗН 2 O+ 2Фе (особо чистое, 1050—1100 °С)

Fе 2 O 3 + Fе = ЗFеО (900 °С)

3Fе 2 O 3 + СО = 2(Fe II Fе 2 III )O 4 + СO 2 (400—600 °С)

Получение в лаборатории — термическое разложение солей железа (III) на воздухе:

Fе 2 (SO 4 ) 3 = Fе 2 O 3 + 3SO 3 (500-700 °С)

4{Fе(NO 3 ) 3 9 Н 2 O} = 2Fе a O 3 + 12NO 2 + 3O 2 + 36Н 2 O   (600-700 °С)

В природе — оксидные руды железа гематит Fе 2 O 3 и лимонит Fе 2 O 3 nН 2 O

Гидроксид железа (II) F е(ОН) 2 . Амфотерный гидроксид с преобладанием основных свойств. Белый (иногда с зеленоватым оттенком), связи Фе — ОН преимущественно ковалентные. Термически неустойчив. Легко окисляется на воздухе, особенно во влажном состоянии (темнеет). Нерастворим в воде. Реагирует с разбавленными кислотами, концентрированными щелочами. Типичный восстановитель. Промежуточный продукт при ржавлении железа. Применяется в изготовлении активной массы железоникелевых аккумуляторов.

Уравнения важнейших реакций:

Fе(OН) 2 = FеО + Н 2 O  (150-200 °С, в атм.N 2 )

Fе(ОН) 2 + 2НС1 (разб.) =FеС1 2 + 2Н 2 O

Fе(ОН) 2 + 2NаОН (> 50%) = Nа 2 [Fе(ОН) 4 ] ↓ (сине-зеленый) (кипячение)

4Fе(ОН) 2 (суспензия) + O 2 (воздух) →4FеО(ОН)↓ + 2Н 2 O  (t)

2Fе(ОН) 2 (суспензия) +Н 2 O 2 (разб. ) = 2FеО(ОН)↓ + 2Н 2 O

Fе(ОН) 2 + КNO 3 (конц.) = FеО(ОН)↓ + NO↑+ КОН (60 °С)

Получение : осаждение из раствора щелочами или гидратом аммиака в инертной атмосфере:

Fе 2+ + 2OH (разб.) = F е(ОН) 2 ↓

Fе 2+ + 2(NH 3 Н 2 O) = F е(ОН) 2 ↓ + 2NH 4

Метагидроксид железа F еО(ОН). Амфотерный гидроксид с преобладанием основных свойств. Светло-коричневый, связи Фе — О и Фе — ОН преимущественно ковалентные. При нагревании разлагается без плавления. Нерастворим в воде. Осаждается из раствора в виде бурого аморфного полигидрата Фе 2 O 3 nН 2 O, который при выдерживании под разбавленным щелочным раствором или при высушивании переходит в ФеО(ОН). Реагирует с кислотами, твердыми щелочами. Слабый окислитель и восстановитель. Спекается с Фе(ОН) 2 . Промежуточный продукт при ржавлении железа. Применяется как основа желтых минеральных красок и эмалей, поглотитель отходящих газов, катализатор в органическом синтезе.

Соединение состава Fе(ОН) 3 не известно (не получено).

Уравнения важнейших реакций:

Fе 2 O 3 . nН 2 O→( 200-250 °С, — H 2 O ) FеО(ОН)→( 560-700° С на воздухе , -h3O) →Fе 2 О 3

FеО(ОН) + ЗНС1 (разб.) =FеС1 3 + 2Н 2 O

FeO(OH)→ Fe 2 O 3 . nH 2 O -коллоид (NаОН (конц.) )

FеО(ОН)→ N а 3 [ F е(ОН) 6 ] белый , Nа 5 [Fе(OН) 8 желтоватый (75 °С, NаОН ( т) )

2FеО(ОН) + Fе(ОН) 2 =( Fe II Fe 2 III )O 4 + 2Н 2 O         (600—1000 °С)

2FеО(ОН) + ЗН 2 = 4Н 2 O+ 2Фе (особо чистое, 500—600 °С)

2FеО(ОН) + ЗВr 2 + 10КОН = 2К 2 FеO 4 + 6Н 2 O + 6КВr

Получение: осаждение из раствора солей железа(Ш) гидрата Фе 2 О 3 nН 2 O и его частичное обезвоживание (см. выше).

В природе — оксидная руда железа лимонит Fе 2 O 3 nН 2 О и минерал гётит FеО(ОН).

Феррат калия К 2 F еО 4 . Оксосоль. Красно-фиолетовый, разлагается при сильном нагревании. Хорошо растворим в концентрированном растворе КОН, реагирует с кипящей водой, неустойчив в кислотной среде. Сильный окислитель.

Качественная реакция — образование красного осадка феррата бария. Применяется в синтезе ферритов — промышленно важных двойных оксидов железа (III) и других металлов.

Уравнения важнейших реакций:

4К 2 FеO 4 = 4КФеО 2 + 3O 2 + 2К 2 O         (700 °С)

4К 2 FеO 4 + 6Н 2 O (гор.) =4ФеО(ОН)↓ + 8КОН + 3O 2 ↑

FеО 4 2- + 2OН + (разб. ) =4Fе 3+ + 3O 2 ↑+10Н 2 O

FеО 4 2- + 2(NH 3 . Н 2 O) →2FеО(ОН)↓ + N 2 ↑+ 2Н 2 O+ 4OН —

FеО 4 2- + Ва 2+ = ВаFеO 4 (красн.)↓         (в конц. КОН)

Получение : образуется при окислении соединений железа, например метагидроксида ФеО(ОН), бромной водой, а также при действии сильных окислителей (при спекании) на железо

Fе + 2КОН + 2КNO 3 = К 2 F е O 4 + 3КNO 2 + H 2 O (420 °С)

и электролизе в растворе:

электролиз

Fе + 2КОН (конц. ) + 2Н 2 O→ЗН 2 ↑ + К 2 F е O 4 ( электролиз)

(феррат калия образуется на аноде).

Качественные реакции на ионы F е 2+ и F е 3+

Обнаружение ионов Фе 2+ и Fе 3+ в водном растворе проводят с помощью реактивов К 3 [Fе(СN) 6 ] и К 4 [Fе(СN) 6 ] соответственно; в обоих случаях выпадает синий продукт одинакового состава и строения, КФе III [Fе II (СN) 6 ]. В лаборатории этот осадок называют берлинская лазурь , или турнбуллева синь :

Fе 2+ + К + + [Fе(СN) 6 ] 3- = КFе III [Fе II (СN) 6 ]↓

Fе 3+ + К + + [Fе(СN) 6 ] 4- = КFе III [Fе II (СN) 6 ]↓

Химические названия исходных реактивов и продукта реакций:

К 3 Fе III [Fе(СN) 6 ]- гексацианоферрат (III) калия

К 4 Fе III [Fе (СN) 6 ]- гексацианоферрат (II) калия

КFе III [Fе II (СN) 6 ]- гексацианоферрат (II) железа  (Ш) калия

Кроме того, хорошим реактивом на ионы Фе 3+ является тиоцианат-ион НСС — , железо (III) соединяется с ним, и появляется ярко-красная («кровавая») окраска:

Fе 3+ + 6NСS — = [Фе(НСС) 6 ] 3-

Этим реактивом (например, в виде соли КНСС) можно обнаружить даже следы железа (III) в водопроводной воде, если она проходит через железные трубы, покрытые изнутри ржавчиной.

Железо

Железо
Атомный номер 26
Внешний вид простого вещества ковкий, вязкий металл серебристо-белого цвета
Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса)		 55,847 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома 126 пм
Энергия ионизации
(первый электрон)		 759,1 (7,87) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация [Ar] 3d6 4s2
Химические свойства
Ковалентный радиус 117 пм
Радиус иона (+3e) 64 (+2e) 74 пм
Электроотрицательность
(по Полингу)		 1,83
Электродный потенциал Fe←Fe3+ −0,04 В
Fe←Fe2+ −0,44 В
Степени окисления 6, 3, 2, 0, −2
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность 7,874 г/см³
Молярная теплоёмкость 25,14[1]Дж/(K·моль)
Теплопроводность 80,4 Вт/(м·K)
Температура плавления 1812 K
Теплота плавления 247,1 кДж/кг 13,8 кДж/моль
Температура кипения 3134 K
Теплота испарения ~6088 кДж/кг ~340 кДж/моль
Молярный объём 7,1 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки кубическая объёмноцентрированная
Параметры решётки 2,866 Å
Отношение c/a —
Температура Дебая 460 K

 

Fe 26
55,847
[Ar]3d64s2
Железо

Железо — элемент побочной подгруппы восьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 26. Обозначается символом Fe (Ferrum). Один из самых распространённых в земной коре металлов (второе место после алюминия).

Простое вещество железо (CAS-номер: 7439-89-6) — ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической реакционной способностью: железо быстро корродирует при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе. В чистом кислороде железо горит, а в мелкодисперсном состоянии самовозгорается и на воздухе.

 

На самом деле железом обычно называют его сплавы с малым содержанием примесей (до 0,8 %), которые сохраняют мягкость и пластичность чистого металла. Но на практике чаще применяются сплавы железа с углеродом: сталь (до 2 % углерода) и чугун (более 2 % углерода), а также нержавеющая (легированная) сталь с добавками легирующих металлов (хром, марганец, никель и др.). Совокупность специфических свойств железа и его сплавов делают его «металлом № 1» по важности для человека.

В природе железо редко встречается в чистом виде, чаще всего оно встречается в составе железо-никелевых метеоритов. Распространённость железа в земной коре — 4,65 % (4-е место после O, Si, Al). Считается также, что железо составляет бо́льшую часть земного ядра.

История

Железо как инструментальный материал известно с древнейших времён, самые древние изделия из железа, найденные при археологических раскопках, датируются 4-м тысячелетием до н. э. и относятся к древнешумерской и древнеегипетской цивилизациям. Это наконечники для стрел и украшения из метеоритного железа, то есть, сплава железа и никеля (содержание последнего колеблется от 5 до 30 %), из которого состоят метеориты. От их небесного происхождения идёт, видимо, одно из наименований железа в греческом языке: «сидер» (а на латыни это слово значит «звёздный»).

Изделия из железа, полученного искусственно, известны со времени расселения арийских племён из Европы в Азию и острова Средиземного моря (4—3-е тысячелетие до н. э.). Самый древний железный инструмент из известных — стальное долото, найденное в каменной кладке пирамиды Хеопса в Египте (построена около 2550 года до н. э.). Железо часто упоминается в древнейших (3-е тысячелетие до н. э.) текстах хеттов, основавших свою империю на территории современной Анатолии в Турции. Например, в тексте хеттского царя Анитты (около 1800 года до н. э.) говорится:

Когда на город Пурусханду в поход я пошел, человек из города Пурусханды ко мне поклониться пришел (…?) и он мне 1 железный трон и 1 железный скипетр (?) в знак покорности (?) преподнес.

В этом тексте железо обозначается словом «par-zi-lum» (сравните латинское «ferrum» и русское «железо»), что, скорее всего, значит «олово всадников» — от древнеарийских слов «PARSA» или «FERSY» (всадник — сравните этноним «персы», отсюда же шахматная фигура «ферзь», и латинские слова «persona» и «partia»), и корня «ZIL» (олово, и вообще белый металл).

В древности мастерами железных изделий слыли халибы, которых Геродот перечисляет в числе эллинских племён Малой Азии, подвластных Крезу. Халибы жили на севере державы Хеттов, у побережья Чёрного моря возле устья реки Галис (современный г. Самсун в Турции), и от их имени происходит греч. Χάλυβας — «сталь». Аристотель описал их способ получения стали: халибы несколько раз промывали речной песок их страны — видимо, таким способом (теперь это называют флотацией) выделяли тяжёлую железосодержащую фракцию породы, добавляли какое-то огнеупорное вещество, и плавили в печах особой конструкции; полученный таким образом металл имел серебристый цвет и был нержавеющим. Из этого процесса, видимо, возникло и название «руда», которое на латыни значит «мокрый» — то есть, «вымытый».

 

В качестве сырья для выплавки стали использовались магнетитовые пески, которые часто встречаются по всему побережью Чёрного моря: эти магнетитовые пески состоят из смеси мелких зёрен магнетита, титано-магнетита или ильменита, и обломков других пород, так что выплавляемая халибами сталь была легированной, и обладала отличными свойствами. Такой своеобразный способ получения железа не из руды говорит о том, что халибы, в основном, распространили железо как технологический материал, но их способ не мог быть методом повсеместного промышленного производства железных изделий. Однако их производство послужило толчком для дальнейшего развития металлургии железа.

 

Судя по греческому названию инструментальных металлов χαλκός (это слово обозначает и бронзу, и железо), можно понять, что арийские племена нашли способ выделки железа во время перехода в Азию через Кавказ, а именно — в Колхиде (др.-греч. Κολχίς), так как другого удобного сухопутного пути из Европы в Азию не было. Пройдя степи Причерноморья, они оставили многочисленные памятники культуры бронзового века (так называемая «пахотно-скотоводческая культура»), и двинулись дальше — на юг. Конечно же, по пути они искали сырьё для изготовления бронзовых орудий, и так обнаружили свойства причерноморских песков, дающих новый твёрдый металл — железо. Видимо, сперва они приняли его за олово (первые металлурги плохо различали металлы), и это подтверждается также тем, что название «сталь» в языках северных арийцев (романских, германских, славянских) явно происходит от слова «STANN» через аберрацию N-L, а у римлян это слово обозначало олово. То есть, пытаясь найти олово для бронзы, они обнаружили металл, который оказался крепким и без сплавления с медью, и стали называть его по аналогии с оловом. Найденный тогда способ выплавки стальных изделий не позволял получать их в больших количествах, однако использовался более тысячи лет, пока не была разработана технология выплавки железа из руды, добываемой в копях.

 

Климент Александрийский в своём энциклопедическом труде «Строматы» упоминает, что по греческим преданиям железо (видимо, выплавка его из руды) было открыто на горе Иде — так называлась горная цепь возле Трои (в Илиаде она упоминается как гора Ида, с которой Зевс наблюдал за битвой греков с троянцами). Произошло это через 73 года после Девкалионова потопа, а этот потоп, согласно Паросской хронике, был в 1528 году до нашей эры, то есть метод выплавки железа из руды был открыт примерно в 1455 году до н. э. Однако из описания Климента не ясно, говорит ли он именно об этой горе в Передней Азии (Ида Фригийская у Вергилия), или же о горе Ида на острове Крит, о которой римский поэт Вергилий в Энеиде пишет:

 

Остров Юпитера, Крета, лежит средь широкого моря,

Нашего племени там колыбель, где высится Ида …

А римляне, как известно, были потомками малоазиатских троянцев, переселившихся в Италию после разрушения Трои. Могила их предводителя Энея до сих пор существует в местечке Пратика-ди-Маре возле Рима, и в ней был обнаружен железный жезл — символ власти, и другие предметы из железа и бронзы.

Более вероятно, что Климент Александрийский говорит именно о фригийской Иде возле Трои, так как там были найдены древние железные копи и очаги железоделательного производства. Видимо, ознакомившись с методом халибов, древние троянцы развили свой способ выплавки стали из руды, оказавшийся более производительным.

 

В самой глубокой древности железо ценилось дороже золота, и по описанию Страбона, у африканских племён за 1 фунт железа давали 10 фунтов золота, а по исследованиям историка Г. Арешяна стоимости меди, серебра, золота и железа у древних хеттов были в соотношении 1 : 160 : 1280 : 6400. В те времена железо использовалось как ювелирный металл, из него делали троны и другие регалии царской власти: например, в библейской книге Второзаконие 3,11 описан «одр железный» рефаимского царя Ога. В гробнице Тутанхамона (около 1350 года до н. э.) был найден кинжал из железа в золотой оправе — возможно, подаренный хеттами в дипломатических целях. Но хетты не стремились к широкому распространению железа и его технологий, что видно и из дошедшей до нас переписки египетского фараона и его тестя — царя Хеттов. Фараон просит прислать побольше железа, а царь хеттов уклончиво отвечает, что запасы железа иссякли, а кузнецы заняты на сельскохозяйственных работах, поэтому он не может выполнить просьбу царственного зятя. Как видно, хетты старались использовать свои знания для достижения военных преимуществ, и не давали другим возможности сравняться с ними. Видимо, поэтому железные изделия получили широкое распространение только после Троянской войны и падения державы хеттов, когда благодаря торговой активности греков технология железа стала известной многим, и были открыты железные месторождения и рудники. Так на смену «Бронзовому» веку настал век «Железный».

 

По описаниям Гомера, хотя во время Троянской войны (примерно 1250 год до н. э.) оружие было в основном из меди и бронзы, но железо уже было хорошо известно и пользовалось большим спросом, хотя больше как драгоценный металл. Например, в 23-й песне «Илиады» Гомер рассказывает, что Ахилл наградил диском из железной крицы победителя в соревновании по метанию диска. Это железо ахейцы добывали у троянцев и сопредельных народов (Илиада 7,473), в том числе у халибов, которые воевали на стороне троянцев:

 

Прочие мужи ахейские меной вино покупали,

Те за звенящую медь, за седое железо меняли,

Те за воловые кожи или волов круторогих,

Те за своих полоненых. И пир уготовлен веселый…

Возможно, железо было одной из причин, побудивших греков-ахейцев двинуться в Малую Азию, где они узнали секреты его производства. А раскопки в Афинах показали, что уже около 1100 года до н. э. и позднее уже широко были распространены железные мечи, копья, топоры, и даже железные гвозди. В библейской книге Иисуса Навина 17,16 (ср. Судей 14,4) описывается, что филистимляне (библейские «PILISTIM», а это были протогреческие племена, родственные позднейшим эллинам, в основном пеласги) имели множество железных колесниц, то есть, в это время железо уже стало широко применяться в больших количествах.

Гомер в «Илиаде» и «Одиссее» называет железо «многотрудный металл», и описывает закалку орудий:

Расторопный ковач, изготовив топор иль секиру,

В воду металл, раскаливши его, чтоб двойную

Он крепость имел, погружает…

Гомер называет железо многотрудным, потому что в древности основным методом его получения был сыродутный процесс: перемежающиеся слои железной руды и древесного угля прокаливались в специальных печах (горнах — от древнего «Horn» — рог, труба, первоначально это была просто труба, вырытая в земле, обычно горизонтально в склоне оврага). В горне окислы железа восстанавливаются до металла раскалённым углём, который отбирает кислород, окисляясь до окиси углерода, и в результате такого прокаливания руды с углём получалось тестообразное кричное (губчатое) железо. Крицу очищали от шлаков ковкой, выдавливая примеси сильными ударами молота. Первые горны имели сравнительно низкую температуру — заметно меньше температуры плавления чугуна, поэтому железо получалось сравнительно малоуглеродистым. Чтобы получить крепкую сталь приходилось много раз прокаливать и проковывать железную крицу с углём, при этом поверхностный слой металла дополнительно насыщался углеродом и упрочнялся. И хотя это требовало больших трудов, изделия, полученные таким способом, были существенно более крепкими, чем бронзовые.

В дальнейшем научились делать более эффективные печи (в русском языке — домна, домница) для производства стали, и применили меха для подачи воздуха в горн. Уже римляне умели доводить температуру в печи до плавления стали (около 1400 градусов, а чистое железо плавится при 1535 градусах). При этом образуется чугун с температурой плавления 1100—1200 градусов, очень хрупкий в твёрдом состоянии (даже не поддающийся ковке), и не обладающий упругостью стали. Первоначально его считали вредным побочным продуктом (англ. pig iron, по-русски, свинское железо, чушки, откуда, собственно, и происходит слово чугун), но потом обнаружилось, что при повторном прожигании в печи с усиленным продуванием воздуха чугун превращается в сталь хорошего качества, так как лишний углерод выгорает. Такой двухстадийный процесс производства стали из чугуна оказался более простым и выгодным, чем кричный, и этот принцип используется без особых изменений многие века, оставаясь и до наших дней основным способом производства железных материалов.

Происхождение названия

Схема атома железа (условно)

Версии происхождения славянского слова «железо» (белор. жалеза, болг. желязо, укр. залізо, польск. Żelazo, словен. Železo).

 

Наиболее вероятно, что это название происходит от древнеарийского корня «ZIL», которым обозначали олово и вообще белые металлы (в том числе серебро — «zilber», и название «цинк» получилось из этого же слова аберрацией L-N). От него же, видимо, происходит и санскритское «жальжа», что означает «металл, руда». Другая версия усматривает в слове славянский корень «лез», тот же, что и в слове «лезвие» (так как железо в основном употреблялось на изготовление оружия), третье связывает с греческим словом χαλκός, что означало железо и медь. Есть также связь между словом «желе» и студнеобразной консистенцией «болотной руды», из которой некоторое время добывался металл.

 

Название природного карбоната железа (сидерита) происходит от sidereus — звёздный; действительно, первое железо, попавшее в руки людям, было метеоритного происхождения. Возможно, это совпадение не случайно. В частности древнегреческое слово сидерос (σίδηρος) для железа и латинское sidus, означающее «звезда», вероятно, имеют общее происхождение.

Изотопы железа

Изотоп железа 56Fe относится к наиболее стабильным ядрам: все следующие элементы могут уменьшить энергию связи на нуклон путём распада, а все предыдущие элементы, в принципе, могли бы уменьшить энергию связи на нуклон за счёт синтеза. Полагают, что железом оканчивается ряд синтеза элементов в ядрах нормальных звёзд, а все последующие элементы могут образоваться только в результате взрывов сверхновых.

Геохимия железа

Гидротермальный источник с железистой водой. Окислы железа окрашивают воду в бурый цвет

Железо — один из самых распространённых элементов в Солнечной системе, особенно на планетах земной группы, в частности, на Земле. Значительная часть железа планет земной группы находится в ядрах планет, где его содержание, по оценкам, около 90 %. Содержание железа в земной коре составляет 5 %, а в мантии около 12 %. Из металлов железо уступает по распространённости в коре только алюминию. При этом в ядре находится около 86 % всего железа, а в мантии 14 %.

Геохимические свойства железа

Важнейшая геохимическая особенность железа — наличие у него нескольких степеней окисления. Железо в нейтральной форме — металлическое — слагает ядро земли, возможно, присутствует в мантии и очень редко встречается в земной коре. Закисное железо FeO — основная форма нахождения железа в мантии и земной коре. Окисное железо Fe2O3 характерно для самых верхних, наиболее окисленных, частей земной коры, в частности, осадочных пород.

По кристаллохимическим свойствам ион Fe2+ близок к ионам Mg2+ и Ca2+ — другим главным элементам, составляющим значительную часть всех земных пород. В силу кристаллохимического сходства железо замещает магний и, частично, кальций во многих силикатах. При этом содержание железа в минералах переменного состава обычно увеличивается с уменьшением температуры.

Минералы железа

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 мантии и земной коре железо сосредоточено главным образом в силикатах, при этом его содержание значительно в основных и ультраосновных породах, и мало — в кислых и средних породах.

Известно большое число руд и минералов, содержащих железо. Наибольшее практическое значение имеют красный железняк (гематит, Fe2O3; содержит до 70 % Fe), магнитный железняк (магнетит, FeFe2O4, Fe3O4; содержит 72,4 % Fe), бурый железняк или лимонит (гётит и гидрогётит, соответственно FeOOH и FeOOH·nH2O), а также шпатовый железняк (сидерит, карбонат железа(II), FeCO3; содержит около 48 % Fe). Гётит и гидрогётит чаще всего встречаются в корах выветривания, образуя так называемые «железные шляпы», мощность которых достигает несколько сотен метров. Также они могут иметь осадочное происхождение, выпадая из коллоидных растворов в озёрах или прибрежных зонах морей. При этом образуются оолитовые, или бобовые, железные руды. В них часто встречается вивианит Fe(3PO4)2·8H2O, образующий чёрные удлинённые кристаллы и радиально-лучистые агрегаты.

В природе также широко распространены сульфиды железа — пирит FeS2 (серный или железный колчедан) и пирротин. Они не являются железной рудой — пирит используют для получения серной кислоты, а пирротин часто содержит никель и кобальт.

По запасам железных руд Россия занимает первое место в мире. Содержание железа в морской воде — 1×10−5—1×10−8 %.

Получение

В промышленности железо получают из железной руды, в основном из гематита (Fe2O3) и магнетита (Fe3O4).

Существуют различные способы извлечения железа из руд. Наиболее распространённым является доменный процесс.

Первый этап производства — восстановление железа углеродом в доменной печи при температуре 2000 °C. В доменной печи углерод в виде кокса, железная руда в виде агломерата или окатышей и флюс (например, известняк) подаются сверху, а снизу их встречает поток нагнетаемого горячего воздуха.

В печи углерод кокса окисляется до монооксида углерода (угарного газа) кислородом воздуха:

2C + O2 → 2CO↑.

В свою очередь, угарный газ восстанавливает железо из руды:

3CO + Fe2O3 → 2Fe + 3CO2↑.

Флюс добавляется для извлечения нежелательных примесей из руды, в первую очередь силикатов, таких как кварц (диоксид кремния). Типичный флюс содержит известняк (карбонат кальция) и доломит (карбонат магния). Против других примесей используют другие флюсы.

Действие флюса: карбонат кальция под действием тепла разлагается до оксида кальция (негашёная известь):

CaCO3 → CaO + CO2↑.

Оксид кальция соединяется с диоксидом кремния, образуя шлак:

CaO + SiO2 → CaSiO3.

Шлак, в отличие от диоксида кремния, плавится в печи. Более лёгкий, чем железо, шлак плавает на поверхности, и его можно сливать отдельно от металла. Шлак затем употребляется в строительстве и сельском хозяйстве. Расплав железа, полученный в доменной печи, содержит довольно много углерода (чугун). Кроме случаев, когда чугун используется непосредственно, он требует дальнейшей переработки.

Излишний углерод и другие примеси (сера, фосфор) удаляют из чугуна окислением в мартеновских печах или в конвертерах. Электрические печи используют и для выплавки легированных сталей.

Кроме доменного процесса, распространён процесс прямого получения железа. В этом случае предварительно измельчённую руду смешивают с особой глиной, формируя окатыши. Окатыши обжигают, и обрабатывают в шахтной печи горячими продуктами конверсии метана, содержащими водород. Водород легко восстанавливает железо, при этом не происходит загрязнения железа такими примесями как сера и фосфор — обычными примесями в каменном угле. Железо получается в твёрдом виде, и в дальнейшем переплавляется в электрических печах.

Химически чистое железо получается электролизом растворов его солей.

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.

Для железа характерен полиморфизм, он имеет четыре кристаллические модификации:

  • до 769 °C существует α-Fe (феррит) с объёмноцентрированной кубической решёткой и свойствами ферромагнетика (769 °C ≈ 1043 K — точка Кюри для железа)
  • в температурном интервале 769—917 °C существует β-Fe, который отличается от α-Fe только параметрами объёмноцентрированной кубической решётки и магнитными свойствами парамагнетика
  • в температурном интервале 917—1394 °C существует γ-Fe (аустенит) с гранецентрированной кубической решёткой
  • выше 1394 °C устойчив δ-Fe с объёмоцентрированной кубической решёткой

Металловедение не выделяет β-Fe как отдельную фазу[4], и рассматривает её как разновидность α-Fe. При нагреве железа или стали выше точки Кюри (769 °C ≈ 1043 K) тепловое движение ионов расстраивает ориентацию спиновых магнитных моментов электронов, ферромагнетик становится парамагнетиком — происходит фазовый переход второго рода, но фазового перехода первого рода с изменением основных физических параметров кристаллов не происходит.

Для чистого железа при нормальном давлении, с точки зрения металловедения, существуют следующие устойчивые модификации:

  • От абсолютного нуля до 910 °C устойчива α-модификация с объёмноцентрированной кубической (ОЦК) кристаллической решёткой. Твёрдый раствор углерода в α-железе называется ферритом.
  • От 910 до 1400 °C устойчива γ-модификация с гранецентрированной кубической (ГЦК) кристаллической решёткой. Твёрдый раствор углерода в γ-железе называется аустенитом.
  • От 910 до 1539 °C устойчива δ-модификация с объёмноцентрированной кубической (ОЦК) кристаллической решёткой. Твёрдый раствор углерода в δ-железе (также как и в α-железе) называется ферритом. Иногда различают высокотемпературный δ-феррит и низкотемпературный α-феррит (или просто феррит), хотя их атомные структуры одинаковы.

Наличие в стали углерода и легирующих элементов существенным образом изменяет температуры фазовых переходов (см. фазовую диаграмму железо — углерод).

  • В области высоких давлений (свыше 104 МПа, 100 тыс. атм.) возникает модификация ε-железа с гексагональной плотноупакованной (ГПУ) решёткой.

Явление полиморфизма чрезвычайно важно для металлургии стали. Именно благодаря α—γ переходам кристаллической решётки происходит термообработка стали. Без этого явления железо как основа стали не получило бы такого широкого применения.

Железо тугоплавко, относится к металлам средней активности. Температура плавления железа 1539 °C, температура кипения — 2862 °C.

Химические свойства

Основные степени окисления железа — +2 и +3.

При хранении на воздухе при температуре до 200 °C железо постепенно покрывается плотной плёнкой оксида, препятствующего дальнейшему окислению металла. Во влажном воздухе железо покрывается рыхлым слоем ржавчины, который не препятствует доступу кислорода и влаги к металлу и его разрушению. Ржавчина не имеет постоянного химического состава, приближённо её химическую формулу можно записать как Fe2O3·xH2O.

С кислородом железо реагирует при нагревании. При сгорании железа на воздухе образуется оксид Fe3O4, при сгорании в чистом кислороде — оксид Fe2O3. Если кислород или воздух пропускать через расплавленное железо, то образуется оксид FeO. При нагревании порошка серы и железа образуется сульфид, приближённую формулу которого можно записать как FeS.

Железо при нагревании реагирует с галогенами. Так как FeF3 нелетуч, железо устойчиво к действию фтора до температуры 200—300 °C. При хлорировании железа (при температуре около 200 °C) образуется летучий FeCl3. Если взаимодействие железа и брома протекает при комнатной температуре или при нагревании и повышенном давлении паров брома, то образуется FeBr3. При нагревании FeCl3 и, особенно, FeBr3 отщепляют галоген и превращаются в галогениды железа(II). При взаимодействии железа и иода образуется иодид Fe3I8.

При нагревании железо реагирует с азотом, образуя нитрид железа Fe3N, с фосфором, образуя фосфиды FeP, Fe2P и Fe3P, с углеродом, образуя карбид Fe3C, с кремнием, образуя несколько силицидов, например, FeSi.

При повышенном давлении металлическое железо реагирует с оксидом углерода(II) CO, причём образуется жидкий, при обычных условиях легко летучий пентакарбонил железа Fe(CO)5. Известны также карбонилы железа составов Fe2(CO)9 и Fe3(CO)12. Карбонилы железа служат исходными веществами при синтезе железоорганических соединений, в том числе и ферроцена состава (η5-C5H5)2Fe.

Чистое металлическое железо устойчиво в воде и в разбавленных растворах щелочей. В концентрированной серной и азотной кислотах железо не растворяется, так как прочная оксидная плёнка пассивирует его поверхность.

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

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑;

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑.

При взаимодействии железа с приблизительно 70%-й серной кислотой реакция протекает с образованием сульфата железа(III):

2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O.

Оксид железа(II) FeO обладает основными свойствами, ему отвечает основание Fe(OH)2. Оксид железа(III) Fe2O3 слабо амфотерен, ему отвечает ещё более слабое, чем Fe(OH)2, основание Fe(OH)3, которое реагирует с кислотами:

2Fe(OH)3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6H2O.

Гидроксид железа(III) Fe(OH)3 проявляет слабо амфотерные свойства, он способен реагировать только с концентрированными растворами щелочей:

Fe(OH)3 + 3КОН → K3[Fe(OH)6].

Образующиеся при этом гидроксокомплексы железа(III) устойчивы в сильно щелочных растворах. При разбавлении растворов водой они разрушаются, причём в осадок выпадает Fe(OH)3.

Соединения железа(III) в растворах восстанавливаются металлическим железом:

Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2.

При хранении водных растворов солей железа(II) наблюдается окисление железа(II) до железа(III):

4FeCl2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)Cl2.

Из солей железа(II) в водных растворах устойчива соль Мора — двойной сульфат аммония и железа(II) (NH4)2Fe(SO4)2·6Н2O.

Железо(III) способно образовывать двойные сульфаты с однозарядными катионами типа квасцов, например, KFe(SO4)2 — железокалиевые квасцы, (NH4)Fe(SO4)2 — железоаммонийные квасцы и т. д.

При действии газообразного хлора или озона на щелочные растворы соединений железа(III) образуются соединения железа(VI) — ферраты, например, феррат(VI) калия K2FeO4. Имеются сообщения о получении под действием сильных окислителей соединений железа(VIII).

Для обнаружения в растворе соединений железа(III) используют качественную реакцию ионов Fe3+ с тиоцианат-ионами SCN–. При взаимодействии ионов Fe3+ с анионами SCN– образуется ярко-красный роданид железа Fe(SCN)3. Другим реактивом на ионы Fe3+ служит гексацианоферрат(II) калия K4[Fe(CN)6] (жёлтой кровяная соль). При взаимодействии ионов Fe3+ и [Fe(CN)6]4− выпадает ярко-синий осадок берлинской лазури:

4K4[Fe(CN)6] + 4Fe3+ → 4KFeIII[FeII(CN)6]↓ + 12K+.

Реактивом на ионы Fe2+ в растворе может служить гексацианоферрат(III) калия K3[Fe(CN)6] (красная кровяная соль). При взаимодействии ионов Fe2+ и [Fe(CN)6]3− выпадает осадок турнбулевой сини:

3K3[Fe(CN)6] + 3Fe2+ → 3KFeII[FeIII(CN)6]↓ + 6K+.

Интересно, что берлинская лазурь и турнбулева синь — две формы одного и того же вещества, так как в растворе устанавливается равновесие:

KFeIII[FeII(CN)6] ↔ KFeII[FeIII(CN)6].

Применение

Железная руда

Железо — один из самых используемых металлов, на него приходится до 95 % мирового металлургического производства.

  • Железо является основным компонентом сталей и чугунов — важнейших конструкционных материалов.

    Железо может входить в состав сплавов на основе других металлов — например, никелевых.

    Магнитная окись железа (магнетит) — важный материал в производстве устройств долговременной компьютерной памяти: жёстких дисков, дискет и т. п.

    Ультрадисперсный порошок магнетита используется в черно-белых лазерных принтерах в качестве тонера.

    Уникальные ферромагнитные свойства ряда сплавов на основе железа способствуют их широкому применению в электротехнике для магнитопроводов трансформаторов и электродвигателей.

    Хлорид железа(III) (хлорное железо) используется в радиолюбительской практике для травления печатных плат.

    Семиводный сульфат железа (железный купорос) в смеси с медным купоросом используется для борьбы с вредными грибками в садоводстве и строительстве.

    Железо применяется в качестве анода в железо-никелевых аккумуляторах, железо-воздушных аккумуляторах.

Биологическое значение железа

 

В живых организмах железо является важным микроэлементом, катализирующим процессы обмена кислородом (дыхания). В организме взрослого человека содержится около 3,5 грамма железа (около 0,02 %), из которых 75 % являются главным действующим элементом гемоглобина крови, остальное входит в состав ферментов других клеток, катализируя процессы дыхания в клетках. Недостаток железа проявляется как болезнь организма (хлороз у растений и анемия у животных).

 

Обычно железо входит в ферменты в виде комплекса, называемого гемом. В частности, этот комплекс присутствует в гемоглобине — важнейшем белке, обеспечивающем транспорт кислорода с кровью ко всем органам человека и животных. И именно он окрашивает кровь в характерный красный цвет.

 

Комплексы железа, отличные от гема, встречаются, например, в ферменте метан-моноксигеназе, окисляющем метан в метанол, в важном ферменте рибонуклеотид-редуктазе, который участвует в синтезе ДНК.

 

Неорганические соединения железа встречается в некоторых бактериях, иногда используется ими для связывания азота воздуха.

 

В организм животных и человека железо поступает с пищей (наиболее богаты им печень, мясо, яйца, бобовые, хлеб, крупы, свёкла). Интересно, что некогда шпинат ошибочно был внесён в этот список (из-за опечатки в результатах анализа — был потерян «лишний» ноль после запятой).

 

Суточная потребность человека в железе следующая: дети — от 4 до 18 мг, взрослые мужчины — 10 мг, взрослые женщины — 18 мг, беременные женщины во второй половине беременности — 33 мг. У женщин потребность несколько выше, чем у мужчин. Как правило, железа, поступающего с пищей, вполне достаточно, но в некоторых специальных случаях (анемия, а также при донорстве крови) необходимо применять железосодержащие препараты и пищевые добавки (гематоген, ферроплекс).

 

Содержание железа в воде больше 1—2 мг/л значительно ухудшает её органолептические свойства, придавая ей неприятный вяжущий вкус, и делает воду малопригодной для использования, вызывает у человека аллергические реакции, может стать причиной болезни крови и печени (гемохроматоз). ПДК железа в воде 0,3 мг/л.

 

Избыточная доза железа (200 мг и выше) может оказывать токсическое действие. Передозировка железа угнетает антиоксидантную систему организма, поэтому употреблять препараты железа здоровым людям не рекомендуется.

 

Соединения железа

Оксиды железа

Гидроксиды железа

Железнение

Железо самородное

Превышение железа в воде – незримый враг вашего здоровья — BWT

Превышение железа в воде – незримый враг вашего здоровья — BWT

Главная > Статьи > Вода и здоровье человека > Превышение железа в воде – незримый враг вашего здоровья

Статьи

27. 08.2020

Превышение железа в воде – проблема, с которой сталкиваются все люди без исключения каждый день, употребляя в хозяйственно-бытовых целях воду не прошедшую водоподготовку.

Широко известен такой элемент таблицы Менделеева, как  ferrum или железо. Все знают, что это очень полезный микроэлемент для организма, поэтому он входит в состав современных поливитаминов. Железо в больших количествах содержится в говядине, яблоках, гранатах и других фруктах и овощах красного цвета. 

Беременным назначают препарата железа, если клинические анализы крови показывают низкий уровень гемоглобина, снижение его до критического уровня может вызывать такое заболевание, как анемия. Суточная потребность человека в железе: для женщин – 20 мг, мужчин -10, у детей колеблется от 4-18 мг, а во время беременности потребность увеличивается до 30-35 мг.

Решения BWT для обезжелезивания воды:

Смотреть все Получить консультацию

Железо в организме выполняет ряд важных функций: участвует в процессе кровообращении, оказывает прямое воздействие на состояние кожи, волос и ногтей, влияет на работу щитовидной железы, играет важную роль в процессе роста ребенка и формировании иммунитета. Его нехватка сказывается на работе организма и может привести к ряду заболеваний. 

Однако переизбыток железа, так же отрицательно влияет на человека. Это может привести к заболеванию сердца, развитию онкологических заболеваний, доза, превышающая 200 мг/сутки может вызвать серьезное отравление, а доза в 3-35гр привести даже к летальному исходу.

И взрослые, и дети знают, что полезное для здоровья железо содержится во всяких вкусных овощах и фруктах. А вот не совсем полезное железо поступает в организм с неочищенной должным образом питьевой водой. Допустимое содержание железа регулируется таким документом как ГОСТ, в котором закреплено допустимое содержание железа на уровне не более 0,3 мг/литр. А если взять для примера страны Европы, там этот показатель не должен превышать 0,1 мг/литр.

Все знают полезные свойства железа, а вот какой вред наносит организму превышение железа в воде, мало кто задумывается. Повышенное содержание железа сказывается на органолептических свойствах воды, когда у нее появляется посторонний запах и металлический вкус. При концентрации железа в воде 1 мг/литр на поверхностях ванны, раковины и унитаза можно наблюдать ржавые подтеки, а при стирке на белье могут появиться ржавые пятна. После купания в такой воде на коже может появиться раздражение, зуд, шелушение или покраснение. Железо в тех соединениях, в которых оно содержится в питьевой воде, не усваивается организмом человека и может привести к расстройству или даже заболеваниям желудочно-кишечного тракта. Но если всю сантехнику можно заменить, то здоровье человека не купишь.

А если в доме ребенок!? В первые месяцы жизни малыша воду для его купания врачи рекомендуют кипятить, да в дальнейшем чувствительная кожа малыша серьезней реагирует на содержание примесей в воде.Чтобы устранить превышение железа в воде раньше отстаивали воду, однако, попробуйте отстоять воду для детской ванночки, в зависимости от ее размеров, это от 20 до 40 литров. Можно подойти к решению этой проблемы с другой стороны и приобрести домашнюю установку – фильтр обезжелезивания и деманганации.  

В настоящее время они стали все более популярными и доступными для каждого, потому что имеют широкий ценовой диапазон. Приобрести такую установку гораздо дешевле, чем лечить проблемы, вызванные превышением железа в воде, ведь лечение и лекарственные препараты стоят намного дороже фильтров, к тому же цены на таблетки растут с каждым днем. Можно доверить решение данной проблемы коммунальным службам и надеяться, что они будут контролировать уровень содержания примесей и не допускать их превышения, но все знают, в каком сложном положении, находятся эти службы. А если факт допущения превышения концентрации и был, то доказать это простому человеку практически не возможно, и как следствие делается невозможным привлечение к ответственности виновные службы и возмещение ущерба или оплаты лечения.

Сегодня просто необходимо взять все в свои руки и приобрести фильтры водоочистки. Лучше потратить средства сегодня на фильтрацию, чтобы превышение железа в воде не сказывалось на вашем здоровье, чем в будущем потратить гораздо больше средств на лечение.

Флагманский магазин BWT в ТРЦ “Рига молл” работает для всех, кто ценит высокое качество во…

Самая распространенная проблема для воды в частных бассейнах. И, мы расскажем как с ней бороться.

Так как аквапарк является одной из сложнейших развлекательных систем среди бассейнов, его обслуживан…

Все статьи

Мы используем файлы “cookie”, чтобы обеспечить максимальное удобство пользователям. Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cookie. Согласен

Вход на сайт

Восстановить пароль

Введите код авторизации из письма, после чего Вы будете перенаправлены в «Личный кабинет» для изменения пароля.

Регистрация

Получать новости об акциях и скидках

Сообщить о поступлении

Получить консультацию по товару, снятому с производства

Получите предложение по аренде диспенсеров

Купить товар у дилера

Заказать оптом

Получить консультацию

Частное лицо

Сообщить о поступлении

Нажимая на кнопку «Отправить», вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности

Спасибо!

Ошибка!

–>

Железо. Химия железа и его соединений

Железо Fe: химические свойства, способы получения железа, взаимодействие с простыми веществами (кислород, сера) и со сложными веществами (кислоты, вода, сильные окислители). Оксид железа (II) FeO, оксид железа (III) Fe2O3, железная окалина (Fe3O4) — способы получения и химические свойства. Гидроксид железа (II) Fe(OH)2, гидроксид железа (III) Fe(OH)3 — способы получения и химические свойства.

Положение железа в периодической системе химических элементов
Электронное строение железа
Физические свойства
Нахождение в природе
Способы получения
Качественные реакции
Химические свойства
1. Взаимодействие с простыми веществами
1.1. Взаимодействие с галогенами
1.2. Взаимодействие с серой
1.3. Взаимодействие с фосфором
1.4. Взаимодействие с азотом
1.5. Взаимодействие с углеродом
1.6. Горение
2. Взаимодействие со сложными веществами
2.1. Взаимодействие с водой
2.2. Взаимодействие с минеральными кислотами
2.3. Взаимодействие с серной кислотой
2.4. Взаимодействие с азотной кислотой
2.5. Взаимодействие с сильными окислителями
2. 6. Взаимодействие с оксидами и солями

Оксид железа (II)
 Способы получения
 Химические свойства
1. Взаимодействие с кислотными оксидами
2. Взаимодействие с кислотами
3. Взаимодействие с водой
4. Взаимодействие с окислителями
5. Взаимодействие с кислотами
6. Взаимодействие с восстановителями

Оксид железа (III)
 Способы получения
 Химические свойства
1. Взаимодействие с кислотными оксидами и кислотами 
2. Взаимодействие с щелочами и основными оксидами
3. Взаимодействие с водой
4. Взаимодействие с окислителями
5. Окислительные свойства оксида железа (III)

6. Взаимодействие с солями более летучих кислот

Оксид железа (II, III)
 Способы получения
 Химические свойства
1. Взаимодействие с кислотными оксидами и кислотами 
2. Взаимодействие с сильными кислотами-окислителями
3. Взаимодействие с водой
4. Взаимодействие с окислителями
5. Окислительные свойства оксида железа (II, III)

Гидроксид железа (II)
 Способы получения
 Химические свойства
1. Взаимодействие с кислотами
2. Взаимодействие с кислотными оксидами
3. Восстановительные свойства 
4. Разложение при нагревании

Гидроксид железа (III)
 Способы получения
 Химические свойства
1. Взаимодействие с кислотами
2. Взаимодействие с кислотными оксидами
3. Взаимодействие с щелочами 
4. Разложение при нагревании

Соли железа

 

 

Железо

Положение в периодической системе химических элементов

Элемент железо расположен в побочной подгруппе VIII группы  (или в 8 группе в современной форме ПСХЭ) и в четвертом периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Электронное строение атома железа 

Электронная конфигурация  железа в основном состоянии:

+26Fe 1s22s22p63s23p64s23d6

Железо проявляет ярко выраженные магнитные свойства.

Физические свойства 

Железо – металл серебристо-белого цвета, с высокой химической активностью и высокой ковкостью. Обладает высокой тепло- и электропроводностью.

(изображение с портала vchemraznica.ru)

Температура плавления 1538оС, температура кипения 2861оС.

Нахождение в природе

Железо довольно распространено в земной коре (порядка 4% массы земной коры). По распространенности на Земле железо занимает 4-ое место среди всех элементов и 2-ое место среди металлов. Содержание в земной коре  — около 8%.

В природе железо в основном встречается в виде соединений:

Красный железняк Fe2O3 (гематит).

(изображение с портала karatto.ru)

Магнитный железняк Fe3O4 или FeO·Fe2O3 (магнетит).

(изображение с портала emchi-med.ru)

В природе также широко распространены сульфиды железа, например,  пирит FeS2.

(изображение с портала livemaster.ru)

Встречаются и другие минералы, содержащие железо.

Способы получения 

Железо в промышленности получают из железной руды, гематита Fe2O3  или магнетита (Fe3O4или FeO·Fe2O3).

1. Один из основных способов производства железа – доменный процесс. Доменный процесс основан на восстановлении железа из оксида углеродом в доменной печи.

В печь загружают руду, кокс и флюсы.

Шихта – смесь исходных материалов, а в некоторых случаях и топлива в определённой пропорции, которую обрабатывают в печи.

Каменноугольный кокс – это твёрдый пористый продукт серого цвета, получаемый путем коксования каменного угля при температурах 950—1100 °С без доступа воздуха. Содержит 96—98 % углерода.

Флюсы – это неорганические вещества, которые добавляют к руде при выплавке металлов, чтобы снизить температуру плавления и легче отделить металл от пустой породы.

Шлак – расплав (а после затвердевания – стекловидная масса), покрывающий поверхность жидкого металла. Шлак состоит из всплывших продуктов пустой породы с флюсами и предохраняет металл от вредного воздействия газовой среды печи, удаляет примеси.

В печи кокс окисляется до оксида углерода (II):

2C   +  O2   →  2CO

Затем нагретый угарный газ восстанавливает оксид железа (III):

3CO   +  Fe2O3    →   3CO2    +   2Fe

Процесс получения железа – многоэтапный и зависит от температуры.

Наверху, где температура обычно находится в диапазоне между 200 °C и 700 °C, протекает следующая реакция:

3Fe2O3    +   CO   →    2Fe3O4      +    CO2

Ниже в печи, при температурах приблизительно 850 °C, протекает восстановление смешанного оксида железа (II, III)  до оксида железа (II):

Fe3O4   +   CO   →   3FeO   +   CO2

Встречные потоки газов разогревают шихту, и происходит разложение известняка:

CaCO3    →    CaO    +       CO2

Оксид железа (II) опускается в область с более высоких температур (до 1200oC), где протекает следующая реакция:

FeO   +   CO   →   Fe   +   CO2

Углекислый газ поднимается вверх и реагирует с коксом, образуя угарный газ:

CO2   +    C   →    2CO

(изображение с портала 900igr. net)

2. Также железо получают прямым восстановлением из оксида водородом:

Fe2O3    +   3H2   →    2Fe      +    3H2O

При этом получается более чистое железо, т.к.  получаемое железо не загрязнено серой и фосфором, которые являются примесями в каменном угле.

3. Еще один способ получения железа в промышленности – электролиз растворов солей железа.

Качественные реакции

 

Качественные реакции на ионы железа +2.

– взаимодействие солей железа (II) с щелочами. При этом образуется серо-зеленый студенистый осадок гидроксида железа (II).

Например, хлорид железа (II) реагирует с гидроксидом натрия:

 

2NaOH  +   FeCl2    →    Fe(OH)2   + 2NaCl

 

 

Видеоопыт взаимодействия раствора сульфата железа (II) с раствором гидроксида натрия (качественная реакция на ионы железа (II)) можно посмотреть здесь.

Гидроксид железа (II) на воздухе буреет, так как окисляется до гидроксида железа (III):

4Fe(OH)2   +    O2   +   2H2O    →   4Fe(OH)3

– ионы железа +2 окрашивают раствор в светлый желто-зеленый цвет.

 

– взаимодействие с красной кровяной солью K3[Fe(CN)6] – также качественная реакция на ионы железа +2. При этом образуется синий осадок «турнбулева синь».

 

 

Видеоопыт взаимодействия раствора хлорида железа (II) с раствором гексацианоферрата (III) калия (качественная реакция на ионы железа (II)) можно посмотреть здесь.

 

Качественные реакции на ионы железа +3

 

– взаимодействие солей железа (III) с щелочами. При этом образуется бурый осадок гидроксида железа (III).

 

   

 

Например, хлорид железа (III) реагирует с гидроксидом натрия:

 

3NaOH  +   FeCl3    →    Fe(OH)3   + 3NaCl

 

Видеоопыт взаимодействия раствора хлорида железа (III) с раствором гидроксида натрия (качественная реакция на ионы железа (III)) можно посмотреть здесь.

– ионы железа +3 окрашивают раствор в светлый желто-оранжевый цвет.

 

 

– взаимодействие с желтой кровяной солью K4[Fe(CN)6] ионы железа +3. При этом образуется синий осадок «берлинская лазурь».

 

 

Видеоопыт взаимодействия раствора хлорида железа (III) с раствором гексацианоферрата (II) калия (качественная реакция на ионы железа (III)) можно посмотреть здесь.

В последнее время получены данные, которые свидетельствуют, что молекулы берлинской лазури идентичны по строению молекулам турнбулевой сини. Состав молекул обоих этих веществ можно выразить формулой Fe4[Fe2(CN)6]3.

–  при взаимодействии солей железа (III) с роданидами раствор окрашивается в кроваво-красный цвет.

 

Например, хлорид железа (III) взаимодействует с роданидом натрия:

FeCl3   +    3NaCNS   →   Fe(CNS)3   +  3NaCl

 

 

Видеоопыт взаимодействия раствора хлорида железа (III) с раствором роданида калия (качественная реакция на ионы железа (III)) можно посмотреть здесь.

 

Химические свойства

 

1. При обычных условиях железо малоактивно, но при нагревании, в особенности в мелкораздробленном состоянии, оно становится активным и реагирует почти со всеми неметаллами.

1.1. Железо реагирует с галогенами с образованием галогенидов. При этом активные неметаллы (фтор, хлор и бром) окисляют железо до степени окисления +3:

2Fe  +  3Cl2  → 2FeCl3

Менее активный йод окисляет железо до степени окисления +2:

Fe  +  I2  →  FeI2

1.2. Железо реагирует с серой с образованием сульфида железа (II):

Fe  +  S   →  FeS

1.3. Железо реагирует с фосфором. При этом образуется бинарное соединения – фосфид железа:

Fe  +  P   →   FeP

 

1.4. С азотом железо реагирует в специфических условиях.

 

1.5. Железо реагирует с углеродом и кремнием с образованием карбида и силицида.

 

1.6. При взаимодействии с кислородом железо образует окалину – двойной оксид железа (II, III):

3Fe  +  2O2  →  Fe3O4

При пропускании кислорода через расплавленное железо возможно образование оксида железа (II):

2Fe  +  O2  →  2FeO

2. Железо взаимодействует со сложными веществами.

2.1. При обычных условиях железо с водой практически не реагирует. Раскаленное железо может вступать в реакцию при температуре 700-900оС с водяным паром:

3Fe0 + 4H2+O  →  Fe+33O4 + 4H20

В воде в присутствии кислорода или во влажном воздухе железо медленно окисляется (корродирует):

4Fe  +  3O2   +   6H2O    →   4Fe(OH)3

2. 2. Железо взаимодействуют с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой). При этом образуются соль железа со степенью окисления +2 и водород.

Например, железо бурно реагирует с соляной кислотой:

Fe + 2HCl   →   FeCl2  +  H2↑

2.3. При обычных условиях железо не реагирует с концентрированной серной кислотой из-за пассивации – образования плотной оксидной пленки. При нагревании реакция идет, образуются оксид серы (IV), сульфат железа (III) и вода:

2Fe + 6H2SO4(конц.)   →  Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

2.4. Железо не реагирует при обычных условиях с концентрированной азотной кислотой также из-за пассивации. При нагревании реакция идет с образованием нитрата железа (III), оксида азота (IV) и воды:

Fe  +  6HNO3(конц.)   →   Fe(NO3)3  +  3NO2↑   +  3H2O

С разбавленной азотной кислотой железо реагирует с образованием оксида азота (II):

Fe   +  4HNO3(разб.гор.)  →   Fe(NO3)3  +  NO  +  2H2O

При взаимодействии железа с очень разбавленной азотной кислотой образуется нитрат аммония:

8Fe  +  30HNO3(оч. разб.)  →  8Fe(NO3)3   +   3NH4NO3   +  9H2O

2.5. Железо может реагировать с щелочными растворами или расплавами сильных окислителей. При этом железо окисляет до степени окисления +6, образуя соль (феррат).

Например, при взаимодействии железа с расплавом нитрата калия в присутствии гидроксида калия железо окисляется до феррата калия, а азот восстанавливается либо до нитрита калия, либо до аммиака:

Fe  +  2KOH  +  3KNO3  →   3KNO2   +  K2FeO4  +  H2O

2.6. Железо восстанавливает менее активные металлы из оксидов и солей.

Например, железо вытесняет медь из сульфата меди (II). Реакция экзотермическая:

Fe  +  CuSO4  →   FeSO4  +  Cu

Еще пример: простое вещество железо восстанавливает железо до степени окисления +2  при взаимодействии с соединениями железа +3:

2Fe(NO3)3   +  Fe  → 3Fe(NO3)2  

2FeCl3  +  Fe  → 3FeCl2

Fe2(SO4)3   +  Fe  →   3FeSO4

 

Оксид железа (II)

 

Оксид железа (II) – это твердое, нерастворимое в воде вещество черного цвета.

 

Способы получения

Оксид железа (II) можно получить различными методами:

1. Частичным восстановлением оксида железа (III).

Например,  частичным восстановлением оксида железа (III) водородом:

 Fe2O3   +   H2   →   2FeO   +  H2O

Или частичным восстановлением оксида железа (III) угарным газом:

 Fe2O3   +   CO   →   2FeO   +  CO2

Еще один пример: восстановление оксида железа (III) железом:

 Fe2O3   +   Fe   →   3FeO

2. Разложение гидроксида железа (II) при нагревании:

Fe(OH)2   →   FeO   +  H2O

Химические свойства

Оксид железа (II) — типичный основный оксид.

1. При взаимодействии оксида железа (II) с кислотными оксидами образуются соли.

Например, оксид железа (II) взаимодействует с оксидом серы (VI):

FeO  +  SO3   →   FeSO4

2. Оксид железа (II) взаимодействует с растворимыми кислотами. При этом также образуются соответствующие соли.

Например, оксид железа (II) взаимодействует с соляной кислотой:

FeO  +  2HCl  → FeCl2 +  H2O

3. Оксид железа (II) не взаимодействует с водой.

4. Оксид железа (II) малоустойчив, и легко окисляется до соединений железа (III).

Например, при взаимодействии с концентрированной азотной кислотой образуются нитрат железа (III), оксид азота (IV) и вода: 

FeO  +  4HNO3(конц. )   →   NO2  +  Fe(NO3)3  +  2H2O

При взаимодействии с разбавленной азотной кислотой образуется оксид азота (II). Реакция идет при нагревании:

3FeO  +  10HNO3(разб.)   →   3Fe(NO3)3  +  NO  +  5H2O

5. Оксид железа (II) проявляет слабые окислительные свойства.

Например, оксид железа (II) реагирует с угарным газом при нагревании:

FeO   +   CO  →   Fe   +  CO2

 

Оксид железа (III)

 

Оксид железа (III) – это твердое, нерастворимое в воде вещество красно-коричневого цвета.

 

 

Способы получения

Оксид железа (III) можно получить различными методами:

1. Окисление оксида железа (II) кислородом.

 4FeO   +   O2   →   2Fe2O3

2.  Разложение гидроксида железа (III) при нагревании:

2Fe(OH)3   →   Fe2O3   +  3H2O

 

Химические свойства

Оксид железа (III) – амфотерный.

1. При взаимодействии оксида железа (III) с кислотными оксидами и кислотами образуются соли.

Например, оксид железа (III) взаимодействует с азотной кислотой:

Fe2O3  +  6HNO3   →  2Fe(NO3)3  +  3H2O

2. Оксид железа (III) взаимодействует с щелочами и основными оксидами. Реакция протекает в расплаве, при этом образуется соответствующая соль (феррит).

Например, оксид железа (III) взаимодействует с гидроксидом натрия:

Fe2O3  +  2NaOH   →   2NaFeO2  +  H2O

3. Оксид железа (III) не взаимодействует с водой.

4. Оксид железа (III) окисляется сильными окислителями до соединений железа (VI).

Например, хлорат калия в щелочной среде окисляет оксид железа (III) до феррата: 

Fe2O3  +  KClO3  +  4KOH   →  2K2FeO4  +  KCl  +  2H2O

Нитраты и нитриты в щелочной среде также окисляют оксид железа (III):

Fe2O3  +  3KNO3  +  4KOH   →  2K2FeO4  +  3KNO2  +  2H2O

5. Оксид железа (III) проявляет окислительные свойства.

Например, оксид железа (III) реагирует с угарным газом при нагревании. При этом возможно восстановление как до чистого железа, так и до оксида железа (II) или железной окалины:

Fe2O3  +  3СO  →  2Fe  +  3CO2

Также оксид железа (III) восстанавливается водородом:

Fe2O3  +  3Н2  →  2Fe  +  3H2O

Железом можно восстановить оксид железа только до оксида железа (II):

Fe2O3  +  Fe   →  3FeO 

Оксид железа (III) реагирует с более активными металлами.

Например, с алюминием (алюмотермия):

Fe2O3  +  2Al  →  2Fe  +  Al2O3

Оксид железа (III) реагирует также с некоторыми другими сильными восстановителями.

Например, с гидридом натрия:

Fe2O3  +  3NaH  →  3NaOH  +  2Fe

6. Оксид железа (III) – твердый, нелетучий  и амфотерный. А следовательно, он вытесняет более летучие оксиды (как правило, углекислый газ) из солей при сплавлении.

Например, из карбоната натрия:

Fe2O3  +  Na2CO3 → 2NaFeO2  +  CO2

 

Оксид железа (II, III)

Оксид железа (II, III) (железная окалина, магнетит) – это твердое, нерастворимое в воде вещество черного цвета.

 

Фото с сайта wikipedia.ru

Способы получения

Оксид железа (II, III) можно получить различными методами:

1. Горение железа на воздухе:

3Fe  +  2O2  →  Fe3O4

2. Частичное восстановление оксида железа (III) водородом или угарным газом:

3Fe2O3  +  Н2  →  2Fe3O4  +  H2O

3. При высокой температуре раскаленное железо реагирует с водой, образуя двойной оксид железа (II, III):

3Fe  +  4H2O(пар)  → Fe3O4  +  4H2

 

Химические свойства

Свойства оксида железа (II, III) определяются свойствами двух оксидов, из которых он состоит: основного оксида железа (II) и амфотерного оксида железа (III).

1. При взаимодействии оксида железа (II, III) с кислотными оксидами и кислотами образуются соли железа (II) и железа (III).

Например, оксид железа (II, III) взаимодействует с соляной кислотой. При это образуются две соли – хлорид железа (II) и хлорид железа (III):

Fe3O4  +  8HCl  →   FeCl2  +  2FeCl3  +  4H2O

Еще пример: оксид железа (II, III) взаимодействует с разбавленной серной кислотой.

Fe3O4   +  4H2SO4(разб.)  →  Fe2(SO4)3  +  FeSO4  +  4Н2О

2. Оксид железа (II, III) взаимодействует с сильными кислотами-окислителями (серной-концентрированной и азотной). 

Например, железная окалина окисляется концентрированной азотной кислотой:

Fe3O4  +  10HNO3(конц. ) →  NO2↑  +  3Fe(NO3)3  +  5H2O

Разбавленной азотной кислотой окалина окисляется при нагревании:

 3Fe3O4   +  28HNO3(разб.) →  9Fe(NO3)3   +   NO   +  14H2O

Также оксид железа (II, III) окисляется концентрированной серной кислотой:

2Fe3O4   +  10H2SO4(конц.)  →  3Fe2(SO4)3  +  SO2   +   10H2O

Также окалина окисляется кислородом воздуха:

4Fe3O4  +  O2(воздух)  →  6Fe2O3

3. Оксид железа (II, III) не взаимодействует с водой.

4. Оксид железа (II, III) окисляется сильными окислителями до соединений железа (VI), как и прочие оксиды железа (см. выше).

5. Железная окалина проявляет окислительные свойства.

Например, оксид железа (II, III) реагирует с угарным газом при нагревании. При этом возможно восстановление как до чистого железа, так и до оксида железа (II):

Fe3O4  +  4CO  →  3Fe  +  4CO2

Также железная окалина восстанавливается водородом:

Fe3O4   +  4H2  →  3Fe   +   4H2O

Оксид железа (II, III) реагирует с более активными металлами.

Например, с алюминием (алюмотермия):

3Fe3O4  +  8Al  →  9Fe  +  4Al2O3

Оксид железа (II, III) реагирует также с некоторыми другими сильными восстановителями (йодидами и сульфидами).

Например, с йодоводородом:

Fe3O4  +  8HI  →  3FeI2  +  I2  +  4H2O

 

Гидроксид железа (II)
Способы получения

 

1. Гидроксид железа (II) можно получить действием раствора аммиака на соли железа (II).

Например, хлорид железа (II) реагирует с водным раствором аммиака с образованием гидроксида железа (II) и хлорида аммония:

FeCl2   +   2NH3   +   2H2O  →  Fe(OH)2   +   2NH4Cl

2. Гидроксид железа (II) можно получить действием щелочи на соли железа (II).

Например, хлорид железа (II) реагирует с гидроксидом калия с образованием гидроксида железа (II) и хлорида калия:

FeCl2 + 2KOH  →  Fe(OH)2↓ + 2KCl

Химические свойства

1. Гидроксид железа (II) проявляется основные свойства, а именно реагирует с кислотами. При этом образуются соответствующие соли.

Например, гидроксид железа (II) взаимодействует с соляной кислотой с образованием хлорида железа (II):

Fe(OH)2  +  2HCl →  FeCl2  +  2H2O

Fe(OH)2  +  H2SO4  → FeSO4  +  2H2O

Fe(OH)2  +  2HBr →  FeBr2  +  2H2O

 

2. Гидроксид железа (II) взаимодействует с кислотными оксидами сильных кислот.

Например, гидроксид железа (II) взаимодействует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата железа (II):

Fe(OH)2 + SO3  →   FeSO4 + 2H2O

 

3. Гидроксид железа (II) проявляет сильные восстановительные свойства, и реагирует с окислителями. При этом образуются соединения железа (III).

Например, гидроксид железа (II) взаимодействует с кислородом в присутствии воды:

4Fe(OH)2  +  O2  +  2H2O  →   4Fe(OH)3↓

Гидроксид железа (II) взаимодействует с пероксидом водорода:

2Fe(OH)2   +  H2O2    →  2Fe(OH)3

При растворении Fe(OH)2  в азотной или концентрированной серной кислотах образуются соли железа (III):

2Fe(OH)2  +  4H2SO4(конц.)  → Fe2(SO4)3  +  SO2  +  6H2O

 

4. Гидроксид железа (II) разлагается при нагревании:

Fe(OH)2  →  FeO  +  H2O

 

Гидроксид железа (III)

 

Способы получения

 

1. Гидроксид железа (III) можно получить действием раствора аммиака на соли железа (III).

Например, хлорид железа (III) реагирует с водным раствором аммиака с образованием гидроксида железа (III) и хлорида аммония:

FeCl3 + 3NH3 + 3H2O = Fe(OH)3 + 3NH4Cl

 

2. Окислением гидроксида железа (II) кислородом или пероксидом водорода:

4Fe(OH)2  +  O2  +  2H2O  →   4Fe(OH)3↓

2Fe(OH)2   +  H2O2    →  2Fe(OH)3

 

3. Гидроксид железа (III) можно получить действием щелочи на раствор соли железа (III).

Например, хлорид железа (III) реагирует с раствором гидроксида калия с образованием гидроксида железа (III) и хлорида калия:

FeCl3 + 3KOH    →   Fe(OH)3↓ + 3KCl

Видеоопыт получения гидроксида железа (III) взаимодействием хлорида железа (III) и гидроксида калия можно посмотреть здесь.

 

4. Также гидроксид железа (III) образуется при взаимодействии растворимых солей железа (III) с растворами карбонатов и сульфитов. Карбонаты и сульфиты железа (III) необратимо гидролизуются в водном растворе.

Например: бромид железа (III) реагирует с карбонатом натрия. При этом выпадает осадок гидроксида железа (III), выделяется углекислый газ и образуется бромид натрия:

2FeBr3  +  3Na2CO3  + 3H2O  =  2Fe(OH)3↓  +  CO2↑ +  6NaBr

Но есть исключение! Взаимодействие солей железа (III) с сульфитами в ЕГЭ по химии — окислительно-восстановительная реакция. Соединения железа (III) окисляют сульфиты, а также сульфиды и иодиды.

Взаимодействие хлорида железа (III) с сульфитом, например, калия — очень интересная реакция. Во-первых, в некоторых источниках указывается, что в ней таки может протекать необратимый гидролиз. Но для ЕГЭ лучше считать, что при этом протекает ОВР. Во-вторых, ОВР можно записать в разных видах:

2FeCl3  +  Na2SO3  + H2O =  2FeCl2  +  Na2SO4  + 2HCl

 

Также допустима такая запись:

2FeCl3  +  Na2SO3 + H2O =  FeSO4  +  2NaCl  + FeCl2 + 2HCl

 

Химические свойства

 

1. Гидроксид железа (III) проявляет слабовыраженные амфотерные свойства, с преобладанием основных. Как основание, гидроксид железа (III) реагирует с растворимыми кислотами.

Например, гидроксид железа (III) взаимодействует с азотной кислотой с образованием нитрата железа (III):

Fe(OH)3 + 3HNO3 → Fe(NO3)3 + 3H2O

Fe(OH)3  +  3HCl →  FeCl3  +  3H2O

2Fe(OH)3  +  3H2SO4  → Fe2(SO4)3  +  6H2O

Fe(OH)3  +  3HBr →  FeBr3  +  3H2O

 

2. Гидроксид железа (III) взаимодействует с кислотными оксидами сильных кислот.

Например, гидроксид железа (III) взаимодействует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата железа (III):

2Fe(OH)3 + 3SO3 → Fe2(SO4)3 + 3H2O

 

3. Гидроксид железа (III) взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). При этом в расплаве образуются соли—ферриты, а в растворе реакция практически не идет. При этом гидроксид железа (III) проявляет кислотные свойства.

Например, гидроксид железа (III) взаимодействует с гидроксидом калия в расплаве с образованием феррита калия и воды:

KOH  +  Fe(OH)3  → KFeO2 + 2H2O

 

4.  Гидроксид железа (III) разлагается при нагревании:

2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O

Видеоопыт взаимодействия гидроксида железа (III) с соляной кислотой можно посмотреть здесь.

 

Соли железа

 

Нитраты железа

 

Нитрат железа (II) при нагревании разлагается на оксид железа (III), оксид азота (IV)  и кислород:

4Fe(NO3)2 → 2Fe2O3  +  8NO2  +   O2

Нитрат железа (III) при нагревании разлагается также на оксид железа (III), оксид азота (IV)  и кислород:

4Fe(NO3)3 → 2Fe2O3  +  12NO2  +   3O2

 

Гидролиз солей железа

Растворимые соли железа, образованные кислотными остатками сильных кислот гидролизуются по катиону. Гидролиз протекает ступенчато и обратимо, т.е. частично:

I ступень: Fe3+ +  H2O  ↔  FeOH2+ + H+

II ступень: FeOH2+ + H2O ↔ Fe(OH)2+ + H+

III ступень: Fe(OH)2+ + H2O ↔ Fe(OH)3 + H+

Однако  сульфиты и карбонаты железа (III) и их кислые соли гидролизуются необратимо, полностью, т.е. в водном растворе не существуют, а разлагаются водой:

Fe2(SO4)3  +  6NaHSO3  → 2Fe(OH)3  +  6SO2  +  3Na2SO4

2FeBr3  +  3Na2CO3  + 3H2O →  2Fe(OH)3↓  +  CO2↑ +  6NaBr

2Fe(NO3)3  +  3Na2CO3  +  3H2O →  2Fe(OH)3↓  +  6NaNO3  +  3CO2↑

2FeCl3  +  3Na2CO3  +  3H2O → 2Fe(OH)3↓  +  6NaCl  +  3CO2↑

Fe2(SO4)3  +  3K2CO3  +  3H2O →  2Fe(OH)3↓  +  3CO2↑  +  3K2SO4

При взаимодействии соединений железа (III) с сульфидами протекает ОВР:

2FeCl3  +  3Na2S  →  2FeS  +  S  +  6NaCl

Более подробно про гидролиз можно прочитать в соответствующей статье.

 

Окислительные свойства железа (III)

Соли железа (III) под проявляют довольно сильные окислительные свойств. Так, при взаимодействии соединений железа (III) с сульфидами протекает окислительно-восстановительная реакция.

Например: хлорид железа (III) взаимодействует с сульфидом натрия. При этом образуется сера, хлорид натрия и либо черный осадок сульфида железа (II) (в избытке сульфида натрия), либо хлорид железа (II) (в избытке хлорида железа (III)):

2FeCl3  +  3Na2S  →   2FeS  +  S  +  6NaCl

2FeCl3  +  Na2S  →   2FeCl2  +  S   +  2NaCl

По такому же принципу соли железа (III) реагируют с сероводородом:

2FeCl3  +  H2S  →   2FeCl2  +  S   +  2HCl

Соли железа (III) также вступают в окислительно-восстановительные реакции с йодидами.

Например, хлорид железа (III) взаимодействует с йодидом калия. При этом образуются хлорид железа (II), молекулярный йод и хлорид калия:

2FeCl3  +  2KI    →   2FeCl2  +  I2   +  2KCl

Интерес представляют также реакции солей железа (III) с металлами. Мы знаем, что более активные металлы вытесняют из солей менее активные металлы. Иначе говоря, металлы, которые стоят в электрохимическом ряду левее, могут взаимодействовать с солями металлов, которые расположены в этом ряду правее. Исходя из этого правила, соли железа могут взаимодействовать только с металлами, которые расположены до железа. И они взаимодействуют.

Однако, соли железа со степенью окисления +3 в этом ряду являются небольшим исключением. Ведь для железа характерны две степени окисления: +2 и +3. И железо со степенью окисления +3 является более сильным окислителем. Таким образом, условно говоря, железо со степенью окисления +3 расположено в ряду активности после меди. И соли железа (III) могут реагировать еще и с металлами, которые расположены правее железа! Но до меди, включительно. Вот такой парадокс.

И еще один момент. Соединения железа (III) с этими металлами реагировать будут, а вот соединения железа (II) с ними реагировать не будут. Таким образом, металлы, расположенные в ряду активности между железом и медью (включая медь) при взаимодействии с солями железа (III) восстанавливают железо до степени окисления +2. А вот металлы, расположенные до железа в ряду активности, могут восстановить железо и до простого вещества.

Например, хлорид железа (III) взаимодействует с медью. При этом образуются хлорид железа (II) и хлорид меди (II):

2FeCl3   +  Cu  →   2FeCl2   +   CuCl2

А вот реакция нитрата железа (III) с цинком протекает уже по привычному механизму. И железо восстанавливается до простого вещества:

2Fe(NO3)3   +   3Zn  →  2Fe  +   3Zn(NO3)2

Понравилось это:

Нравится Загрузка. ..

Активные металлы – список в химии, таблица ряда

4.4

Средняя оценка: 4.4

Всего получено оценок: 1148.

4.4

Средняя оценка: 4.4

Всего получено оценок: 1148.

Металлы, легко вступающие в реакции, называются активными металлами. К ним относятся щелочные, щелочноземельные металлы и алюминий.

Положение в таблице Менделеева

Металлические свойства элементов ослабевают слева направо в периодической таблице Менделеева. Поэтому наиболее активными считаются элементы I и II групп.

Рис. 1. Активные металлы в таблице Менделеева.

Все металлы являются восстановителями и легко расстаются с электронами на внешнем энергетическом уровне. У активных металлов всего один-два валентных электрона. При этом металлические свойства усиливаются сверху вниз с возрастанием количества энергетических уровней, т.к. чем дальше электрон находится от ядра атома, тем легче ему отделиться.

Наиболее активными считаются щелочные металлы:

  • литий;
  • натрий;
  • калий;
  • рубидий;
  • цезий;
  • франций.

К щелочноземельным металлам относятся:

  • бериллий;
  • магний;
  • кальций;
  • стронций;
  • барий;
  • радий.

Узнать степень активности металла можно по электрохимическому ряду напряжений металлов. Чем левее от водорода расположен элемент, тем более он активен. Металлы, стоящие справа от водорода, малоактивны и могут взаимодействовать только с концентрированными кислотами.

Рис. 2. Электрохимический ряд напряжений металлов.

К списку активных металлов в химии также относят алюминий, расположенный в III группе и стоящий левее водорода. Однако алюминий находится на границе активных и среднеактивных металлов и не реагирует с некоторыми веществами при обычных условиях.

Свойства

Активные металлы отличаются мягкостью (можно разрезать ножом), лёгкостью, невысокой температурой плавления.

Основные химические свойства металлов представлены в таблице.

Реакция

Уравнение

Исключение

Щелочные металлы самовозгораются на воздухе, взаимодействуя с кислородом

K + O2 → KO2

Литий реагирует с кислородом только при высокой температуре

Щелочноземельные металлы и алюминий на воздухе образуют оксидные плёнки, а при нагревании самовозгораются

2Ca + O2 → 2CaO

Реагируют с простыми веществами, образуя соли

– Ca + Br2 → CaBr2;
– 2Al + 3S → Al2S3

Алюминий не вступает в реакцию с водородом

Бурно реагируют с водой, образуя щёлочи и водород

– 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2;
– Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2

Реакция с литием протекает медленно. Алюминий реагирует с водой только после удаления оксидной плёнки

Реагируют с кислотами, образуя соли

– Ca + 2HCl → CaCl2 + H2;

– 2K + 2HMnO4 → 2KMnO4 + H2

Взаимодействуют с растворами солей, сначала реагируя с водой, а затем с солью

2Na + CuCl2 + 2H2O:

– 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2;
– 2NaOH + CuCl2 → Cu(OH)2↓ + 2NaCl

Активные металлы легко вступают в реакции, поэтому в природе находятся только в составе смесей – минералов, горных пород.

Рис. 3. Минералы и чистые металлы.

Что мы узнали?

К активным металлам относятся элементы I и II групп – щелочные и щелочноземельные металлы, а также алюминий. Их активность обусловлена строением атома – немногочисленные электроны легко отделяются от внешнего энергетического уровня. Это мягкие лёгкие металлы, быстро вступающие в реакцию с простыми и сложными веществами, образуя оксиды, гидроксиды, соли. Алюминий находится ближе к водороду и для его реакции с веществами требуются дополнительные условия – высокие температуры, разрушение оксидной плёнки.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда – пройдите тест.

  • Руслан Катылов

    5/5

  • Александр Котков

    5/5

  • Илья Ударцев

    5/5

  • Инесса Медведева

    4/5

  • Александр Котков

    5/5

  • Лидия Маслова

    5/5

  • Александр Котков

    5/5

  • Сергей Ефремов

    2/5

  • Дима Мухтаров

    5/5

  • Сергей Макаров

    5/5

Оценка доклада

4.4

Средняя оценка: 4.4

Всего получено оценок: 1148.

А какая ваша оценка?

Fe ferrum – элемент периодической таблицы роялти бесплатно векторное изображение

Fe ferrum – элемент периодической таблицы роялти бесплатно векторное изображение
    org/BreadcrumbList”>
  1. лицензионные векторы
  2. логотип векторов
ЛицензияПодробнее
Стандарт Вы можете использовать вектор в личных и коммерческих целях. Расширенный Вы можете использовать вектор на предметах для перепродажи и печати по требованию.

Тип лицензии определяет, как вы можете использовать этот образ.

Станд. Расшир.
Печатный/редакционный
Графический дизайн
Веб-дизайн
Социальные сети
Редактировать и изменить
Многопользовательский
Предметы перепродажи
Печать по запросу
Способы покупкиСравнить
Плата за изображение € 14,99 Кредиты € 1,00 Подписка € 0,69

Оплатить стандартные лицензии можно тремя способами. Цены евро евро .

Оплата с помощью Цена изображения
Плата за изображение € 14,99 Одноразовый платеж
Предоплаченные кредиты € 1 Загружайте изображения по запросу (1 кредит = 1 евро). Минимальная покупка 30р.
План подписки От 0,69 € Выберите месячный план. Неиспользованные загрузки автоматически переносятся на следующий месяц.
Способы покупкиСравнить
Плата за изображение € 39,99 Кредиты € 30,00

Существует два способа оплаты расширенных лицензий. Цены евро евро .

Оплата с помощью Стоимость изображения
Плата за изображение € 39,99 Оплата разовая, регистрация не требуется.
Предоплаченные кредиты € 30 Загружайте изображения по запросу (1 кредит = 1 евро).
Дополнительные услугиПодробнее
Настроить изображение Доступно только с оплатой за изображение € 85,00

Нравится изображение, но нужны лишь некоторые модификации? Пусть наши талантливые художники сделают всю работу за вас!

Мы свяжем вас с дизайнером, который сможет внести изменения и отправить вам изображение в выбранном вами формате.

Примеры
  • Изменить текст
  • Изменить цвета
  • Изменение размера до новых размеров
  • Включить логотип или символ
  • Добавьте свою компанию или название компании
файлов включены

Загрузка сведений…

  • Идентификатор изображения
    29251876
  • Цветовой режим
    RGB
  • Художник
    фон

стоковых иллюстраций – Железо.

железо. переходные металлы. химический элемент периодической таблицы Менделеева. Стоковый клипарт gg98043926

Стоковые иллюстрации – Железо. железо. переходные металлы. химический элемент периодической таблицы Менделеева. железо в творческой концепции квадратного куба. Векторный клипарт gg98043926

Связанные ключевые слова

  • утюг
  • железо
  • переходные металлы
  • исследовательская работа
  • наука
  • научный
  • ученый
  • периодический
  • периодическая таблица
  • структура
  • символ
  • химический символ
  • химия
  • химический
  • атомный
  • атомная масса
  • электрон
  • элемент
  • куб
  • площадь
  • коробка
  • переход
  • металлы
  • из
  • менделеевский
  • стол
  • в
  • творческий
  • концепция
  • бесплатные иллюстрации
  • графика
  • клип арт
  • стоковый клипарт
  • фондовая иллюстрация
  • логотип
  • штриховая графика
  • картина
  • графика
  • Рисование
  • рисунки
  • произведение искусства

more keywords

Save up to 50% when you buy with Credits

More Info

Save more than 50% with an Image Subscription

More Info

  • Добавить в избранное Удалить из Избранного
  • Посмотреть портфолио исполнителя
  • Делиться

Ferrum Element – Bilder und Stockfotos

736. 745Bilder

  • Bilder
  • Fotos
  • Grafiken
  • Vektoren
  • Videos
AlleEssentials

Niedrigster Preis

Signature

Beste Qualität

Durchstöbern Sie 736.745

ferrum element Stock -Фотография и фотографии. Oder starten Sie eine neuesuche, um noch mehr Stock-Photografie und Bilder zu entdecken.

einfarbige aluminium-dosen – железный элемент фото и изображения

Einfarbige Aluminium-dosen

лагер для металлических деталей viele packungen metallstangen in den regalen – ferrum element stock-fotos und bilder

Lager für gewalztes Metall. Viele Packungen Metallstangen in den…

чистый феррониоб (fe-hinweis – ferrum element stock-fotos und bilder)

чистый феррониоб (Fe-Hinweis

hinterhof – ferrum element stock-fotos und bilder

Hinterhof

Ein baufälliger Hinterhof mit Hütten в Ханое, der Hauptstadt Vietnams

промышленная абстракция для внутренних, внутренних, schweißen und fertigung. – ferrum element stock-fotos und bilder

Industrial Abstract für Hintergrund, Hintergrund, Schweißen und…

erz – ferrum element stock-fotos und bilder

Erz

Metall-Öffnungszeiten die

vektorillusionssatz is aufrückidenkoverzen грех. – ferrum element stock-grafiken, -clipart, -cartoons und -symbole

Vektorillusionssatz von verschiedenen schwarzen Kohlestücken,…

Набор векторных иллюстраций для различных Steinkohlestücken, isoliert auf weißem Hintergrund – Sammlung von Bodenschätzen. Ikonen von geschnittenen Stücken von Gesteinsgraphitkohle im flachen Stil.

stichprobe von eisenerz Mineral Isoliert auf Weißem Hintergrund. – запасные фотографии и фотографии элемента железа

Stichprobe von Eisenerz Mineral isoliert auf weißem Hintergrund.

Металлопрофиль и решетка из нержавеющей стали. verschiedene 3d-stahlträger und -rohre – ferrum element stock-grafiken, -clipart, -cartoons und -symbole

Metallprofil und Rohre auf weißem Hintergrund isoliert. …

Промышленный производитель с производством – фото и сборка металлических элементов

Industrie Arbeiter mit Werkzeug

Metallarbeiter beim Schneiden eines Metallgegenstandes mit Kreissäge in rkeisäge.

schwarze linie geschmolzenes gold, das gegossen wird, symbol auf weißemhintergrund isoliert. geschmolzenes metall aus schöpfkelle gegossen. вектор – железный элемент сток-графика, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Schwarze Linie Geschmolzenes Gold, das gegossen wird, Symbol auf…

haufen von heißen stahlteilen – ferrum element stock-fotos und bilder

Haufen von heißen Stahlteilen

Stapel heißer Stahlteile Hintergrund

gym hanteln mit schwarzem metall wiegt 1 kg und 2kg auf schwarzem hintergrund mit kopie space, foto von oben. – железный элемент стоковые фотографии и изображения

Тренажерный зал Hanteln mit schwarzem Metall wiegt 1 kg und 2kg auf…

realistische glänzende metall-banner-set. gebürstete stahlplatte mit schrauben. polierte silber metalloberfläche. вектор-иллюстрация – железный элемент сток-графика, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Realistische glänzende Metall-Banner-Set. Gebürstete Stahlplatte…

industrielle schweißer mit fackel – ferrum element stock-fotos und bilder

Industrielle Schweißer mit Fackel

werksarbeiter betriebsbandsägenmaschine – ferrum element stock-fotos und bilder

Werksarbeiter Betriebsbandsägenmaschine

Fabrikarbeiter, der eine Bandsägenschneidemaschine für Stahlstangen in der Industriefabrik bedient

rostigen stahl diamant platte textur – ferrum element стоковые фотографии и изображения

Rostigen Stahl Diamant Platte Textur

industrieschweißer mit fackel – ferrum element stock-fotos und bilder

Industrieschweißer mit Fackel

Industrieschweißgerät mit Taschenlampe und Schutzhelm in großer Halle beim Schweißen von Metallprofilen

maschinengetriebe – ferrum element stock-fotos und bilder

Maschinengetriebe

Mechanische Getriebekombination Nahaufnahme; Draufsicht

реалистичный металлический баннер-набор. gebürstete stahlplatte mit schrauben. polierte silber metalloberfläche. вектор-иллюстрация – железный элемент сток-графика, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Realistische glänzende Metall-Banner-Set. Gebürstete Stahlplatte…

lebensmittel mit hohem eisengehalt. лебер, брокколи, каки, ​​эпфель, нюссе, хюльзенфрюхте, шпинат, гранатапфель. ansicht von oben flach legen. – фотоэлементы и изображения

Lebensmittel mit hohem Eisengehalt. Leber, Brokkoli, Kaki, Äpfel,

dunkle metallische Carbon-textur. металлстальгиттерхинтергрунд. – железный элемент стоковой графики, -клипарта, -мультфильмов и -символов

Металлический углерод-текстур Dunkle. Metallstahlgitterhintergrund.

dersuche nach dem richtigen winkel zu befahren. – элемент железа фото и изображения

Dersuche dem richtigen Winkel zu befahren.

Electric Schleifmaschine – ferrum element стоковые фотографии и изображения – стоковые фотографии и изображения железных элементов

Moderne Rohr-Roll-Anlage mit Stahlrohren

funken fliegen machine rasterung und veredelung von metall – ferrum element stock-fotos und bilder

Funken fliegen Maschine Rasterung und Veredelung von Metall

ферритин-тест с пробойным зондом в реагенизированном медицинском оборудовании и руке work – ferrum element stock-fotos und bilder

Ferritin-Testergebnis mit Blutprobe im Reagenzglas an der Hand. ..

küchenutensilien dunklerhintergrund mit gusseisernen schwarzen küchenutensilien – ferrum element stock-fotos und bilder

Dunkler Küchenutensilien Hintergrund mit gusseisernen schwarzen Kü

Dunkler Küchenutensilien Hintergrund mit gusseisernem schwarzem Küchengeschirr, Draufsicht, Leerraum für einen Text

schrott-recycling-anlage. – фотоэлементы и изображения

Schrott-Recycling-Anlage.

ржавый рорбрух в бакинском ботаническом саду – железный элемент сток-фотографии и фотографии

ржавый рорбрух в бакинском ботаническом саду

Ein altes Rohr bricht bei eisigem Wetter в Баку, Aserbaidschan

silber metall texturhintergrund-design – ferrum element stock-fotos und bilder

Silber Metall Textur Hintergrund-Design

holz geheizten ofen und verbrennung – ferrum element stock-fotos und bilder

Holz geheizten Ofen und verbrerennung

Holzofen, Brennholzueisen, Briketts aus Rinde

eisen-symbol Aus Pillen Auf Lila Hintergrund. top-ansicht mit kopierbereich. флах лиген. – элемент железа стоковые фотографии и изображения

Eisen-Symbol aus Pillen auf lila Hintergrund. Top-Ansicht мит…

eine große, gebrauchte schraube mit mutter auf weißem grund. – элемент железа стоковые фотографии и изображения

Большая, gebrauchte Schraube mit Mutter auf weißem Grund.

sechseckige abstrakte metallhintergrund mit licht – ferrum element stock-grafiken, -clipart, -cartoons und -symbole

Sechseckige abstrakte Metallhintergrund mit Licht

Sechseckiger abstrakter Metallhintergrund mit Licht im Vektor

die grunge vintage rostigen stahl strukturierten hintergrund – ferrum element stock-fotos и изображение

Die Grunge Vintage rostigen Stahl structurierten Hintergrund

bügeleisen-profile und stahl duschstange – ferrum element stock-fotos und bilder

Bügeleisen-Profile und Stahl Duschstange

stahlblech-spulen – ferrum element stock-fotos und bilder

Stahlt1 blerotsch0Spulen a

Schrott Metall auf weißem Hintergrund -Close Up Stahlspäne

0010 Weibliche Hand hält einen Haarlockenwickler in schwarz auf einem. ..

Weibliche Hand hält einen Lockenwickler in Schwarz auf einem rosa isolierten Hintergrund Nahaufnahme.

Küchenutensilien kulinarisches konzept, top-down-ansicht, kopierraum für einen text – ferrum element stock-fotos und bilder

Küchenutensilien kulinarisches Konzept, Top-Down-Ansicht,…

Юнгер Манн Эрклиммт Клеттерштайгванд

Металлопрофиль и изображения металлических элементов

Металлопрофиль и профиль металлического профиля

verschieden edelstahl-produkte. – фотоэлементы и изображения

Metall-Profilen und Rohren. Verschiedene Edelstahl-Produkte.

Metallarbeiter mit schleifmaschine — фото и изображения металлических элементов

Metallarbeiter mit Schleifmaschine

dunkelblaue metallmuster hintergrund — железные элементы стоковые фотографии и изображения

dunkelblaue Metallmuster Hintergrund

Hintergrund Metallmuster

alte verlassene erzmine. Ростигерская тележка. gewinnung von Mineralien. – элемент железа фото и изображения

Старая версия Erzmine. Тележка Ростигер. Gewinnung von…

späne – ferrum element stock-fotos und bilder

Späne

Stahlspäne

zwei chrom-hanteln isoliert auf weißemhintergrund. спорт – железный элемент, стоковые фотографии и фотографии

Zwei Chrom-Hanteln isoliert auf weißem Hintergrund. Спортаусрюстун

Zwei verchromte Hanteln isoliert auf weißem Hintergrund. Sportausrüstung. 3D-рендеринг

schlichte fabrikwand aus metallplatten – ferrum element stock-fotos und bilder

schlichte Fabrikwand as Metallplatten

Eine directe Frontalansicht aus eine Fabrikwand aus schweren Metallplatten, die mit Nieten zusammengehalten wird. Das Bild шляпа ein Seitenverhältnis фон 16:9.

blaues Hintergrund-Metalmuster – железный элемент стоковые фото и изображения

blaues Hintergrund-Metallmuster

autoikgetriebe im querschnitt. – фотоэлементы и изображения

Automatikgetriebe im Querschnitt.

Automatikgetriebe im Querschnitt. Automobilgetriebe auf weißem Hintergrund.

silber rohre isoliert auf weißemhintergrund mit reflexion boden. 3 d – ferrum element stock-fotos und bilder

Silber Rohre isoliert auf weißem Hintergrund mit Reflexion Boden.

flansch aus edelstahl – железный элемент стоковые фото и изображения

Flansch aus Edelstahl

Studioaufnahme von Edelstahl-Flanschring, Blautönen

hervorhebung des chemischen elements eisen im periodensystem der elemente. 3D-рендеринг – фото и изображения металлических элементов

Химические элементы Eisen im Periodensystem der…

viele arten von metalldetails industriedesign hintergrund, engineering-technologie-konzept – ferrum element stock-fotos und bilder

Viele Arten von MetallDetails Industriedesign Hintergrund,…

Металлургический рынок вторичной переработки. – ferrum element Stock-grafiken, -clipart, -cartoons und -symbole

Ресайклинг-Металлмаркет.

stahlarbeiter auf cnc-plasmaschneidermaschine – ferrum element stock-fotos und bilder

Stahlarbeiter auf CNC-Plasmaschneidermaschine

nahaufnahme von schmiedeeisernen arbeiten auf einem friedhof – ferrum element stock-fotos und bilder

Nahaufnahme von schmiedeeisernen Arbeiten auf einem Friedhof

von 100

Fe Информация об элементе железа: факты, свойства, тенденции, использование и сравнение – Периодическая таблица элементов

Кристаллическая структура железа

Твердотельная структура железа Объемно-центрированная кубическая .

Кристаллическая структура может быть описана с точки зрения ее элементарной ячейки. Единичные Клетки повторяются в трехмерном пространстве, образуя структуру.

Параметры элементарной ячейки

Элементарная ячейка представлена ​​параметрами решетки, которые являются длинами ребер ячейки Постоянные решетки (a, b и c)

17
a b c
286,65 пм 286,65 пм 286,65 пм

и углы между ними Углы решетки (альфа, бета и гамма).

10101010.1011010101010.1011110101010.101111010.1011110.1011110.1011111110.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.1011111111111111111111111111111111111101010710710 гг. атомных позиций ( x i , y i , z i ), измеренные от опорной точки решетки.

Свойства симметрии кристалла описываются концепцией пространственных групп. Все возможные симметричные расположения частиц в трехмерном пространстве описываются 230 пространственными группами (219 различных типов или 230, если считать киральными копиями различными). Степени окисления

Alpha Beta Gamma
π/2 π/2 π/2
Номер пространственной группы 229
Кристаллическая структура Объемно-центрированная кубическая

Атомные и орбитальные свойства железа (Квантовые числа)

5 D 4 .

5 D 4
Атомный номер 26
Число электронов (бесплатно) 26
Количество протонов 26
Массовый номер 56
Количество нейтронов 30
Структура Shell (электроны на энергетический уровень)4 2,
. Электронная конфигурация [AR] 3D6 4S2
Валентные электроны 3D6 4S2
Валентность (валентность) 3
GAINTATE.0025 2, 3
Степени окисления -4, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
Символ атомного термина (квантовые числа)

БОР Атомная модель железа – Электроны на уровне энергии

Основное состояние Электронная конфигурация железного атом
Abbrevied Electronic Abstiend Abbrevicated Electronic Absired Abbrevicated a Arne -Abstiend Abbrevicatied a Arne -Abstiend Abbrevatied a Arne -Abstiend Abbrevatied of Artom
169. электронная конфигурация атома нейтрального железа [Ar] 3d6 4s2. Часть конфигурации железа, эквивалентная благородному газу предыдущего периода, обозначается аббревиатурой [Ar]. Для атомов с большим количеством электронов это обозначение может стать длинным, поэтому используется сокращенное обозначение. Это важно, поскольку именно валентные электроны 3d6 4s2, электроны в самой внешней оболочке, определяют химические свойства элемента.

Полная электронная конфигурация нейтрального железа

Полная электронная конфигурация основного состояния атома железа. Полная электронная конфигурация

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2

Принцип запрета Паули и правило Хунда.

  • В соответствии с принципом Ауфбау электроны будут занимать орбитали с более низкой энергией, прежде чем занять орбитали с более высокой энергией. По этому принципу электроны заполняются в следующем порядке: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p. …
  • Принцип запрета Паули гласит, что максимум два электрона, каждый из которых имеет противоположные спины, могут разместиться на орбитали.
  • Правило Хунда гласит, что каждая орбиталь в данной подоболочке занята электронами до того, как второй электрон заполнит орбиталь.
    • Атомная структура железа

    Атомный радиус железа составляет 156 пм, а ковалентный радиус — 125 пм.

    Вычисленный атомный радиус

    156 пм (1,56 Å)

    Радиус атомного радиуса. Waals Radius –
    Neutron Cross Section 2.56
    Neutron Mass Absorption 0.0015
    Atomic Spectrum of Iron

    Химические свойства железа: Энергия ионизации железа и сродство к электрону

    Сродство к электрону железа составляет 15,7 кДж/моль.

    Valence 3
    Electronegativity 1.83
    ElectronAffinity 15.7 kJ/mol

    Ionization Energy of Iron

    Refer to table below for Ionization energies of Iron

    9009 9
    Ionization energy number Enthalpy – kJ/mol
    1st 762. 5
    2nd 1561.9
    3rd 2957
    4th 5290
    5th 7240
    .0025 22540
    10th 25290
    11th 28000
    12th 31920
    13th 34830
    14th 37840
    15th 44100
    16th 47206
    17th 122200
    18th 131000
    131000
    0024 19th 140500
    20th 152600
    21st 163000
    22nd 173600
    23rd 188100
    24th 195200
    25th 851800
    26th 895161

    Физические свойства железа

    Физические свойства железа см. в таблице ниже

    Density 7.874 g/cm3(when liquid at m.p density is $6.98 g/cm3)
    Molar Volume 7.0923 cm3/mol

    Elastic Properties

    Young Modulus 211
    Модуль сдвига 82 GPA
    Модуль Bulk Modulus 170 GPA
    Ratio.9.29
    Ratio.9.29
    .0072

    Hardness of Iron – Tests to Measure of Hardness of Element

    Mohs Hardness 4 MPa
    Vickers Hardness 608 MPa
    Brinell Hardness 490 MPa

    Iron Электрические свойства

    Железо является проводником электричества. Электрические свойства железа

    Электрическая проводимость 10000000 См/м
    Resistivity 9. 7e-8 m Ω
    Superconducting Point –

    Iron Heat and Conduction Properties

    Thermal Conductivity 80 W/(m K)
    Тепловое расширение 0,0000118 /K

    Магнитные свойства железа

    25
    Магнитный тип Ферромагнитный
    Curie Point 1043 K
    Mass Magnetic Susceptibility –
    Molar Magnetic Susceptibility –
    Volume Magnetic Susceptibility –

    Optical Properties of Iron

    Показатель преломления –

    Акустические свойства железа

    Скорость звука 4910 м/с

    Термические свойства железа – энтальпии и термодинамика

    См. Таблицу ниже для термических свойств железа

    Петины 1811 K (1537.8555555559 ° C,.
    Boiling Point 3134 K (2860.85°C, 5181.53 °F)
    Critical Temperature –
    Superconducting Point –
    Этальпии железа
    Тепло слияния 13,8 кДж/моль
    Тепло испаривания 347 кДж/моль
    347 кДж/моль
    347 кДж/моль
    347 кДж/моль
    . Свойства железа

    Железо состоит из 28 изотопов, содержащих от 45 до 72 нуклонов. Железо имеет 4 стабильных природных изотопа.

    Изотопы железа – Встречающиеся в природе стабильные изотопы: 54Fe, 56Fe, 57Fe, 58Fe.

    9125 91251258
    Isotope Z N Isotope Mass % Abundance T half Decay Mode
    45Fe 26 19 45 Synthetic
    46Fe 26 20 46 Synthetic
    47Fe 26 21 47 Synthetic
    48Fe 26 22 48 Synthetic
    49Fe 26 23 49 Synthetic
    50Fe 26 24 50 Синтетический
    51FE 26 25 51 Синтетик 511258
    52Fe 26 26 52 Synthetic
    53Fe 26 27 53 Synthetic
    54Fe 26 28 54 5. 845% Stable N/A
    55Fe 26 29 55 Synthetic
    56Fe 26 30 56 91.754% Stable
    57Fe 26 31 57 2.119% Stable N/A
    58Fe 26 32 58 0.282% Stable N/A
    59Fe 26 33 59 Synthetic
    60Fe 26 34 60 Synthetic
    61Fe 26 35 61 Synthetic
    62Fe 26 36 62 Synthetic
    63Fe 26 37 63 Synthetic
    64Fe 26 38 64 Synthetic
    65Fe 26 39 65 Synthetic
    66Fe 26 40 66 Synthetic
    67Fe 26 41 67 Synthetic
    68Fe 26 42 68 Synthetic
    69Fe 26 43 69 Synthetic
    70Fe 26 44 70 Synthetic
    71Fe 26 45 71 Синтетический
    72FE 26 46 72 Синтетично8 728 728 72 72 72

    Незаменимый элемент Железо | Периодическая таблица

    Знакомство с железом

    Элемент железа представляет собой пластичный металл серебристо-серого цвета, который очень вступает в реакцию с окружающим нас воздухом. Это невероятно прочные сплавы, которые используются в различных областях производства, строительства и электроники. Железо также играет важную роль в телах живых организмов и даже отвечает за красный цвет нашей крови.

    Десять интересных и забавных фактов о железе

    1. Железо легко реагирует как с кислородом, так и с водой с образованием оксида железа (III) или оксида железа, широко известного как ржавчина, в следующей несбалансированной реакции: Fe + O 2  + H 2 O → Fe 2 O 3 H 2 O
    2. При испытании пламенем железо горит ярко-золотым цветом
    3. Символ элемента Fe происходит от латинского названия железа ‘ferrum’, означает ‘твердость1’ 90.
    4. Железо — второй по распространенности металл на земле, уступающий алюминию
    5. Считается, что внутреннее ядро ​​Земли состоит в основном из железа и никеля.
    6. Чистое железо на самом деле довольно мягкое и пластичное, как и большинство металлов — добавление углерода и тепла делает железо жестким
    7. Железо можно перерабатывать, что дает огромные экологические преимущества
    8. Исследования показывают, что мантия Марса содержит вдвое больше железа, чем земная, и что красноватый цвет планеты на самом деле является ржавчиной на поверхности Марса
    9. Железо используется для создания искр в фейерверках
    10. Железный хребет — это совокупность районов добычи железа, граничащих с Верхним озером 

    Железо в периодической таблице

    Символ элемента железа — Fe, а его атомный номер — двадцать шесть. Как переходный металл железо расположено в d-блоке, в частности, в группе 8 и периоде 4. Электронная конфигурация железа — [Ar] 3d6 4s2, и, таким образом, оно имеет 2 валентных электрона. Это очень стабильный элемент. Электроотрицательность железа равна 1,83 по шкале Полинга.

    Биологическое значение железа

    Элемент железа является важным минералом для всех живых организмов. У животных железо используется для производства гемоглобина, белка в красных кровяных тельцах, ответственного за транспортировку кислорода из легких в остальные части тела. Железо также присутствует в миоглобине, мышечных клетках, которые хранят и транспортируют кислород. Слишком мало железа у животных может привести к анемии, а избыток железа может быть токсичным и вредным для организма. Рекомендуемая суточная доза в США составляет 18 миллиграммов железа. В растениях железо необходимо для производства хлорофилла.

    Сплавы элемента железа

    Железо и углерод образуют хорошо известный сплав стали. Железо является основным легирующим агентом в ферросплавах, классификации сплавов с содержанием железа менее 50% и высокой концентрацией кремния, марганца, алюминия, никеля, хрома, молибдена, ванадия или других элементов. Ферросплавы не подходят для самостоятельного использования; скорее, из-за их низких температур плавления их добавляют в жидкую сталь для образования легированной стали. В зависимости от основного легирующего агента в легированной стали металл может иметь различные химические свойства. Например, висмут в стали улучшает обрабатываемость, кремний повышает магнитные свойства.

    Применение железа в современном мире

    Для чего используется элементарное железо?

    Использование железа в конструкциях

    Элемент железа имеет решающее значение в архитектурном и структурном проектировании. В качестве ключевого легирующего агента железо используется в качестве основы при производстве стали, листового железа, чугуна и кованого железа. Железо и его сплавы используются в самых разных отраслях обрабатывающей промышленности, образуя ключевые конструкционные компоненты транспортных средств, зданий, кораблей и других приборов; Элемент железа может поддерживать более крупные и прочные конструкции, чем другие строительные материалы, например, камень, дерево и кирпич, с меньшими затратами материала и низкой стоимостью. Сталь используется для зданий, инфраструктуры, машин, штамповки металлов, изготовления и многого другого — например, стальная вата, которая в основном представляет собой чистое железо с небольшим добавлением углерода.

    Железо в качестве катализатора

    Активированное или промотированное железо также используется в качестве катализатора в различных химических отраслях промышленности. В частности, магнетит, оксид железа, используется в качестве катализатора в процессе Габера-Боша. Железо ускоряет реакцию между водородом и азотом с образованием аммиака, что является обычным крупномасштабным промышленным процессом. Кроме того, магнетит используется в процессах преобразования газа в жидкость (GTL), которые превращают природный газ в синтетическое топливо.

    Когда и как было открыто железо?

    История железа

    Историки и археологи считают, что элемент железа использовался около пяти тысяч лет. Хотя железо иногда использовалось ранее в истории, оно было популяризировано во время железного века (1200 г. до н.э. – 600 г. до н.э.), третьего этапа развития каменного-бронзового-железного веков. Железный век начался в Средиземноморье и Восточной Европе около 1200 г. до н.э., хотя он распространился на азиатские регионы только ближе к 600 г. до н.э. В этот период железо постепенно заменило бронзу в качестве основного материала для изготовления инструментов и оружия; историки подозревают, что использование железа стало более распространенным, когда люди популяризировали выплавку железа и углерода для создания гораздо более прочной стали.

    Кто открыл железо

    Мало что известно об открытии железа, потому что оно использовалось людьми с древних времен. Археологи могут проследить бусины из сплава железа и никеля до Египта 3200 г. до н.э.

    Где во Вселенной встречается железо

    Железо невероятно распространено в природе. Это четвертый по распространенности элемент в земной коре и второй металл после алюминия, кислорода и кремния. Железо также считается основным компонентом ядра Земли. Железо редко встречается в природе в чистом виде; скорее, он встречается в виде железной руды, объединенной массы железа и других минералов и элементов. Наиболее распространенными рудами железа являются: гематит (Fe 2 O 3 ), магнетит (Fe 3 O 4 ), лимонит (FeO(OH)·n(h3O)), гетит (FeO(OH)) и сидерит (FeCO 3 ) и таконит.

    Железо также содержится на солнце, в звездах и в метеоритах. Удивительно, но железо действительно может сплавляться в ядрах звезд. Гелий является исходной основой ядра звезды, но если звезда достаточно горячая и выделяет достаточно энергии, она может постепенно сплавлять гелий с углеродом, затем с кислородом, затем с кремнием. Если звезда настолько велика, что ее масса в 8-12 раз больше массы Солнца, называемая «сверхгигантом», у нее достаточно энергии, чтобы сплавить свое кремниевое ядро ​​с железом. В этот момент звезда высвобождает огромное количество энергии. Однако из-за того, что атомная структура железа настолько стабильна, он не может подвергаться дальнейшему синтезу, и ядро ​​звезды внезапно не может поддерживать свое равновесие. В этот момент звезда либо взорвется сверхновой, либо превратится в черную дыру.

    Химия железа – соединения, реакции, степени окисления

    Химические свойства элемента железа

    Элемент железа является очень химически активным металлом и открыто реагирует с кислородом во влажном воздухе; на самом деле, свободное железо не так легко найти в природе. Железо растворяется в воде и реагирует с паром с образованием газообразного водорода. Железо также реагирует с галогеноводородными кислотами с образованием галогенидов железа. Кроме того, железо образует координационные соединения благодаря своей электронной структуре.

    Ферромагнетизм железа

    Железо является одним из трех металлов, обладающих ферромагнитными свойствами при нормальных условиях (помимо кобальта и никеля). Большинство объемных материалов не являются магнитными, потому что их неспаренные электроны вращаются в противоположных направлениях и нейтрализуют любые магнитные свойства. Но когда ферромагнитный материал сталкивается с внешними магнитными полями, его неспаренные электроны фактически перестраиваются параллельно друг другу, чтобы намагнитить материал. Более того, ферромагнитные металлы действительно сохранят свой магнетизм после устранения внешней силы. Этот магнетизм исчезает, когда достигается максимальная температура, известная как температура Кюри.

    Феррожидкости, изготовленные из частиц железа в жидкости-носителе, будут шипеть на магните

    Почему железо ржавеет

    Железо быстро окисляется в присутствии воздуха, требуя как кислорода, так и воды в качестве среды для наиболее частого образования оксида железа (III) (Fe 2 O 3 ) и оксид железа(II,III) (Fe 3 O 4 ). Эти и другие оксиды железа известны под общим названием ржавчина. Оксиды железа (II) могут образовываться и стабильны в виде солей, но в дальнейшем легко окисляются до солей железа (III) с анионами гидроксида или кислорода. Ржавление не является обратимым процессом и может привести к расширению металла, что приведет к увеличению напряжения. Ржавление железа неизбежно, но можно принять меры, чтобы замедлить этот процесс. Слой масла предотвратит попадание влаги на металл. Гальванизация железа, покрывая его тонким слоем цинка, также предотвратит доступ кислорода и воды к металлу. Это замедляет процесс ржавчины.

    Степени окисления железа

    Элемент железа имеет различные степени окисления, включая 0, +2, +3, +4 и +6, но наиболее распространенными являются Fe +2 (железо) и Fe + 3 (железо). Чистое железо можно найти только в среде с низким содержанием кислорода из-за его легкого окисления. Железо может легко переключаться между степенями окисления +2 и +3.

    Соединения железа

    Поскольку железо очень реакционноспособно, оно образует множество соединений, включая, помимо прочего, оксиды, гидроксиды, галогениды, сульфаты, сульфиды и хлориды. Чаще всего он образует двухвалентные и трехвалентные соединения из-за его склонности к степени окисления +2 и +3. Некоторые дополнительные соединения помимо оксидов:

    Сульфаты:

    > FeSO 4 (сульфат железа): в чистом виде сульфат железа используется для лечения железодефицитной анемии. : Сульфат железа имеет дополнительные медицинские преимущества. Он обычно используется в качестве кровоостанавливающего средства во время операции.

    > FeSO 4 ·7h3O (Зеленый купорос): Гептагидрат сульфата железа представляет собой кристаллический сульфат железа зеленого или бирюзового цвета. Это производится путем объединения разбавленной серной кислоты с железом, часто образующимся в качестве побочного промышленного продукта. Он также известен как зеленый купорос и используется в производстве пестицидов и удобрений.

    Хлориды:

    > FeCl 2 (хлорид железа): кристаллический желто-зеленый хлорид железа образуется при пропускании сухого хлористого водорода над горячим железом. Его можно получить в жидкой форме FeCl 2 ∙4h3O растворением твердого железа в соляной кислоте. Хлорид железа чаще всего используется в красильной промышленности в качестве восстановителя.

    > FeCl 3 (Хлорид железа): Хлорид железа представляет собой бесцветный или светло-коричневый раствор, широко используемый в качестве обычного хлорирующего агента. Растворение железной руды непосредственно в соляной кислоте приведет к образованию хлорида железа, как и окисление хлорида железа (II) газообразным хлором.

    Сульфиды:

    > FeS 2 (пирит): пирит, также известный как золото дураков, встречается в природе и встречается в изобилии. Его блестящий желто-латунный цвет может привести к тому, что его можно будет принять за золото; однако его хрупкий состав, отсутствие удобства использования и широкая доступность делают его невыгодным. Пирит можно отличить от золота по его грубым краям, в отличие от золота, которое гораздо более гладкое. Золото дураков также способствовало золотой лихорадке 1840-х годов.

    Изоляция железа

    Извлечение железа из железной руды обычно происходит в доменной печи посредством окислительно-восстановительной реакции. Железная руда и, как правило, углерод (или монооксид углерода) помещаются вместе в большой контейнер и нагреваются. Поскольку углерод более реакционноспособен, углерод окисляется, а железо восстанавливается с образованием жидкого железа.

    Это можно увидеть в следующей реакции:

    2Fe 2 O 3 (т) + 3C(т) → 4Fe(ж) + 3CO 2 (ж)

    Аналогичная реакция может быть и делается с алюминием в качестве восстановителя в экзотермической реакции окисления-восстановления, называемой термитной реакцией.

    Физические свойства железа

    Железо представляет собой блестящий серебристо-серый твердый металл, очень пластичный в чистом виде.

    • Символ: FE
    • Печата плавления: 1536 C
    • Точка кипячения: 2861 C
    • Плотность: 7,8 г.CM-3
    • Атомный вес: 55,845
    • ATMIC ATMIC: 26 0004
      • GAT : Переходный металл, металл группы 8
    • Естественное содержание 5% в земной коре
    • Конфигурация электронной оболочки: [Ar] 3d6 4s2
    • Изотопы: 5,845% 54 Fe 91,754% 56 Fe, 2,119% 57 Fe и 0,286% 5 8 Fe
  • В природе встречается в минералах: гематите, магнетите, таконите

    • Где можно купить элементарное железо?

    Железо можно найти в Интернете в таких магазинах, как Amazon. Строительные материалы из железа также можно найти во многих хозяйственных магазинах или магазинах товаров для дома. Чистый железный порошок легко найти в Интернете — просто убедитесь, что вы на самом деле не покупаете оксид железа или сплав железа.

    Почему железо называют железом?

    Вопрос задан: доктором Рашидом Сэнфордом I

    Оценка: 4,7/5 (10 голосов)

    Латинское название железа — ferrum, что является источником его атомного символа Fe. Слово «железо» происходит от англо-саксонского слова iren. Слово «железо», возможно, происходит от более раннего слова , означающего «священный металл», потому что оно использовалось для изготовления мечей, использовавшихся в Крестовых походах , согласно WebElements.

    Что означает железо в периодической таблице?

    Железо ( Fe ), химический элемент, металл группы 8 (VIIIb) периодической таблицы, наиболее используемый и дешевый металл.

    Что такое железо?

    Рабочий номер Inter Range . ЖЕЛЕЗО . Внутренняя надежность (компьютерные файловые системы) ЖЕЛЕЗО. Сеть независимого корневого оператора.

    Как было открыто железо?

    Археологи считают, что железо было обнаружено хеттами древнего Египта где-то между 5000 и 3000 годами до нашей эры. В это время они ковали или кололи металл, чтобы создавать инструменты и оружие. Они нашли и извлекли его из метеоритов и использовали руду для изготовления наконечников копий, инструментов и других безделушек.

    Кто назвал железо?

    Слово «железо» происходит от англо-саксонского слова iren . Слово «железо», возможно, произошло от более ранних слов, означающих «священный металл», потому что оно использовалось для изготовления мечей, использовавшихся в крестовых походах, согласно WebElements.

    Железо – Периодическая таблица видео

    Найдено 30 связанных вопросов

    5 интересных фактов о железе?

    Десять забавных фактов о железе

    • Железо является вторым по распространенности из всех металлов на Земле. …
    • Железо является четвертым наиболее распространенным элементом по массе. …
    • Железо является основным компонентом метеоритов. …
    • Научное название железа — ferrum. …
    • В истории железо описывает целый период развития человечества. …
    • Вы не можете сделать сталь без железа.

    Каковы 5 применений железа?

    Использование железа

    Железо используется для изготовления легированных сталей, таких как углеродистые стали, с такими добавками, как никель, хром, ванадий, вольфрам и марганец. Они используются для изготовления мостов, опор электропередач, велосипедных цепей, режущих инструментов и винтовочных стволов. Чугун содержит 3–5% углерода. Используется для трубы, клапаны и насосы .

    Сколько видов железа существует?

    Существует два основных типа производимого чугуна: кованое железо и чугун. Среди них чугун включает в себя собственное семейство металлов.

    Является ли железо земным материалом?

    Железо производится внутри звезд , особенно красных сверхгигантов. Элементы формируются вместе внутри звезды во время слияния. Когда происходит вспышка сверхновой, осколки железа выбрасываются в космос. Так железо попало на Землю миллионы лет назад.

    Из каких элементов состоит железо?

    Железо в основном получают из минералов гематита (Fe 2 O 3 ) и магнетита (Fe 3 O 4 ) . Минералы таконит, лимонит (FeO(OH)·nH 2 O) и сидерит (FeCO 3 ) являются другими важными источниками. Огромное количество железа используется для производства стали, сплава железа и углерода.

    Какое старое название серебра?

    Наше название элемента происходит от англо-саксонского слова «серебро», ‘seolfor ‘, что само происходит от древнегерманского ‘силабар’. Химический символ серебра, Ag, является аббревиатурой латинского слова, обозначающего серебро, argentum.

    Железо в крови такое же, как металл?

    Оба содержат железо, но ни один из них не является полностью чистым. Степени окисления различаются, и ковалентная связь с различными элементами зависит от цели, которой служит железо. Но это один и тот же элемент в обоих случаях .

    Является ли железо тем же минералом, что и металл?

    Железо — это минерал, который можно найти в растениях, животных, почве, воздухе, воде, метеоритах и ​​горных породах, в том числе найденных на поверхности Луны. … Многие считают железо тяжелым металлом, но это не так. Железо металл ; на самом деле, люди со слишком большим количеством железа в организме могут вызвать срабатывание металлодетекторов.

    Как железо используется в повседневной жизни?

    В настоящее время мы склонны использовать железо для производства стали, часто используемой в производстве и гражданском строительстве. … Использование железа в повседневной жизни включает машины и инструменты , а также транспортные средства, корпуса кораблей, элементы конструкций зданий, мостов и самолетов.

    Кто открыл железо 59?

    Glenn T.

    Seaborg произвел железо-59 (Fe-59) в 1937 году. Железо-59 использовалось в исследованиях гемоглобина в крови человека. В 1938 году Ливингуд и Сиборг открыли йод-131 (I-131).

    Что означает Fe?

    Fe определяется как символ для элемента железа . … Примером Fe является железо, атомный номер 26 в периодической таблице элементов.

    Почему так много железа?

    Элементы от углерода до железа относительно более распространены во Вселенной из-за легкости их получения в результате нуклеосинтеза сверхновой . … Кроме того, элементы с четными атомными номерами обычно более распространены, чем их соседи по таблице Менделеева, из-за благоприятной энергетики образования.

    Каковы три свойства железа?

    Железо блестящий, пластичный, ковкий, серебристо-серый металл (группа VIII Периодической таблицы). Известно, что он существует в четырех различных кристаллических формах. Железо ржавеет во влажном воздухе, но не в сухом. Легко растворяется в разбавленных кислотах.

    Каковы 5 распространенных применений золота?

    5 основных применений золота

    • Защита богатства и финансовый обмен. Одно из старейших применений золота — монеты и другие финансовые активы. …
    • Ювелирные изделия, украшения и медали. …
    • Электроника. …
    • Освоение космоса. …
    • Медицина и стоматология.

    Почему железо такое особенное?

    Железо является «особым» элементом из-за его ядерной энергии связи .

    Оставить комментарий

    Меню