Ενώσεις σιδήρου. Υλικό: φυσικές και χημικές ιδιότητες

Τα πρώτα προϊόντα σιδήρου και των κραμάτων του έχουν βρεθεί κατά τις ανασκαφές και χρονολογούνται από τον 4ο π.Χ. χιλιετίας. Δηλαδή, από τους αρχαίους Αιγυπτίους και Σουμέριοι χρησιμοποιείται ραγδαία τις καταθέσεις της ουσίας για την παραγωγή κοσμημάτων και ειδών οικιακής χρήσης, καθώς και τα όπλα.

Σήμερα, διάφορα είδη ενώσεων σιδήρου και καθαρό μέταλλο - αυτή είναι η πιο κοινή και χρησιμοποιείται υλικό. Δεν υπάρχει αμφιβολία ΧΧ σιδήρου αιώνα θεωρήθηκε. Πράγματι, μέχρι την έλευση και διαδεδομένη πλαστικό και συναφών υλικών, η ένωση αυτή είναι αποφασιστικής σημασίας για τον άνθρωπο. Τι είναι το ενεργό στοιχείο και η οποία αποτελεί την ουσία, θεωρούμε ότι σε αυτή την εργασία.

Χημική σιδήρου στοιχείο

Αν λάβουμε υπόψη τη δομή του ατόμου, θα πρέπει πρώτα να καθορίσετε τη θέση του στο περιοδικό σύστημα.

1. Αύξων αριθμός - 26.
2. Περίοδος - η τέταρτη μεγαλύτερη.
3. Ομάδα των Οκτώ, την πλάγια γραμμή υποομάδα.
4. Ατομικό βάρος - 55,847.
5. Η δομή του εξωτερικού ηλεκτρονικού κελυφών συμβολίζεται από τον τύπο 3d ⁶ 4s ^2.
6. Χημικό σύμβολο στοιχείο - Fe.
7. Όνομα - σιδήρου, διαβάζοντας στον τύπο - «Ferrum».
8. Στη φύση, υπάρχουν τέσσερις σταθερών ισοτόπων του στοιχείου με μαζικούς αριθμούς 54, 56, 57, 58.

Χημική σιδήρου στοιχείο έχει επίσης περίπου 20 διαφορετικά ισότοπα που δεν είναι σταθερές. Πιθανές οξείδωσης η οποία μπορεί να επιδεικνύει ενεργό άτομο:

• 0?
• +2?
• 3?
• 6.

Σημαντικό δεν είναι μόνο το ίδιο το στοιχείο, αλλά και διάφορες ενώσεις και τα κράματά του.

φυσικές ιδιότητες

Ως απλό ουσίας, σίδηρο φυσικές ιδιότητες έχει μια έντονη metallism. Δηλαδή, ασημί-λευκό με γκρι μεταλλική απόχρωση έχει υψηλή πλαστικότητα και ολκιμότητα και υψηλού σημείου τήξεως και τα σημεία ζέσεως. Αν λάβουμε υπόψη τα χαρακτηριστικά με περισσότερες λεπτομέρειες στη συνέχεια:

• Σημείο τήξεως - 1 539 ⁰ C?
• Ζέσεως - 2862 ⁰ C?
• Δραστηριότητα - κατά μέσο όρο?
• ανθεκτικότητα - υψηλή?
• εκθέματα προφέρεται μαγνητικές ιδιότητες.

Ανάλογα με τις συνθήκες και θερμοκρασίες, υπάρχουν αρκετές τροποποιήσεις που αποτελεί σιδήρου. Φυσικές ιδιότητες των οποίων διαφέρουν από το γεγονός ότι οι διαφορετικές κρυσταλλικού πλέγματος.

1. Η μορφή άλφα, ή ένα φερρίτη υπάρχει σε μία θερμοκρασία 769 ⁰ C.
2. Από 769-917 ⁰ C - βήτα μορφή.
3. 917-1394 ⁰ C - γάμμα-μορφή, ή ωστενίτη.
4. Πάνω από 1394 ⁰ C - σίγμα σιδήρου.

Όλες οι τροποποιήσεις έχουν διαφορετικούς τύπους δομή κρυσταλλικού πλέγματος, καθώς και διαφορετικές μαγνητικές ιδιότητες.

χημικές ιδιότητες

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, μια απλή ένωση σιδήρου επιδεικνύει υψηλή αντιδραστικότητα. Ωστόσο, σε λεπτόκοκκη μορφή είναι ικανό να αναφλεχθούν σε αέρα και σε καθαρό οξυγόνο εγκαύματα το ίδιο το μέταλλο.

ικανότητα διάβρωση είναι υψηλή, έτσι ώστε τα κράματα που καλύπτονται από αυτήν την ουσία ενώσεων κράματος. Ο σίδηρος είναι σε θέση να αλληλεπιδράσουν με:

• οξέα?
• οξυγόνο (συμπεριλαμβανομένου του αέρα)?
• θείο?
• αλογόνα?
• όταν θερμαίνεται - άζωτο, φώσφορο, τον άνθρακα και πυρίτιο?
• άλατα με λιγότερο δραστικά μέταλλα, την επαναφορά τους σε απλές ουσίες?
• οξεία ατμού?
• με άλατα σιδήρου στην κατάσταση οξειδώσεως +3.

Σαφώς, εμφανίζοντας τέτοια δραστηριότητα, είναι σε θέση να σχηματίσει διάφορες μεταλλικές ενώσεις και πολικές ποικίλη σε ιδιότητες. Και γι 'αυτό που συμβαίνει. Ο σίδηρος και οι ενώσεις του είναι εξαιρετικά πλούσιο και χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς της επιστήμης, της τεχνολογίας, των ανθρωπίνων βιομηχανική δραστηριότητα.

Διανομή στη φύση

Φυσικό ενώσεις του σιδήρου είναι αρκετά συχνές, διότι είναι το δεύτερο πιο άφθονο στοιχείο στη γη μετά αλουμίνιο. Στην καθαρή μορφή του μετάλλου είναι εξαιρετικά σπάνιο σε μετεωριτών, υποδεικνύοντας μεγάλες συστάδες του είναι στο διάστημα. Το μεγαλύτερο μέρος της σύνθεσης περιέχεται σε μεταλλεύματα, πετρώματα και ορυκτά.

Αν μιλάμε για το ποσοστό του στοιχείου στη φύση, είναι δυνατόν να αναφέρουμε τα ακόλουθα στοιχεία.

1. Οι πυρήνες των γήινων πλανητών - 90%.
2. φλοιό της Γης - 5%.
3. Σε μανδύα της Γης - 12%.
4. πυρήνα της Γης - 86%.
5. Το νερό του ποταμού - 2 mg / L.
6. Σε θάλασσα και ωκεανοί - 0,02 mg / l.

Η πιο κοινή μορφή του σιδήρου που επιτείνει τα ακόλουθα μέταλλα:

• μαγνητίτη?
• limonite και limonite?
• βιβιανίτης?
• pyrrhotite?
• σιδηροπυρίτη?
• σιδηρίτη?
• μαρκασίτη?
• loellingite?
• mispikel?
• milanterit και άλλοι.

Είναι μακριά είναι δεν είναι μια πλήρης λίστα, επειδή είναι πραγματικά πάρα πολύ. Επιπλέον, είναι πολύ διαφορετικά κράματα που δημιούργησε ο άνθρωπος. Αυτό, επίσης, όπως οι ενώσεις του σιδήρου, χωρίς την οποία είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς σύγχρονη ζωή των ανθρώπων. Αυτές περιλαμβάνουν δύο μεγάλες κατηγορίες:

• χυτοσίδηρο?
• χάλυβα.

Επίσης, είναι μια πολύτιμη προσθήκη του σιδήρου στη σύνθεση πολλών κραμάτων νικελίου.

ενώσεις σιδήρου (II)

Αυτά περιλαμβάνουν εκείνα στα οποία η κατάσταση οξείδωσης +2 είναι στοιχείου διαμόρφωσης. Είναι αρκετά πολυάριθμα, επειδή περιλαμβάνουν:

• οξείδιο?
• υδροξείδιο?
• δυαδική ένωση?
• σύμπλοκα άλατα?
• σύμπλοκες ενώσεις.

Οι τύποι των χημικών ενώσεων οι οποίες επιδεικνύουν εν λόγω κατάσταση οξείδωσης σιδήρου για κάθε κατηγορία ατόμου. Εξετάστε τα πιο σημαντικά και κοινά.

1. οξείδιο του σιδήρου (II). Μαύρη σκόνη, αδιάλυτη στο νερό. Η φύση της σύνδεσης - βασικά. Μπορεί να οξειδώνουν γρήγορα, όμως, και μειώνεται σε μια απλή ουσία μπορεί επίσης εύκολα. Διαλύεται σε οξύ για να σχηματίσει το αντίστοιχο άλας. Formula - FeO.
2. υδροξείδιο του σιδήρου (II). Είναι ένα λευκό άμορφο ίζημα. Άλατα που σχηματίζονται με αντίδραση με βάσεις (άλκαλι). Επιδεικνύει αδύναμη βασικές ιδιότητες, ικανό ταχέως οξειδώνεται στον αέρα σε ενώσεις σιδήρου είναι +3. Τύπου - Fe (OH) _2.
3. Άλατα στοιχείο στην εν λόγω οξείδωση. Συνήθως είναι ασθενώς-πράσινο διάλυμα είναι καλά οξειδώνεται ακόμη στον αέρα, να πάρει σκούρο καφέ χρώμα και περνώντας έως 3. Το άλας σιδήρου διαλυμένο σε νερό. Παραδείγματα ενώσεων: FeCl _2, FeSO _4, Fe _{(ΝΟ3) 2.}

Η πρακτική σημασία μεταξύ των σημασμένων ουσιών έχουν περισσότερες ενώσεις. Πρώτον, χλωριούχο σίδηρο (II). Είναι ο κύριος προμηθευτής των ιόντων στο ανθρώπινο σώμα, αναιμία του ασθενούς. Όταν αυτή η ασθένεια διαγνωστεί σε έναν ασθενή, ο ίδιος συνταγογραφείται σύμπλοκο παρασκευάσματα, τα οποία βασίζονται στην εν λόγω ένωση. Έτσι, δεν υπάρχει αναπλήρωση της ανεπάρκειας σιδήρου στον οργανισμό.

Δεύτερον, θειικός σίδηρος, θειικό δηλ σίδηρος (II), με χαλκό χρησιμοποιείται για να σκοτώσει τα παράσιτα στις καλλιέργειες. Η μέθοδος αποδεικνύεται να είναι αποτελεσματική δεν είναι η πρώτη δωδεκάδα χρόνια, έτσι ώστε να είναι πολύ εκτιμάται από τους κηπουρούς.

άλας του Mohr

Αυτή η ένωση, η οποία είναι ένα ενυδατωμένο θειικό σίδηρο και αμμώνιο. Φόρμουλα του καταγράφεται ως FeSO ₄ * _{(ΝΗ4) 2} SO ₄ * 6Η ₂ O. Μία από τις σιδήρου ενώσεων (II), το οποίο έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην πράξη. Οι κύριοι τομείς εφαρμογής θα πρέπει να είναι ο άνθρωπος.

1. Φαρμακευτική.
2. Επιστημονικές μελέτες και εργαστηριακής ανάλυσης τιτλοδότησης (για τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας του χρωμίου, υπερμαγγανικό κάλιο, βανάδιο).
3. Ιατρική - σαν ένα πρόσθετο σε τρόφιμα υπό έλλειψη σιδήρου στο σώμα του ασθενούς.
4. Για τον εμποτισμό των ξύλινων προϊόντων, όπως άλας του Mohr προστατεύει από διεργασίες αποσύνθεσης.

Υπάρχουν και άλλοι τομείς στους οποίους χρησιμοποιείται η ουσία. Το όνομά του είναι το όνομά του από τον Γερμανό χημικό, ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά τις ιδιότητες εκτίθενται.

Ουσίες με βαθμό οξείδωσης του σιδήρου (III)

Οι ιδιότητες των ενώσεων σιδήρου εις την οποίαν παρουσιάζει ένα βαθμό οξείδωσης +3, είναι κάπως διαφορετικές από εκείνες που εξετάστηκαν προηγουμένως. Έτσι, η φύση του αντίστοιχου οξειδίου και του υδροξειδίου δεν είναι βασικές και αμφοτερικά εκφράζεται. Ας περιγράψουμε τις βασικές ουσίες.

1. οξείδιο του σιδήρου (III). Σκόνη λεπτόκοκκο, κοκκινωπό-καφέ χρώμα. Τα αδιάλυτα στο νερό, ασθενώς όξινες δείχνει ιδιότητες περισσότερα αμφοτερικά. Φόρμουλα: Fe ₂ O _3.
2. υδροξείδιο του σιδήρου (III). Μια ουσία που καθιζάνουν κατά τη διάρκεια της δράσης των αλκαλίων στα αντίστοιχα άλατα σιδήρου. Η φύση της προφέρεται επαμφοτερίζουσες του, χρώμα καφέ-καφέ. Φόρμουλα: Fe (ΟΗ) _3.
3. Τα άλατα τα οποία περιλαμβάνουν κατιόν Fe ^3+. Τέτοιες πλήθος διατεθεί, εκτός από το ανθρακικό, όπως συμβαίνει υδρόλυση και παράγει διοξείδιο του άνθρακα. Παραδείγματα μερικών αλάτων του τύπου: Fe _{(ΝΟ3) 3,} Fe ₂ (SO _{4) 3,} FeCl _3, Φεβρ _3, και άλλα.

Μεταξύ των παραδειγμάτων με πρακτικούς όρους είναι σημαντικό όπως κρυσταλλικό όπως ΡεΟ _{3 *} 6Η _2Ο, ή εξαένυδρου τριχλωριούχου σιδήρου (III). Χρησιμοποιείται στην ιατρική για να σταματήσει η αιμορραγία και αναπλήρωση των ιόντων σιδήρου στο σώμα σε περιπτώσεις αναιμίας.

Μονοένυδρου θειικού σιδήρου (III) χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό του πόσιμου νερού, όπως συμπεριφέρεται σαν ένα θρομβωτικό.

ενώσεις σιδήρου (VI)

Τύπου χημικές ενώσεις του σιδήρου, όπου εκδηλώνεται μία συγκεκριμένη κατάσταση οξείδωσης +6, μπορεί να γραφεί ως εξής:

• K ₂ FeO _4?
• Na ₂ FeO _4?
• MgFeO ₄ και άλλα.

Όλα έχουν ένα κοινό όνομα - σιδηρικά - και έχουν παρόμοιες ιδιότητες (ισχυρά αναγωγικά μέσα). είναι επίσης σε θέση να απολυμαίνονται εύκολα και να έχει βακτηριοκτόνο δράση. Αυτό επιτρέπει τη χρήση τους για την επεξεργασία του πόσιμου νερού σε βιομηχανική κλίμακα.

σύμπλοκες ενώσεις

Πολύ σημαντικό στην αναλυτική χημεία, και όχι μόνο οι ειδικές ουσίες. ότι τέτοια μορφή σε υδατικά διαλύματα άλατος. Αυτή η συμπλοκή ένωση σιδήρου. Το πιο δημοφιλές και καλά μελετηθεί από αυτά είναι τα εξής.

1. Εξακυανοσιδηρικό (II) κάλιο K ₄ [Fe (CN) _6]. Ένα άλλο όνομα για τη σύνδεση - κίτρινο αλάτι στο αίμα. Χρησιμοποιείται για τον ποιοτικό προσδιορισμό των ιόντων σιδήρου στο διάλυμα Fe3 ^+. Ως ένα αποτέλεσμα του διαλύματος γίνεται όμορφο φωτεινό μπλε χρώμα έχουν σχηματιστεί από ένα άλλο συγκρότημα - κυανό της Πρωσίας KFE ³⁺ [Fe ²⁺ (CN) _6]. Από τους αρχαίους χρόνους χρησιμοποιείται ως χρωστική για ύφασμα.
2. Εξακυανοσιδηρικό (III) Κ καλίου ₃ [Fe (CN) _6]. Ένα άλλο όνομα - κόκκινο αλάτι στο αίμα. Χρησιμοποιείται ως ένα ποιοτικό ιόντα σιδήρου αντιδραστήριο προσδιορισμού Fe ^2+. Το αποτέλεσμα είναι ένα μπλε ίζημα που έχει την μπλε όνομα turnbuleva. Χρησιμοποιήθηκε επίσης ως βαφή για το ύφασμα.

Ο σίδηρος είναι ένα μέρος των οργανικών ουσιών

Ο σίδηρος και οι ενώσεις του είναι, όπως είδαμε, είναι μεγάλη πρακτική σημασία για την οικονομική ζωή του ατόμου. Ωστόσο, επιπλέον, βιολογικός ρόλος της στον οργανισμό δεν είναι λιγότερο μεγάλη, το αντίθετο μάλιστα.

Υπάρχει μια πολύ σημαντική οργανική ένωση, μια πρωτεΐνη, η οποία περιλαμβάνει το ενεργό στοιχείο. Αυτή η αιμοσφαιρίνη. Είναι χάρη σε αυτόν συμβαίνει με τη μεταφορά του οξυγόνου και έκανε ομοιόμορφη και έγκαιρη ανταλλαγή των αερίων. Ως εκ τούτου, ο ρόλος του σιδήρου στα ζωτικά διαδικασίες - αναπνοή - είναι τεράστια.

Ακριβώς μέσα στο ανθρώπινο σώμα περιέχει περίπου 4 γραμμάρια σιδήρου, η οποία πρέπει να αναπληρώνονται συνεχώς μέσω της τροφής που καταναλώθηκε.