Compuși de fier. Hardware: fizice și chimice proprietăți

Primele produse din fier și aliajele sale au fost găsite în timpul săpăturilor și data de la al 4-lea despre mileniul. Aceasta este, de vechii egipteni și sumerienii utilizate depozite meteorice substanței de a produce bijuterii și obiecte de uz casnic, precum și arme.

Astăzi, diferite tipuri de compuși de fier și metal pur - aceasta este cea mai frecventă și folosit material. Nu e de mirare XX de fier secol a fost considerată. Într-adevăr, până la apariția și plastic pe scară largă și a materialelor conexe, acest compus este de o importanță decisivă pentru om. Care este elementul activ și care formează substanța, considerăm în această lucrare.

fier element chimic

Dacă luăm în considerare structura atomului, acesta trebuie să specifice mai întâi localizarea în sistemul periodic.

1. Număr de serie - 26.
2. Perioada - a patra cea mai mare.
3. Grupul celor Opt, margine subgrup.
4. greutate atomică - 55.847.
5. Structura cochilii electronice externe notate cu formula 3d ⁶ 4s ^2.
6. Simbol element chimic - Fe.
7. Nume - fier, citind în formula - "Ferrum".
8. În natură, există patru izotopi stabili ai elementului cu numere de masă 54, 56, 57, 58.

fier element chimic are, de asemenea, aproximativ 20 de izotopi diferiți, care nu sunt stabile. oxidare posibilă care poate prezenta un atom activ:

• 0;
• 2;
• 3;
• 6.

Important este nu numai elementul în sine, ci și compușii săi diverse și aliaje.

proprietățile fizice

Ca substanță simplă, fier proprietăți fizice are un metallism pronunțat. Aceasta este, alb-argintiu, cu tentă gri metal cu maleabilitate ridicată și ductilitate și de topire ridicat și puncte de fierbere. Dacă luăm în considerare caracteristicile mai în detaliu, atunci:

• Punct de topire - 1 539 ⁰ C;
• Fierberea - 2862 ⁰ C;
• Domeniu de activitate - media;
• refractari - de mare;
• exponate pronunțat proprietăți magnetice.

În funcție de condițiile și temperaturile, există mai multe modificări care formează fier. Proprietățile fizice ale acestora diferă de faptul că diferite zăbrele cristaline.

1. Forma alfa, sau ferită există la o temperatură de 769 ⁰ C.
2. De la 769-917 ⁰ C - beta formă.
3. 917-1394 ⁰ C - gamma-formă sau austenită.
4. Deasupra 1394 ⁰ C - fier sigma.

Toate modificările au diferite tipuri de structuri de cristal cu zăbrele, precum și proprietăți magnetice diferite.

chimice

După cum sa menționat mai sus, un compus simplu de fier prezintă o reactivitate ridicată. Cu toate acestea, într-o formă fin divizată este capabil să se aprindă în mod spontan în aer și în oxigen pur arde de metal în sine.

Capacitatea de coroziune este mare, astfel încât aliajele acoperite de această substanță compușilor aliere. Fierul este capabil să interacționeze cu:

• acizi;
• oxigen (inclusiv aerul);
• sulf;
• halogeni;
• atunci când este încălzit - azot, fosfor, carbon și siliciu;
• săruri cu metale mai puțin reactive, restabilind-le la substanțe simple;
• abur acută;
• cu săruri de fier în starea de oxidare +3.

In mod evident, afișarea o astfel de activitate, este capabil să formeze diferiți compuși metalici și polar variat în proprietăți. Și așa se întâmplă. Fier și compușii săi sunt extrem de variate și sunt utilizate în diferite domenii ale științei, tehnologiei, activitatea industrială umană.

Distribuția în natură

compuși naturali de fier sunt destul de comune, deoarece este cel de-al doilea cel mai abundent element de pe pământ după aluminiu. În pură formă de metal este extrem de rar în meteoriți, indicând ciorchinele este mare , în spațiu. Cea mai mare parte a compoziției este conținută în minereuri, roci si minerale.

Dacă vorbim despre procentul elementului în natură, este posibil să se cita următoarele figuri.

1. Nucleele planetelor terestre - 90%.
2. scoarța terestră - 5%.
3. În mantaua Pământului - 12%.
4. miezul Pământului - 86%.
5. Apa râului - 2 mg / L.
6. În mare și ocean - 0,02 mg / l.

Cea mai comună formă de fier compuși următoarele minerale:

• magnetit;
• limenit și limenit;
• vivianit;
• pirhotita;
• pirită;
• siderit;
• marcasit;
• loellingite;
• mispikel;
• milanterit și altele.

Este de departe nu este o completă listă, deoarece acestea sunt într - adevăr foarte mult. În plus, aliaje foarte diferite, care sunt create de om. Acest lucru, de asemenea, astfel de compuși de fier, fără de care este dificil să ne imaginăm oameni moderne de viață. Acestea includ două tipuri majore:

• fonta;
• oțel.

De asemenea, este un plus de valoare de fier în compoziția multor aliaje de nichel.

compuși de fier (II)

Printre acestea se numără cele în care starea de oxidare este +2 element de formare. Ele sunt suficient de numeroase, deoarece acestea includ:

• oxid;
• hidroxid;
• compus binar;
• săruri complexe;
• compuși complecși.

Formulele de compuși chimici care prezintă o stare de oxidare menționate anterior de fier pentru fiecare clasă de individ. Luați în considerare cele mai importante și comune celor.

1. oxid de fier (II). Pulbere neagră, insolubil în apă. Natura conexiunii - bază. Poate să oxideze rapid, cu toate acestea, și a redus la o substanță simplă poate, de asemenea, cu ușurință. Se dizolvă în acid pentru a forma sarea corespunzătoare. Formula - FeO.
2. hidroxid de fier (II). Este un precipitat alb amorf. Sărurile formate prin reacția cu baze (alcaline). Prezintă proprietăți slab bazice, capabile să oxidează rapid în aer la compuși de fier este +3. Formula - Fe (OH) _2.
3. Element Săruri în oxidare menționat. Ele sunt , de obicei soluție verde pal este bine oxidat , chiar și în aer, obtinerea de culoare maro închis și trecerea la 3. Sarea de fier dizolvat în apă. Exemple de compuși: _FeCI2, FeSO _4, Fe (NO _{3) 2.}

Semnificația practică în rândul substanțelor marcate au mai mulți compuși. În primul rând, clorură de fier (II). Acesta este principalul furnizor de ioni in corpul uman, anemia pacientului. Când această boală este diagnosticată la un pacient, el a prescris preparate complexe, care se bazează pe compusul în cauză. Deci, există suplinirea deficitului de fier în organism.

În al doilea rând, sulfatul de fier, adică sulfatul de fier (II), cu cupru este folosit pentru a ucide dăunători asupra culturilor. Metoda se dovedește a fi eficient nu este primii zeci de ani, așa că este foarte apreciat de grădinari.

sare Mohr

Acest compus, care este un sulfat de fier hidratat și amoniu. Formula sa înregistrat ca FeSO ₄ * (NH _{4) 2} SO ₄ * 6H ₂ O. Unul dintre compușii de fier (II), care a fost utilizat pe scară largă în practică. Principalele domenii de utilizare ar trebui să fie omul.

1. Farmaceutică.
2. Studii științifice și analize de laborator titrimetrică (pentru a determina conținutul de crom, permanganat de potasiu, vanadiu).
3. Medicina - ca aditiv alimentar sub deficit de fier în corpul pacientului.
4. Pentru impregnarea produselor din lemn, sub formă de sare Mohr protejează împotriva proceselor de degradare.

Există și alte domenii în care este utilizată substanța. Numele său este numit dupa chimist german, descoperit pentru prima data proprietatile expuse.

Substanțe cu un grad de oxidare a fierului (III)

Proprietățile compușilor de fier în care prezintă un grad de oxidare +3, sunt oarecum diferite de cele considerate mai sus. Astfel, natura oxidul corespunzător și hidroxidul nu sunt de bază și amfoteri exprimate. Să ne descrie substanțele de bază.

1. oxid de fier (III). Pulbere cu granulație fină, de culoare brun-roșcat. Cele insolubile în apă, prezintă proprietăți slab acide mai amfoter. Formula: Fe ₂ O _3.
2. hidroxid de fier (III). O substanță care precipită în timpul acțiunii alcaliilor la sărurile de fier corespunzătoare. Natura amfoteric sa pronunțat, de culoare maro-maro. Formula: Fe (OH) _3.
3. Sărurile care includ cation Fe ^3+. O astfel de pluralitate alocată, cu excepția carbonatului, așa cum se produce hidroliză și produce dioxid de carbon. Exemple de unele săruri cu formula: Fe (NO _{3) 3,} Fe ₂ (SO _{4) 3, FeCl3,} febr _3, și altele.

Printre exemplele din punct de vedere practic este important cristalin , cum ar fi _{FeCl3 *} 6H ₂ O, sau hexahidrat de clorură ferică (III). Este folosit în medicină pentru a opri sângerarea și reaprovizionarea ionilor de fier în organism, în caz de anemie.

sulfat de fier nonahidrat (III) este utilizat pentru purificarea apei potabile, comporta ca un coagulant.

compuși de fier (VI)

compuși chimici Formula de fier, în cazul în care se manifestă o anumită stare de oxidare +6, poate fi scrisă astfel:

• K ₂ FeO _4;
• Na ₂ FeO _4;
• MgFeO ₄ și altele.

Toate au un nume comun - ferrates - și au proprietăți similare (agenți reducători puternici). acestea sunt, de asemenea, posibilitatea de a dezinfecta și să aibă un efect bactericid. Acest lucru permite utilizarea lor pentru tratarea apei potabile la scară industrială.

compuși complecși

Foarte important în chimia analitică, și nu numai că sunt substanțe speciale. O astfel de formă încât în soluții apoase de sare. Acest compus complex de fier. Cele mai populare și bine studiat dintre acestea sunt următoarele.

1. Hexacianoferat (II) de potasiu K ₄ [Fe (CN) _6]. Un alt nume pentru conexiune - sare de sânge galben. Este utilizat pentru determinarea calitativă a ionilor de fier în soluție Fe ^3+. Ca rezultat al soluției devine frumoasă culoare albastru strălucitor s- au format de un alt complex - albastru de Prusia KFE ³⁺ [Fe ²⁺ (CN) _6]. Din cele mai vechi timpuri folosit ca un colorant pentru pânză.
2. Hexacianoferat (III) de potasiu K ₃ [Fe (CN) _6]. Un alt nume - sare roșii din sânge. Folosit ca o calitate ioni de fier reactiv determinarea Fe ^2+. Rezultatul este un precipitat albastru cu albastru nume turnbuleva. Acesta a fost, de asemenea, utilizat ca un colorant pentru tesatura.

Fierul este o parte a substanțelor organice

Fier și compușii săi sunt, după cum am văzut, sunt de o mare importanță practică în viața economică a persoanei. Cu toate acestea, în plus, rolul său biologic în organism nu este mai mare, dimpotrivă.

Există un foarte important compus organic, o proteină, care include elementul activ. Aceasta hemoglobina. Este datorită lui întâmplă transportul oxigenului și a făcut uniform și în timp util schimbul de gaze. Prin urmare, rolul de fier în procesele vitale - respirație - este imens.

Doar în interiorul corpului uman contine aproximativ 4 grame de fier, care trebuie completat în mod constant prin alimentele consumate.