To nije svojstvo gvožđa. Iron

24.11.202227.05.2017

Gvožđe je metal srednje hemijske aktivnosti. Sastav je mnogih minerala: magnetita, hematita, limonita, siderita, pirita.

Uzorak limonita

Hemijska i fizička svojstva željeza

U normalnim uslovima iu svom čistom obliku, gvožđe je srebrno-siva čvrsta materija sa jarkim metalnim sjajem. Gvožđe je dobar električni i toplotni provodnik. To se može osjetiti dodirivanjem željeznog predmeta u hladnoj prostoriji. Pošto metal brzo provodi toplotu, on oduzima većinu toplote sa ljudske kože u kratkom vremenskom periodu, pa se hladnoća oseća kada se dodirne.

čisto gvožđe

Tačka topljenja gvožđa je 1538 °C, tačka ključanja je 2862 °C. Karakteristična svojstva gvožđa su dobra duktilnost i topljivost.

Reaguje sa jednostavnim supstancama: kiseonikom, halogenima (brom, jod, fluor,), fosforom, sumporom. Kada se željezo sagorijeva, nastaju metalni oksidi. U zavisnosti od uslova reakcije i proporcija između dva učesnika, oksidi gvožđa mogu da variraju. Jednačine reakcije:

2Fe + O₂ = 2FeO;

4Fe + 3O₂ = 2Fe₂O₃;

3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄.

Ove reakcije se odvijaju na visokim temperaturama. naučit ćete koji se eksperimenti za proučavanje svojstava željeza mogu izvesti kod kuće.

Reakcija gvožđa sa kiseonikom

Za reakciju željeza s kisikom potrebno je predgrijavanje. Gvožđe gori blistavim plamenom, raspršujući - užarene čestice gvozdenog kamenca Fe₃O₄. Ista reakcija gvožđa i kiseonika dešava se i u vazduhu, kada se on jako zagreje trenjem tokom mehaničke obrade.

Kada se željezo sagorijeva u kisiku (ili u zraku), formira se željezni kamenac. Jednačina reakcije:

3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄

3Fe + 2O₂ = FeO Fe₂O₃.

Oksid željeza je spoj u kojem željezo ima različite vrijednosti valencije.

Proizvodnja željeznih oksida

Oksidi željeza su produkti interakcije željeza s kisikom. Najpoznatiji od njih su FeO, Fe₂O₃ i Fe₃O₄.

Gvožđe oksid (III) Fe₂O₃ je narandžasto-crveni prah koji nastaje tokom oksidacije gvožđa u vazduhu.

Supstanca nastaje razgradnjom soli željeza u zraku na visokoj temperaturi. Malo željeznog (III) sulfata se sipa u porculanski lončić, a zatim se kalcinira na vatri plinskog plamenika. Nakon termičke razgradnje, željezni sulfat će se razgraditi na sumporov oksid i željezni oksid.

Gvožđe oksid (II, III) Fe₃O₄ nastaje sagorevanjem gvožđa u prahu u kiseoniku ili u vazduhu. Da bi se dobio oksid, malo finog željeznog praha pomiješanog s natrijevim ili kalijevim nitratom se sipa u porculanski lončić. Smjesa se pali plinskim gorionikom. Kada se zagriju, kalijev i natrijev nitrat se razgrađuju uz oslobađanje kisika. Gvožđe u kiseoniku sagoreva da bi se formirao oksid Fe₃O₄. Nakon završetka sagorijevanja, nastali oksid ostaje na dnu porculanske čaše u obliku željezne ljuske.

Pažnja! Ne pokušavajte sami ponoviti ove eksperimente!

Gvožđe(II) oksid FeO je crni prah koji nastaje razgradnjom željeznog oksalata u inertnoj atmosferi.

Oznaka - Fe (gvožđe);
Period - IV;
Grupa - 8 (VIII);
Atomska masa - 55.845;
Atomski broj - 26;
Radijus atoma = 126 pm;
Kovalentni radijus = 117 pm;
Raspodjela elektrona - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 ;
t topljenja = 1535°C;
tačka ključanja = 2750°C;
Elektronegativnost (prema Paulingu / prema Alpredu i Rochovu) = 1,83 / 1,64;
Oksidacijsko stanje: +8, +6, +4, +3, +2, +1, 0;
Gustina (n.a.) \u003d 7,874 g / cm 3;
Molarni volumen = 7,1 cm 3 / mol.

Jedinjenja gvožđa:

Gvožđe je najzastupljeniji metal u Zemljinoj kori (5,1% mase) nakon aluminijuma.

Na Zemlji se gvožđe u slobodnom stanju nalazi u malim količinama u obliku grumenova, kao i u palim meteoritima.

Industrijski, željezo se kopa na nalazištima željezne rude, od minerala koji sadrže željezo: magnetne, crvene, smeđe željezne rude.

Treba reći da je željezo dio mnogih prirodnih minerala, što uzrokuje njihovu prirodnu boju. Boja minerala zavisi od koncentracije i odnosa iona gvožđa Fe 2+/Fe 3+, kao i od atoma koji okružuju te ione. Na primjer, prisustvo nečistoća iona željeza utječe na boju mnogih dragog i poludragog kamenja: topaza (od blijedožute do crvene), safira (od plave do tamnoplave), akvamarina (od svijetloplave do zelenkasto plave) i tako dalje.

Gvožđe se nalazi u tkivima životinja i biljaka, na primjer, oko 5 g željeza je prisutno u tijelu odrasle osobe. Gvožđe je vitalni element, deo je proteina hemoglobina, učestvuje u transportu kiseonika iz pluća do tkiva i ćelija. Sa nedostatkom gvožđa u ljudskom organizmu, razvija se anemija (anemija zbog nedostatka gvožđa).

Rice. Struktura atoma gvožđa.

Elektronska konfiguracija atoma željeza je 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 (vidi Elektronska struktura atoma). U formiranju hemijskih veza sa drugim elementima mogu učestvovati 2 elektrona koja se nalaze na spoljašnjem 4s nivou + 6 elektrona 3d podnivoa (ukupno 8 elektrona), tako da u jedinjenjima gvožđe može poprimiti oksidaciona stanja +8, +6, +4, +3, +2, +1, (najčešći su +3, +2). Gvožđe ima prosečnu hemijsku aktivnost.

Rice. Oksidacija gvožđa: +2, +3.

Fizička svojstva gvožđa:

srebrno-bijeli metal;
u svom čistom obliku prilično je mekan i plastičan;
ima dobru toplotnu i električnu provodljivost.

Gvožđe postoji u obliku četiri modifikacije (razlikuju se po strukturi kristalne rešetke): α-gvožđe; β-gvožđe; γ-gvožđe; δ-gvožđe.

Hemijska svojstva gvožđa

reagira s kisikom, ovisno o temperaturi i koncentraciji kisika, mogu nastati različiti produkti ili mješavina produkata oksidacije željeza (FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4):
3Fe + 2O 2 \u003d Fe 3 O 4;
oksidacija gvožđa na niskim temperaturama:
4Fe + 3O 2 \u003d 2Fe 2 O 3;
reaguje sa vodenom parom:
3Fe + 4H 2 O \u003d Fe 3 O 4 + 4H 2;
fino usitnjeno željezo reagira kada se zagrije sa sumporom i hlorom (gvozdeni sulfid i hlorid):
Fe + S = FeS; 2Fe + 3Cl 2 \u003d 2FeCl 3;
reagira sa silicijumom, ugljikom, fosforom na visokim temperaturama:
3Fe + C = Fe 3 C;
sa drugim metalima i sa nemetalima, gvožđe može formirati legure;
željezo istiskuje manje aktivne metale iz njihovih soli:
Fe + CuCl 2 = FeCl 2 + Cu;
s razrijeđenim kiselinama, željezo djeluje kao redukcijsko sredstvo, formirajući soli:
Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2;
sa razblaženom azotnom kiselinom, gvožđe formira različite produkte redukcije kiseline, u zavisnosti od njegove koncentracije (N 2, N 2 O, NO 2).

Dobijanje i upotreba gvožđa

Dobija se industrijsko željezo topljenje livenog gvožđa i čelika.

Liveno gvožđe je legura gvožđa sa primesama silicijuma, mangana, sumpora, fosfora, ugljenika. Sadržaj ugljika u livenom gvožđu prelazi 2% (u čeliku manje od 2%).

Čisto gvožđe se dobija:

u pretvaračima kisika od lijevanog željeza;
redukcija željeznih oksida vodonikom i dvovalentnim ugljičnim monoksidom;
elektroliza odgovarajućih soli.

Liveno željezo se dobiva iz željeznih ruda redukcijom željeznih oksida. Sirovo gvožđe se topi u visokim pećima. Koks se koristi kao izvor toplote u visokoj peći.

Visoka peć je vrlo složena tehnička konstrukcija visoka nekoliko desetina metara. Položen je od vatrostalnih opeka i zaštićen vanjskim čeličnim kućištem. Od 2013. godine najveću visoku peć je u Južnoj Koreji izgradila čeličana POSCO u metalurškoj fabrici u gradu Kwangyang (zapremina peći nakon modernizacije bila je 6.000 kubnih metara sa godišnjim kapacitetom od 5.700.000 tona).

Rice. Visoka peć.

Proces topljenja gvožđa u visokoj peći traje neprekidno nekoliko decenija, sve dok peć ne dođe do kraja životnog veka.

Rice. Proces topljenja gvožđa u visokoj peći.

obogaćene rude (magnetna, crvena, smeđa željezna ruda) i koks se sipaju kroz vrh koji se nalazi na samom vrhu visoke peći;
procesi oporavka željeza iz rude pod djelovanjem ugljičnog monoksida (II) odvijaju se u srednjem dijelu visoke peći (šaht) na temperaturi od 450-1100°C (oksidi željeza se redukuju u metal):
- 450-500°C - 3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2;
- 600°C - Fe 3 O 4 + CO = 3FeO + CO 2;
- 800°C - FeO + CO = Fe + CO 2 ;
- dio željeznog oksida reducira se koksom: FeO + C = Fe + CO.
paralelno se odvija proces redukcije oksida silicijuma i mangana (uključenih u željeznu rudu u obliku nečistoća), silicijum i mangan su dio sirovog željeza za topljenje:
- SiO 2 + 2C \u003d Si + 2CO;
- Mn 2 O 3 + 3C \u003d 2Mn + 3CO.
prilikom termičke razgradnje krečnjaka (unesenog u visoku peć) nastaje kalcijum oksid koji reaguje sa oksidima silicija i aluminijuma sadržanim u rudi:
- CaCO 3 \u003d CaO + CO 2;
- CaO + SiO 2 \u003d CaSiO 3;
- CaO + Al 2 O 3 \u003d Ca (AlO 2) 2.
na 1100°C proces redukcije gvožđa se zaustavlja;
ispod okna nalazi se parna soba, najširi dio visoke peći, ispod kojeg se nalazi rame, u kojem izgara koks i nastaju tekući proizvodi topljenja - liveno željezo i šljaka, koji se nakupljaju na samom dnu peći. - ognjište;
u gornjem dijelu ložišta na temperaturi od 1500°C dolazi do intenzivnog sagorijevanja koksa u mlazu uduvanog zraka: C + O 2 = CO 2 ;
prolazeći kroz vrući koks, ugljični monoksid (IV) se pretvara u ugljični monoksid (II), koji je redukcijski agens željeza (vidi gore): CO 2 + C \u003d 2CO;
šljake nastale od kalcijevih silikata i aluminosilikata nalaze se iznad lijevanog željeza, štiteći ga od djelovanja kisika;
kroz posebne otvore koji se nalaze na različitim nivoima ognjišta, lijevano željezo i šljaka izlaze van;
Većina sirovog gvožđa ide u dalju preradu - topljenje čelika.

Čelik se topi od livenog gvožđa i starog metala konverterskom metodom (polje je već zastarelo, iako se još koristi) ili električnim topljenjem (u električnim pećima, indukcijskim pećima). Suština procesa (prerada željeza) je smanjenje koncentracije ugljika i drugih nečistoća oksidacijom kisikom.

Kao što je već spomenuto, koncentracija ugljika u čeliku ne prelazi 2%. Zbog toga se čelik, za razliku od lijevanog željeza, prilično lako kovati i valjati, što omogućava proizvodnju različitih proizvoda od njega visoke tvrdoće i čvrstoće.

Tvrdoća čelika ovisi o sadržaju ugljika (što je više ugljika, to je čelik tvrđi) u određenom tipu čelika i uvjetima toplinske obrade. Tokom kaljenja (sporo hlađenje), čelik postaje mekan; kada se gasi (brzo ohladi), čelik postaje vrlo tvrd.

Da bi čeliku dali željena specifična svojstva, dodaju mu se legirajući aditivi: hrom, nikal, silicijum, molibden, vanadijum, mangan i tako dalje.

Liveno gvožđe i čelik su najvažniji konstruktivni materijali u velikoj većini sektora nacionalne privrede.

Biološka uloga gvožđa:

tijelo odrasle osobe sadrži oko 5 g željeza;
gvožđe igra važnu ulogu u radu hematopoetskih organa;
gvožđe je deo mnogih kompleksnih proteinskih kompleksa (hemoglobin, mioglobin, razni enzimi).

Ciljevi lekcije:

da formiraju predstavu o fizičkim i hemijskim svojstvima željeza, ovisno o stupnju oksidacije koju pokazuje i prirodi oksidacijskog sredstva;
razvijati teorijsko mišljenje učenika i njihovu sposobnost predviđanja svojstava materije, na osnovu poznavanja njene strukture;
razviti konceptualno razmišljanje o operacijama kao što su analiza, poređenje, generalizacija, sistematizacija;
razvijaju takve kvalitete mišljenja kao što su objektivnost, sažetost i jasnoća, samokontrola i aktivnost.

Ciljevi lekcije:

ažurirati znanja učenika na temu: „Struktura atoma“;
organizirati kolektivni rad učenika od postavljanja zadatka učenja do konačnog rezultata (sastaviti referentni dijagram za čas);
rezimirati materijal na temu: “Metali” i razmotriti svojstva željeza i njegovu primjenu;
organizovati samostalan istraživački rad u parovima za proučavanje hemijskih svojstava gvožđa;
organizovati međusobnu kontrolu učenika u učionici.

Vrsta lekcije: učenje novog gradiva.

Reagensi i oprema:

gvožđe (prašak, tanjir, spajalica),
sumpor,
hlorovodonična kiselina,
bakar(II) sulfat,
kristalna rešetka gvožđa,
posteri igara,
magnet,
izbor ilustracija na tu temu,
epruvete,
duhovna lampa,
šibice,
kašika za sagorevanje zapaljivih materija,
geografske karte.

Struktura lekcije

Uvodni dio.
Učenje novog gradiva.
Poruka za domaći zadatak.
Konsolidacija proučenog materijala.

Tokom nastave

1. Uvod

Organiziranje vremena.

Provjeravam studente.

Tema lekcije. Zapišite temu na tabli iu učeničkim sveskama.

2. Učenje novog gradiva

Šta mislite koja će biti tema naše današnje lekcije?

1. Pojava gvožđa u ljudskoj civilizaciji označio je početak gvozdenog doba.

Odakle su stari ljudi nabavljali željezo u vrijeme kada još nisu znali kako ga izvući iz rude? Gvožđe, u prevodu sa sumerskog jezika, je metal „spušten s neba, nebeski“. Prvo gvožđe sa kojim se čovečanstvo susrelo bilo je gvožđe iz meteorita. On je prvi put dokazao da „gvozdeno kamenje pada sa neba“, 1775. godine ruski naučnik P.S. Palace, koji je u Sankt Peterburg donio blok prirodnog željeznog meteorita težine 600 kg. Najveći željezni meteorit je meteorit “Goba”, pronađen 1920. godine u jugozapadnoj Africi, težak oko 60 tona Podsjetimo se Tutankamonove grobnice: zlato, zlato. Veličanstveni rad oduševljava, sjaj zasljepljuje oči. Ali evo šta piše K. Kerram u knjizi “Bogovi, grobnice, učenjaci” o maloj gvozdenoj amajliji Tutankamona: najveća vrednost sa stanovišta istorije kulture”. U grobnici faraona pronađeno je samo nekoliko gvozdenih predmeta, među njima i gvozdena amajlija boga Horusa, mali bodež sa gvozdenom oštricom i zlatnom drškom, mala gvozdena klupa „Urs“.

Naučnici sugerišu da su upravo zemlje Male Azije, u kojima su živela hetitska plemena, mesto gde se pojavila crna metalurgija. Gvožđe je u Evropu stiglo iz Male Azije još u 1. milenijumu pre nove ere; Tako je počelo gvozdeno doba u Evropi.

Čuveni damast čelik (ili damast čelik) napravljen je na istoku još u Aristotelovo vrijeme (4. vek pne). Ali tehnologija njegove proizvodnje držana je u tajnosti stoljećima.

Sanjao sam drugačiju tugu
O sivom damaskom čeliku.
Video sam čeličnu narav
Kao jedan od mladih robova
Izabrao, nahranio ga,
Tako da je meso njegove snage regrutovano.
Čeka se rok
A onda vruća oštrica
Uronjen u mišićavo meso
Izvadili su gotovu oštricu.
Jači od čelika, nisam vidio istok,
Jači od čelika i gorči od tuge.

Budući da je damast čelik čelik vrlo visoke tvrdoće i elastičnosti, proizvodi izrađeni od njega imaju sposobnost da se ne tupe kada su oštro naoštreni. Ruski metalurg P. P. otkrio je tajnu damast čelika. Anosov. Vrlo sporo je hladio vruć čelik u specijalnoj otopini tehničkog ulja zagrijanog na određenu temperaturu; tokom procesa hlađenja čelik je kovan.

(Demonstracija crteža.)

Gvožđe - srebrno sivi metal	Gvožđe - srebrno sivi metal
Ovi ekseri su napravljeni od gvožđa	Čelik se koristi u automobilskoj industriji
Čelik se koristi za izradu medicinskih instrumenata	Čelik se koristi za izradu lokomotiva
	Svi metali su podložni koroziji
Svi metali su podložni koroziji

2. Položaj željeza u PSCHEM-u.

Saznajemo položaj željeza u PSCM-u, naboj jezgra i raspodjelu elektrona u atomu.

3. Fizička svojstva gvožđa.

Koja fizička svojstva gvožđa znate?

Gvožđe je srebrno-bijeli metal sa tačkom topljenja od 1539 o C. Veoma je duktilno, stoga se lako obrađuje, kuje, valja, štanca. Gvožđe ima sposobnost magnetizacije i demagnetizacije, stoga se koristi kao jezgra elektromagneta u raznim električnim mašinama i aparatima. Može mu se dati veća čvrstoća i tvrdoća metodama termičkog i mehaničkog djelovanja, na primjer, gašenjem i valjanjem.

Postoji hemijski čisto i tehnički čisto gvožđe. Tehnički čisto željezo, u stvari, je čelik sa niskim udjelom ugljika, sadrži 0,02 -0,04% ugljika, a još manje kisika, sumpora, dušika i fosfora. Hemijski čisto gvožđe sadrži manje od 0,01% nečistoća. hemijski čisto gvožđe srebrno-siva, sjajna, po izgledu vrlo slična metalu platine. Hemijski čisto željezo je otporno na koroziju (sjetite se šta je korozija? Dokaz korozivnog nokta) i dobro je otporno na kiseline. Međutim, beznačajni udjeli nečistoća ga lišavaju ovih dragocjenih svojstava.

4. Hemijska svojstva gvožđa.

Na osnovu znanja o hemijskim svojstvima metala, šta mislite šta će biti hemijska svojstva gvožđa?

Demonstracija iskustava.

Interakcija željeza sa sumporom.

Praktičan rad.

Interakcija željeza sa hlorovodoničnom kiselinom.
Interakcija željeza sa bakar (II) sulfatom.

5. Upotreba gvožđa.

Razgovor na:

- Kako mislite, kakav je raspored gvožđa u prirodi?

Gvožđe je jedan od najčešćih elemenata u prirodi. U zemljinoj kori, njegov maseni udio je 5,1%, prema ovom pokazatelju, drugi je nakon kisika, silicija i aluminija. Mnogo gvožđa se nalazi i u nebeskim tijelima, što se utvrđuje na osnovu podataka spektralne analize. U uzorcima lunarnog tla, koje je isporučila automatska stanica "Luna", pronađeno je željezo u neoksidiranom stanju.

Rude željeza su prilično rasprostranjene na Zemlji. Imena planina na Uralu govore sama za sebe: Visoka, Magnetna, Gvozdena. Poljoprivredni hemičari pronalaze jedinjenja gvožđa u zemljištu.

U kom obliku se gvožđe pojavljuje u prirodi?

Gvožđe se nalazi u većini stena. Za dobivanje željeza koriste se željezne rude sa sadržajem željeza od 30-70% ili više. Glavne željezne rude su: magnetit - Fe 3 O 4 sadrži 72% gvožđa, nalazišta se nalaze na Južnom Uralu, Kurska magnetna anomalija; hematit - Fe 2 O 3 sadrži do 65% gvožđa, takva se nalazišta nalaze u regiji Krivoy Rog; limonit - Fe 2 O 3 * nH 2 O sadrži do 60% željeza, nalazi se nalaze na Krimu; pirit - FeS 2 sadrži oko 47% gvožđa, nalazi se nalaze na Uralu. (Rad sa konturnim kartama).

Koja je uloga gvožđa u životu ljudi i biljaka?

Biokemičari su otkrili važnu ulogu željeza u životu biljaka, životinja i ljudi. Budući da je dio izuzetno složenog organskog jedinjenja zvanog hemoglobin, željezo određuje crvenu boju ove tvari, što zauzvrat određuje boju krvi ljudi i životinja. Tijelo odrasle osobe sadrži 3 g čistog željeza, od čega je 75% dio hemoglobina. Glavna uloga hemoglobina je prijenos kisika iz pluća u tkiva, au suprotnom smjeru - CO2.

I biljkama je potrebno gvožđe. Dio je citoplazme, učestvuje u procesu fotosinteze. Biljke uzgojene na supstratu bez željeza imaju bijele listove. Mali dodatak željeza na podlogu - i oni postaju zeleni. Štoviše, vrijedi premazati bijeli list otopinom soli koja sadrži željezo, a uskoro zamazano mjesto postaje zeleno.

Dakle, iz istog razloga - prisustva gvožđa u sokovima i tkivima - listovi biljaka veselo zelene, a obrazi čoveka jarko rumene.

Otprilike 90% metala koje koristi čovječanstvo su legure na bazi željeza. U svijetu se topi mnogo željeza, oko 50 puta više od aluminija, a da ne spominjemo druge metale. Legure na bazi željeza su univerzalne, tehnološki napredne, pristupačne i jeftine. Gvožđe je odavno osnova civilizacije.

3. Objavite kućne stvari

14, pr. br. 6, 8, 9 (prema radnoj svesci za udžbenik O.S. Gabrielyana “Hemija 9”, 2003).

4. Konsolidacija proučenog gradiva

Koristeći referentni dijagram napisan na ploči, izvucite zaključak: šta je željezo i koja su njegova svojstva?
Grafički diktat (unaprijed pripremite letke sa ucrtanom ravnom linijom, podijeljene na 8 segmenata i numerisane prema pitanjima diktata. Označite kolibicom “^” na segmentu broj pozicije koja se smatra tačnim).

Opcija 1.

Gvožđe je aktivan alkalni metal.
Gvožđe se lako kuje.
Gvožđe je deo legure bronze.
Vanjski energetski nivo atoma željeza ima 2 elektrona.
Gvožđe stupa u interakciju s razrijeđenim kiselinama.
Sa halogenima stvara halogenide sa oksidacionim stanjem +2.
Gvožđe ne stupa u interakciju sa kiseonikom.
Gvožđe se može dobiti elektrolizom njegove soli.


1	2	3	4	5	6	7	8

Opcija 2.

Gvožđe je srebrno-beli metal.
Gvožđe nema sposobnost magnetizacije.
Atomi željeza pokazuju oksidirajuća svojstva.
Vanjski energetski nivo atoma željeza ima 1 elektron.
Gvožđe istiskuje bakar iz rastvora njegovih soli.
Sa halogenima stvara spojeve sa oksidacijskim stanjem +3.
Sa rastvorom sumporne kiseline formira gvožđe sulfat (III).
Gvožđe ne korodira.


1	2	3	4	5	6	7	8

Nakon obavljenog zadatka, učenici mijenjaju svoj rad i provjeravaju ga (odgovori za rad se objavljuju na tabli, ili prikazuju kroz projektor).

Kriterijumi za označavanje:

"5" - 0 grešaka,
“4” - 1-2 greške,
"3" - 3-4 greške,
"2" - 5 ili više grešaka.

Korištene knjige

Gabrielyan O.S. Hemija 9 razred. – M.: Drfa, 2001.
Gabrielyan O.S. Knjiga za nastavnika. – M.: Drfa, 2002.
Gabrielyan O.S. Hemija 9 razred. Radna sveska. – M.: Drfa, 2003.
Obrazovna industrija. Sažetak članaka. Broj 3. - M.: MGIU, 2002.
Malyshkina V. Zabavna hemija. - Sankt Peterburg, "Trigon", 2001.
Programsko-metodički materijali. Hemija 8-11 razred. – M.: Drfa, 2001.
Stepin B.D., Alikberova L.Yu. Knjiga hemije za kućno čitanje. – M.: Hemija, 1995.
Idem na čas hemije. Knjiga za nastavnika. – M.: „Prvi septembar“, 2000.

Prijave

Znaš li to?

Iron je jedan od najvažnijih elemenata života. Krv sadrži željezo, a upravo željezo određuje boju krvi, kao i njeno glavno svojstvo – sposobnost vezivanja i oslobađanja kisika. Ovu sposobnost posjeduje kompleksno jedinjenje - hem - sastavni dio molekule hemoglobina. Osim hemoglobina, željezo u našem tijelu nalazi se i u mioglobinu, proteinu koji skladišti kisik u mišićima. Postoje i enzimi koji sadrže gvožđe.

U blizini grada Delhija u Indiji nalazi se gvozdeni stub bez trunke rđe, iako je njegova starost skoro 2800 godina. Ovo je čuveni Kutub stup, visok oko sedam metara i težak 6,5 tona, a natpis na stubu kaže da je podignut u 9. veku. BC e. Rđanje željeza - stvaranje željeznog metahidroksida - povezano je s njegovom interakcijom s vlagom i atmosferskim kisikom.

Međutim, ova reakcija, u nedostatku raznih nečistoća u željezu, a prvenstveno ugljika, silicija i sumpora, ne teče. Stub je napravljen od vrlo čistog metala: ispostavilo se da je željeza u koloni bilo 99,72%. To objašnjava njegovu izdržljivost i otpornost na koroziju.

Godine 1934. u "Rudarskom žurnalu" pojavio se članak "Poboljšanje željeza i čelika ... rđe u zemlji." Metoda pretvaranja željeza u čelik kroz rđanje u zemlji poznata je ljudima od davnina. Na primjer, Čerkezi na Kavkazu su zakopavali trakasto željezo u zemlju, a nakon što su ga nakon 10-15 godina iskopali, od njega su kovali svoje sablje, koje su mogle prorezati čak i cijev puške, štit i kosti neprijatelja.

Hematit

Hematit ili crvena željezna ruda - glavna ruda glavnog metala našeg vremena - gvožđa. Sadržaj gvožđa u njemu dostiže 70%. Hematit je poznat od davnina. U Babilonu i Starom Egiptu koristio se u nakitu, za izradu pečata, a uz kalcedon je služio kao omiljeni materijal kao klesani kamen. Aleksandar Veliki je imao prsten umetnut hematitom, za koji je verovao da ga čini neranjivim u borbi. U antici i srednjem vijeku, hematit je bio poznat kao lijek za zaustavljanje krvi. Prah ovog minerala se od davnina koristio za proizvode od zlata i srebra.

Ime minerala dolazi iz grčkog deta- krv, koja asocira na trešnjinu ili voštanocrvenu boju praha ovog minerala.

Važna karakteristika minerala je sposobnost da zadrži boju i prenese je na druge minerale, u koje ulazi barem mala primjesa hematita. Ružičasta boja granitnih stupova Katedrale Svetog Isaka je boja feldspata, koji su pak obojeni fino usitnjenim hematitom. Živopisni uzorci jaspisa koji se koriste u dekoraciji metro stanica glavnog grada, narandžasti i ružičasti korneli na Krimu, koraljno-crveni međuslojevi silvina i karnalita u slojevima soli - svi duguju svoju boju hematitu.

Crvena boja se odavno pravi od hematita. Sve poznate freske nastale prije 15-20 hiljada godina - divni bizon pećine Altamira i mamuti iz poznate pećine Cape - napravljene su i od smeđih oksida i od željeznih hidroksida.

Magnetit

Magnetit, ili magnetna željezna ruda - mineral koji sadrži 72% gvožđa. To je najbogatija ruda gvožđa. Izvanredna stvar ovog minerala je njegov prirodni magnetizam - svojstvo zbog kojeg je otkriven.

Prema rimskom naučniku Pliniju, magnetit je dobio ime po grčkom pastiru Magnesu. Magnes je napasao stado blizu brda iznad rijeke. Hindu u Tesaliji. Odjednom je štap sa željeznim vrhom i sandalama obloženim ekserima privukla planina sastavljena od čvrstog sivog kamena. Mineral magnetit je, zauzvrat, dao ime magnetu, magnetskom polju i cijelom tajanstvenom fenomenu magnetizma, koji je pomno proučavan od vremena Aristotela do danas.

Magnetska svojstva ovog minerala koriste se i danas, prvenstveno za traženje ležišta. Tako su otkrivena jedinstvena ležišta gvožđa na području Kurske magnetne anomalije (KMA). Mineral je težak: uzorak magnetita veličine jabuke težak je 1,5 kg.

U davna vremena, magnetit je bio obdaren svim vrstama ljekovitih svojstava i sposobnošću da čini čuda. Koristio se za vađenje metala iz rana, a Ivan Grozni je među svojim blagom, zajedno s drugim kamenjem, zadržao svoje neupadljive kristale.

Pirit je mineral sličan vatri.

Pirit - jedan od onih minerala, vidjevši koji poželiš da uzvikneš: "Je li zaista tako?" Teško je povjerovati da je najviša klasa rezanja i poliranja koja nas pogađa u umjetnim proizvodima, u kristalima pirita, velikodušan dar prirode.

Pirit je dobio ime po grčkoj riječi "pyros" - vatra, koja se povezuje s njegovim svojstvom da iskri kada ga udare čelični predmeti. Ovaj prekrasni mineral ima zlatnu boju, sjajan sjaj na gotovo uvijek čistim rubovima. Zbog svojih svojstava, pirit je poznat od davnina, a tokom epidemija zlatne groznice, pirit iskri u kvarcnoj žili okrenuo je više od jedne vruće glave. Čak i sada, ljubitelji kamena početnici često pomiješaju pirit sa zlatom.

Pirit je sveprisutan mineral: formira se od magme, od para i rastvora, pa čak i od sedimenata, svaki put u određenim oblicima i kombinacijama. Poznat je slučaj kada se tokom nekoliko decenija telo rudara koji je pao u rudnik pretvorilo u pirit. U piritu ima dosta gvožđa - 46,5%, ali ga je skupo i neisplativo vaditi.

Priča

Gvožđe kao instrumentalni materijal poznato je od davnina. Najstariji gvozdeni proizvodi pronađeni tokom arheoloških iskopavanja datiraju iz 4. milenijuma pre nove ere. e. i pripadaju staroj sumerskoj i staroegipatskoj civilizaciji. Izrađuju se od meteorskog gvožđa, odnosno legure gvožđa i nikla (sadržaj potonjeg kreće se od 5 do 30%), nakita iz egipatskih grobnica (oko 3800. godine p.n.e.) i bodeža iz sumerskog grada Ura (oko 3100 pne). e.). Očigledno, jedno od imena gvožđa na grčkom i latinskom potiče od nebeskog porekla meteorskog gvožđa: „sider“ (što znači „zvezdani“).

Proizvodi od gvožđa dobijenog topljenjem poznati su još od vremena naseljavanja arijevskih plemena iz Evrope u Aziju, ostrva Sredozemnog mora i šire (kraj 4. i 3. milenijuma pre nove ere). Najstariji poznati gvozdeni alat su čelične oštrice pronađene u zidovima Keopsove piramide u Egiptu (sagrađene oko 2530. godine pne). Kako su pokazala iskopavanja u nubijskoj pustinji, Egipćani su već tada pokušavali da odvoje iskopano zlato od teškog magnetitnog pijeska, kalcinirane rude s mekinjama i sličnih tvari koje sadrže ugljik. Kao rezultat toga, na površini taline zlata plutao je sloj gvožđa od tijesta, koji je posebno obrađen. Alati su iskovani od ovog gvožđa, uključujući i one pronađene u Keopsovoj piramidi. Međutim, nakon unuka Keopsa Menkaura (2471.-2465. p.n.e.), u Egiptu je došlo do previranja: plemstvo, predvođeno sveštenicima boga Ra, zbacilo je vladajuću dinastiju, a počeo je skok uzurpatora, koji je završio ulaskom na vlast. faraon sljedeće dinastije, Userkar, kojeg su svećenici proglasili sinom i inkarnacijom samog boga Ra (od tada je to postao službeni status faraona). Tokom ovog previranja, kulturno i tehničko znanje Egipćana je propalo i, kao što je degradirala umjetnost izgradnje piramida, izgubljena je i tehnologija proizvodnje željeza, do te mjere da je kasnije, dok su istraživali Sinajsko poluostrvo u potrazi za rude bakra, Egipćani nisu obraćali pažnju na tamošnja nalazišta željezne rude, već su željezo dobijali od susjednih Hetita i Mitanijana.

Prvi je savladao proizvodnju željeza Hatt, na to ukazuje najstariji (2. milenijum prije Krista) spominjanje željeza u tekstovima Hetita, koji su osnovali svoje carstvo na teritoriji Hata (moderna Anadolija u Turskoj). Dakle, u tekstu hetitskog kralja Anita (oko 1800. pne) stoji:

Kada sam išao u pohod na grad Puruskhandu, došao mi je jedan čovjek iz grada Puruskhanda da mi se pokloni (...?) i poklonio mi je 1 gvozdeni tron i 1 gvozdeno žezlo (?) u znak poniznosti (?) ...

(izvor: Giorgadze G. G.// Bilten antičke istorije. 1965. br. 4.)

U davna vremena, halibi su bili na glasu kao majstori proizvoda od željeza. Legenda o Argonautima (njihov pohod na Kolhidu dogodio se oko 50 godina prije Trojanskog rata) govori da je kralj Kolhide, Eet, dao Jasonu gvozdeni plug da ore Aresovo polje, a opisani su i njegovi podanici, haliberi. :

Ne oru zemlju, ne sade voćke, ne pasu stada na bogatim livadama; iz neobrađene zemlje vade rudu i gvožđe i menjaju hranu za njih. Dan za njih ne počinje bez napornog rada, provode u tami noći i gustom dimu, radeći po ceo dan...

Aristotel je opisao njihov način dobijanja čelika: „Kalibi su nekoliko puta isprali riječni pijesak svoje zemlje - odvojivši tako crni koncentrat (teška frakcija koja se uglavnom sastoji od magnetita i hematita) i topili ga u pećima; tako dobijeni metal imao je srebrnu boju i bio je nerđajući."

Magnetitni pijesak, koji se često nalazi duž cijele obale Crnog mora, korišten je kao sirovina za topljenje čelika: ovi magnetitni pijesci se sastoje od mješavine finih zrna magnetita, titan-magnetita ili ilmenita i fragmenata drugih stijena, tako da je čelik koji su Halibi topili bio legiran i imao izvrsna svojstva. Takav neobičan način dobivanja željeza sugerira da su Halibi željezo širili samo kao tehnološki materijal, ali njihova metoda nije mogla biti metoda za raširenu industrijsku proizvodnju željeznih proizvoda. Međutim, njihova proizvodnja poslužila je kao poticaj za daljnji razvoj metalurgije željeza.

U najdubljoj antici željezo je bilo cijenjeno više od zlata, a prema opisu Strabona, afrička plemena su davala 10 funti zlata za 1 funtu željeza, a prema studijama istoričara G. Areshyana, cijena bakra, srebro, zlato i gvožđe među starim Hetitima bilo je u omjeru 1:160:1280:6400. U to vrijeme željezo se koristilo kao metal za nakit, od njega su se izrađivali prijestoli i druge regalije kraljevske moći: npr. biblijska knjiga Ponovljeni zakon 3.11, opisana je „gvozdena postelja“ Refaimskog kralja Oga.

U Tutankamonovoj grobnici (oko 1350. godine prije Krista) pronađen je bodež napravljen od željeza u zlatnom okviru - vjerovatno poklon Hetita u diplomatske svrhe. Ali Hetiti nisu težili širokom širenju gvožđa i njegovih tehnologija, što je vidljivo i iz prepiske egipatskog faraona Tutankamona i njegovog tasta Hatusila, kralja Hetita, koja je došla do nas. Faraon traži da pošalje još gvožđa, a kralj Hetita uobičajno odgovara da su rezerve gvožđa ponestane, a kovači su zauzeti poljoprivrednim poslovima, pa ne može da ispuni zahtev kraljevskog zeta, te šalje samo jedan bodež od "dobrog gvožđa" (odnosno čelika). Kao što vidite, Hetiti su pokušali iskoristiti svoje znanje za postizanje vojnih prednosti, a drugima nisu dali priliku da ih sustignu. Očigledno su se stoga proizvodi od željeza raširili tek nakon Trojanskog rata i pada Hetita, kada je zahvaljujući trgovačkoj aktivnosti Grka mnogima postala poznata tehnologija željeza, a otkrivena su nova nalazišta i rudnici željeza. Tako je bronzano doba zamijenjeno gvozdenim.

Prema Homerovim opisima, iako je tokom Trojanskog rata (oko 1250. godine p.n.e.) oružje uglavnom bilo od bakra i bronze, gvožđe je već bilo dobro poznato i veoma traženo, mada više kao plemeniti metal. Na primjer, u 23. pjesmi Ilijade Homer kaže da je Ahilej pobjednika u nadmetanju u bacanju diska nagradio gvozdenim diskom za plač. Ahejci su kopali ovo gvožđe od Trojanaca i susednih naroda (Ilijada 7.473), uključujući i od Haliba, koji su se borili na strani Trojanaca:

„Drugi Ahejci kupovali su vino sa mnom,
One za zvonjavu bakra, za sivo gvožđe promenjene,
One za volovske kože ili volove s visokim rogovima,
Oni za njihove zarobljenike. I vesela gozba je pripremljena..."

Možda je željezo bio jedan od razloga koji je potaknuo ahejske Grke da se presele u Malu Aziju, gdje su naučili tajne njegove proizvodnje. A iskopavanja u Atini su pokazala da već oko 1100. godine p.n.e. e. a kasnije su već bili rašireni gvozdeni mačevi, koplja, sjekire, pa čak i gvozdeni ekseri. Biblijska knjiga Isusa Navina 17:16 (up. Sudije 14:4) opisuje da su Filistejci (biblijski "PILISTIM", a to su bila proto-grčka plemena srodna kasnijim Helenima, uglavnom Pelazgi) imali mnogo gvozdenih kola, tj. u ovom je željezo već postalo široko korišteno u velikim količinama.

Homer u Ilijadi i Odiseji gvožđe naziva "tvrdim metalom" i opisuje stvrdnjavanje alata:

„Brzi kovač, napravivši sjekiru ili sjekiru,
Metal u vodu, zagrijavajući je tako da se udvostruči
Imao je tvrđavu, uranja..."

Homer gvožđe naziva teškim, jer je u antičko doba glavni način dobijanja bio proces sirovog puhanja: naizmjenični slojevi željezne rude i drvenog uglja kalcinirani su u posebnim pećima (kovačke - od drevnog "rog" - rog, cijev, prvobitno je to bila samo cijev ukopana u zemlju, obično vodoravno na padini jaruge). U ognjištu se oksidi gvožđa vrelim ugljem redukuju u metal koji oduzima kiseonik, oksidujući u ugljen monoksid, a kao rezultat takvog kalcinacije rude ugljem dobija se testasto (spužvasto) gvožđe. Kritsu je očišćen od šljake kovanjem, istiskivanjem nečistoća snažnim udarcima čekića. Prva ognjišta imala su relativno nisku temperaturu - znatno nižu od tačke topljenja livenog gvožđa, pa se pokazalo da je gvožđe relativno niskougljično. Da bi se dobio jak čelik, bilo je potrebno više puta kalcinirati i kovati željeznu kricu ugljem, dok je površinski sloj metala dodatno zasićen ugljikom i kaljen. Tako se dobijalo „dobro gvožđe“ – i iako je za to bilo potrebno mnogo rada, proizvodi dobijeni na ovaj način bili su znatno jači i tvrđi od bronzanih.

U budućnosti su naučili kako da naprave efikasnije peći (na ruskom - visoka peć, domnica) za proizvodnju čelika i koristili su krzno za dovod zraka u peć. Već su Rimljani mogli temperaturu u peći dovesti do topljenja čelika (oko 1400 stepeni, a čisto gvožđe se topi na 1535 stepeni). U ovom slučaju se formira lijevano željezo s tačkom topljenja od 1100-1200 stupnjeva, koje je u čvrstom stanju vrlo krhko (čak nije podložno kovanju) i nema elastičnost čelika. Prvobitno se smatralo štetnim nusproizvodom. sirovo gvožđe, na ruskom, sirovo gvožđe, ingoti, odakle, zapravo, dolazi reč liveno gvožđe), ali se onda ispostavilo da kada se pretopi u peći sa pojačanim protokom vazduha kroz njega, liveno gvožđe se pretvara u kvalitetan čelik, kao višak ugljenik sagorijeva. Takav dvostepeni proces za proizvodnju čelika od lijevanog željeza pokazao se jednostavnijim i isplativijim od bloomery, a ovaj princip se bez mnogo promjena koristio stoljećima, ostajući do danas glavni metod za proizvodnju željeza materijala.

Bibliografija: Karl Bucks. Bogatstvo unutrašnjosti zemlje. M.: Progres, 1986, str.244, poglavlje "Gvožđe"

porijeklo imena

Postoji nekoliko verzija porijekla slovenske riječi "gvožđe" (beloruski zhalez, ukrajinski zalizo, staroslovenski. gvožđe, bulg. gvožđe, Serbohorv. zhezo, poljski. Zelazo, češki železo, slovenski zelezo).

Jedna od etimologija povezuje Praslav. *ZelEzo sa grčkom rečju χαλκός , što je značilo željezo i bakar, prema drugoj verziji *ZelEzo srodno rečima *zely"kornjača" i *oko"kamen", sa opštim semom "kamen". Treća verzija sugerira drevnu pozajmicu iz nepoznatog jezika.

Germanski jezici su posudili naziv željezo (gotski. eisarn, engleski gvožđe, Njemački Eisen, netherl. ijzer, dat. jern, švedski jarn) iz Celtika.

Prakeltska riječ *isarno-(> OE iarn, OE Bret hoiarn), vjerovatno seže u proto-IE. *h 1 esh 2 r-no- "krvavo" sa semantičkim razvojem "krvavo" > "crveno" > "gvozdeno". Prema drugoj hipotezi, ova riječ seže u pra-tj. *(H)ish 2ro- "snažan, svet, koji poseduje natprirodnu moć".

starogrčka reč σίδηρος , možda su posuđene iz istog izvora kao i slavenske, germanske i baltičke riječi za srebro.

Naziv prirodnog željeznog karbonata (siderit) dolazi od lat. sidereus- zvjezdani; zaista, prvo gvožđe koje je palo u ruke ljudi bilo je meteorskog porekla. Možda ova koincidencija nije slučajna. Konkretno, starogrčka riječ sideros (σίδηρος) za gvožđe i latinicu sidus, što znači "zvijezda", vjerovatno imaju zajedničko porijeklo.

izotopi

Prirodno gvožđe se sastoji od četiri stabilna izotopa: 54 Fe (izotopska zastupljenost 5,845%), 56 Fe (91,754%), 57 Fe (2,119%) i 58 Fe (0,282%). Poznato je i više od 20 nestabilnih izotopa gvožđa sa masenim brojevima od 45 do 72, od kojih su najstabilniji 60 Fe (vreme poluraspada prema podacima ažuriranim 2009. je 2,6 miliona godina), 55 Fe (2,737 godina), 59 Fe (44.495 dana) i 52 Fe (8.275 sati); preostali izotopi imaju poluživot kraći od 10 minuta.

Izotop željeza 56 Fe spada među najstabilnije jezgre: svi sljedeći elementi mogu raspadom smanjiti energiju vezivanja po nukleonu, a svi prethodni elementi, u principu, mogu smanjiti energiju vezivanja po nukleonu zbog fuzije. Vjeruje se da se niz sinteza elemenata u jezgri normalnih zvijezda završava željezom (vidi Gvozdena zvijezda), a svi sljedeći elementi mogu nastati samo kao rezultat eksplozija supernove.

Geohemija gvožđa

Hidrotermalni izvor sa željeznom vodom. Oksidi željeza pretvaraju vodu u smeđu boju

Gvožđe je jedan od najčešćih elemenata u Sunčevom sistemu, posebno na zemaljskim planetama, posebno na Zemlji. Značajan dio željeza zemaljskih planeta nalazi se u jezgri planeta, gdje se procjenjuje da je njegov sadržaj oko 90%. Sadržaj gvožđa u zemljinoj kori iznosi 5%, au plaštu oko 12%. Od metala, gvožđe je drugo posle aluminijuma po zastupljenosti u kori. Istovremeno, oko 86% ukupnog gvožđa nalazi se u jezgru, a 14% u plaštu. Sadržaj željeza značajno raste u magmatskim stijenama osnovnog sastava, gdje je povezano sa piroksenom, amfibolom, olivinom i biotitom. U industrijskim koncentracijama, gvožđe se akumulira tokom gotovo svih egzogenih i endogenih procesa koji se odvijaju u zemljinoj kori. U morskoj vodi željezo se nalazi u vrlo malim količinama od 0,002-0,02 mg/l. U riječnoj vodi je nešto veća - 2 mg / l.

Geohemijska svojstva gvožđa

Najvažnija geohemijska karakteristika gvožđa je prisustvo nekoliko oksidacionih stanja. Gvožđe u neutralnom obliku - metalno - čini jezgro Zemlje, moguće prisutno u omotaču i vrlo retko se nalazi u zemljinoj kori. Gvozdeno gvožđe FeO je glavni oblik gvožđa u omotaču i zemljinoj kori. Oksid željeza Fe 2 O 3 karakterističan je za najgornje, najviše oksidirane dijelove zemljine kore, posebno za sedimentne stijene.

U pogledu kristalno-hemijskih svojstava, jon Fe 2+ je blizak ionima Mg 2+ i Ca 2+, drugim glavnim elementima koji čine značajan dio svih kopnenih stijena. Zbog njihove kristalno-hemijske sličnosti, gvožđe zamenjuje magnezijum i, delimično, kalcijum u mnogim silikatima. Sadržaj gvožđa u mineralima promenljivog sastava obično raste sa smanjenjem temperature.

minerali gvožđa

Poznat je veliki broj ruda i minerala koji sadrže željezo. Od najveće praktične važnosti su ruda crvenog željeza (hematit, Fe 2 O 3; sadrži do 70% Fe), magnetna željezna ruda (magnetit, FeFe 2 O 4, Fe 3 O 4; sadrži 72,4% Fe), ruda smeđeg željeza ili limonit (getit i hidrogoetit, FeOOH i FeOOH nH 2 O, respektivno). Getit i hidrogoetit se najčešće nalaze u korama koje se izvode, formirajući takozvane "gvozdene kape", čija debljina doseže nekoliko stotina metara. Mogu biti i sedimentnog porijekla, ispadati iz koloidnih otopina u jezerima ili priobalnim područjima mora. U tom slučaju nastaju oolitske, ili mahunarke, željezne rude. U njima se često nalazi vivijanit Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O, formirajući crne izdužene kristale i radijalno blistave agregate.

U prirodi su rasprostranjeni i željezni sulfidi - pirit FeS 2 (sumpor ili željezni pirit) i pirotit. Nisu željezna ruda - pirit se koristi za proizvodnju sumporne kiseline, a pirotin često sadrži nikal i kobalt.

Po rezervama željezne rude Rusija je na prvom mjestu u svijetu. Sadržaj željeza u morskoj vodi je 1·10 −5 -1·10 −8%.

Ostali uobičajeni minerali gvožđa su:

Siderit - FeCO 3 - sadrži približno 35% gvožđa. Ima žućkasto-bijelu (sa sivom ili smeđom nijansom u slučaju kontaminacije) boju. Gustina je 3 g/cm³, a tvrdoća 3,5-4,5 po Mohsovoj skali.
Markazit - FeS 2 - sadrži 46,6% gvožđa. Javlja se u obliku žutih, poput mesinga, bipiramidalnih rombičnih kristala gustine 4,6-4,9 g/cm³ i tvrdoće 5-6 po Mohsovoj skali.
Lolingit - FeAs 2 - sadrži 27,2% željeza i javlja se u obliku srebrno-bijelih bipiramidalnih rombičnih kristala. Gustina je 7-7,4 g/cm³, tvrdoća je 5-5,5 po Mohsovoj skali.
Mispikel - FeAsS - sadrži 34,3% gvožđa. Javlja se u obliku bijelih monoklinskih prizmi gustoće 5,6-6,2 g/cm³ i tvrdoće 5,5-6 po Mohsovoj skali.
Melanterit - FeSO 4 7H 2 O - je rjeđi u prirodi i predstavlja zeleni (ili siv zbog nečistoća) monoklinski kristal staklastog sjaja, lomljiv. Gustina je 1,8-1,9 g / cm³.
Vivijanit - Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O - javlja se u obliku plavo-sivih ili zeleno-sivih monoklinskih kristala sa gustinom od 2,95 g/cm³ i tvrdoćom 1,5-2 po Mohsovoj skali.

Pored navedenih minerala gvožđa, postoje npr.

Glavni depoziti

Prema Geološkom zavodu SAD (procjena iz 2011.), svjetske dokazane rezerve željezne rude iznose oko 178 milijardi tona. Glavna nalazišta gvožđa su u Brazilu (1. mesto), Australiji, SAD, Kanadi, Švedskoj, Venecueli, Liberiji, Ukrajini, Francuskoj, Indiji. U Rusiji se gvožđe kopa u Kurskoj magnetnoj anomaliji (KMA), na poluostrvu Kola, u Kareliji i Sibiru. U posljednje vrijeme značajnu ulogu dobijaju dno oceanskih naslaga u kojima se željezo, zajedno sa manganom i drugim vrijednim metalima, nalazi u nodulama.

Potvrda

U industriji se željezo dobiva iz željezne rude, uglavnom iz hematita (Fe 2 O 3) i magnetita (FeO Fe 2 O 3).

Postoje različiti načini za izdvajanje željeza iz ruda. Najčešći je domenski proces.

Prva faza proizvodnje je redukcija gvožđa ugljenikom u visokoj peći na temperaturi od 2000°C. U visokoj peći, ugljenik u obliku koksa, željezna ruda u obliku sintera ili peleta, i fluks (kao što je krečnjak) se unose odozgo i susreću se sa strujom ubrizganog vrućeg zraka odozdo.

U peći se ugljenik u obliku koksa oksidira u ugljični monoksid. Ovaj oksid nastaje tokom sagorevanja u nedostatku kiseonika:

Zauzvrat, ugljični monoksid vraća željezo iz rude. Da bi ova reakcija išla brže, zagrijani ugljični monoksid se propušta kroz željezov (III) oksid:

Kalcijum oksid se spaja sa silicijum dioksidom, formirajući trosku - kalcijum metasilikat:

Šljaka se, za razliku od silicijum dioksida, topi u peći. Lakša od željeza, šljaka pluta na površini - ovo svojstvo vam omogućava da odvojite šljaku od metala. Zgura se zatim može koristiti u građevinarstvu i poljoprivredi. Talina željeza dobivena u visokoj peći sadrži dosta ugljika (lijevano željezo). Osim u takvim slučajevima, kada se liveno gvožđe koristi direktno, zahteva dalju obradu.

Višak ugljenika i druge nečistoće (sumpor, fosfor) uklanjaju se iz livenog gvožđa oksidacijom u otvorenim pećima ili u konvertorima. Električne peći se također koriste za topljenje legiranih čelika.

Pored procesa visoke peći, uobičajen je i proces direktne proizvodnje željeza. U ovom slučaju, prethodno zdrobljena ruda se miješa sa posebnom glinom kako bi se formirale pelete. Peleti se prže i obrađuju u osovinskoj peći vrućim proizvodima za konverziju metana koji sadrže vodik. Vodik lako smanjuje željezo:

dok nema kontaminacije gvožđa nečistoćama kao što su sumpor i fosfor, koji su uobičajene nečistoće u uglju. Gvožđe se dobija u čvrstom obliku, a zatim se topi u električnim pećima.

Hemijski čisto gvožđe se dobija elektrolizom rastvora njegovih soli.

Fizička svojstva

Fenomen polimorfizma je izuzetno važan za metalurgiju čelika. Zahvaljujući α-γ prijelazima kristalne rešetke dolazi do toplinske obrade čelika. Bez ovog fenomena, željezo kao osnova čelika ne bi dobilo tako široku upotrebu.

Gvožđe je umereno vatrostalan metal. U nizu standardnih elektrodnih potencijala, željezo stoji ispred vodonika i lako reagira s razrijeđenim kiselinama. Dakle, željezo spada u metale srednje aktivnosti.

Tačka topljenja gvožđa je 1539 °C, tačka ključanja je 2862 °C.

Hemijska svojstva

Karakteristična oksidaciona stanja

Kiselina ne postoji u svom slobodnom obliku - dobivene su samo njene soli.

Za gvožđe, oksidaciona stanja gvožđa su karakteristična - +2 i +3.

Oksidacijsko stanje +2 odgovara crnom oksidu FeO i zelenom hidroksidu Fe(OH) 2 . Oni su osnovni. U solima je Fe(+2) prisutan kao kation. Fe(+2) je slab redukcioni agens.

+3 oksidaciona stanja odgovaraju crveno-smeđim Fe 2 O 3 oksidu i smeđom Fe(OH) 3 hidroksidu. Oni su amfoterne prirode, iako su njihova kisela i bazična svojstva slabo izražena. Tako se ioni Fe 3+ potpuno hidroliziraju čak i u kiseloj sredini. Fe (OH) 3 se rastvara (i tada ne u potpunosti), samo u koncentriranim alkalijama. Fe 2 O 3 reaguje sa alkalijama samo kada je fuzionisan, dajući ferite (formalne soli kiseline koje ne postoje u slobodnom obliku kiseline HFeO 2):

Gvožđe (+3) najčešće ispoljava slaba oksidaciona svojstva.

Stanja oksidacije +2 i +3 lako prelaze između sebe kada se redoks uslovi promene.

Osim toga, postoji Fe 3 O 4 oksid, formalno stanje oksidacije željeza u kojem je +8/3. Međutim, ovaj oksid se može smatrati i željeznim (II) feritom Fe +2 (Fe +3 O 2) 2 .

Postoji i oksidaciono stanje od +6. Odgovarajući oksid i hidroksid ne postoje u slobodnom obliku, ali su dobijene soli - ferati (na primjer, K 2 FeO 4). Gvožđe (+6) je u njima u obliku anjona. Ferati su jaki oksidanti.

Svojstva jednostavne supstance

Kada se čuva na zraku na temperaturama do 200°C, željezo se postepeno prekriva gustim filmom oksida, koji sprječava daljnju oksidaciju metala. U vlažnom zraku, željezo je prekriveno labavim slojem rđe, koji ne sprječava pristup kisika i vlage metalu i njegovo uništavanje. Rđa nema stalan hemijski sastav; otprilike njena hemijska formula se može napisati kao Fe 2 O 3 xH 2 O.

Jedinjenja gvožđa(II).

Oksid željeza (II) FeO ima osnovna svojstva, odgovara bazi Fe (OH) 2. Soli gvožđa (II) imaju svetlo zelenu boju. Kada se čuvaju, posebno na vlažnom zraku, postaju smeđi zbog oksidacije u željezo (III). Isti proces se dešava i prilikom skladištenja vodenih rastvora soli gvožđa(II):

Od soli gvožđa (II) u vodenim rastvorima stabilna je Mohrova so - dvostruki amonijum i gvožđe (II) sulfat (NH 4) 2 Fe (SO 4) 2 6H 2 O.

Kalijum heksacijanoferat (III) K 3 (crvena krvna so) može poslužiti kao reagens za Fe 2+ jone u rastvoru. Kada Fe 2+ i 3− joni interaguju, turnbull blue precipitira:

Za kvantitativno određivanje gvožđa (II) u rastvoru koristi se fenantrolin Phen, koji sa gvožđem (II) formira crveni FePhen 3 kompleks (maksimum apsorpcije svetlosti - 520 nm) u širokom pH opsegu (4-9).

Jedinjenja gvožđa(III).

Jedinjenja željeza(III) u otopinama reduciraju se metalnim željezom:

Gvožđe (III) je u stanju da formira dvostruke sulfate sa jednonabijenim kationima tipa stipse, na primer, KFe (SO 4) 2 - kalijum gvožđe alum, (NH 4) Fe (SO 4) 2 - gvožđe amonijum alum, itd.

Za kvalitativnu detekciju jedinjenja gvožđa(III) u rastvoru koristi se kvalitativna reakcija jona Fe 3+ sa tiocijanat ionima SCN −. Kada ioni Fe 3+ stupe u interakciju sa SCN − anjonima, nastaje mješavina svijetlocrvenih kompleksa željeznih tiocijanatnih 2+ , + , Fe(SCN) 3 , -. Sastav smeše (a samim tim i intenzitet njene boje) zavisi od različitih faktora, tako da ova metoda nije primenljiva za precizno kvalitativno određivanje gvožđa.

Još jedan visokokvalitetni reagens za Fe 3+ jone je kalijum heksacijanoferat (II) K 4 (žuta krvna so). Kada Fe 3+ i 4− joni interaguju, taloži se svijetloplavi talog pruske plave:

Jedinjenja gvožđa(VI).

Oksidirajuća svojstva ferata koriste se za dezinfekciju vode.

Jedinjenja gvožđa VII i VIII

Postoje izvještaji o elektrohemijskoj pripremi jedinjenja gvožđa(VIII). , , , međutim, ne postoje nezavisni radovi koji potvrđuju ove rezultate.

Aplikacija

Željezna ruda

Gvožđe je jedan od najčešće korišćenih metala, koji čini do 95% svetske metalurške proizvodnje.

Gvožđe je glavna komponenta čelika i livenog gvožđa – najvažnijih konstruktivnih materijala.
Gvožđe može biti dio legura na bazi drugih metala - na primjer, nikla.
Magnetni željezni oksid (magnetit) važan je materijal u proizvodnji dugotrajnih računarskih memorijskih uređaja: tvrdih diskova, disketa itd.
Ultrafini prah magnetita se koristi u mnogim crno-bijelim laserskim štampačima pomiješan sa polimernim granulama kao toner. Koristi i crnu boju magnetita i njegovu sposobnost da prianja na magnetizirani prijenosni valjak.
Jedinstvena feromagnetna svojstva brojnih legura na bazi željeza doprinose njihovoj širokoj upotrebi u elektrotehnici za magnetska kola transformatora i elektromotora.
Gvozdeni (III) hlorid (gvozdeni hlorid) se koristi u radioamaterskoj praksi za jetkanje štampanih ploča.
Željezni sulfat (gvozdeni sulfat) pomešan sa bakrenim sulfatom koristi se za suzbijanje štetnih gljivica u vrtlarstvu i građevinarstvu.
Gvožđe se koristi kao anoda u gvožđe-nikl baterijama, gvožđe-vazdušnim baterijama.
Vodeni rastvori hlorida dvovalentnog i feri gvožđa, kao i njegovi sulfati, koriste se kao koagulansi u prečišćavanju prirodnih i otpadnih voda u prečišćavanju vode industrijskih preduzeća.

Biološki značaj gvožđa

U živim organizmima željezo je važan element u tragovima koji katalizuje procese izmjene kisika (disanje). Tijelo odrasle osobe sadrži oko 3,5 grama željeza (oko 0,02%), od čega je 78% glavni aktivni element krvnog hemoglobina, ostatak je dio enzima drugih stanica, katalizirajući procese disanja u stanicama. Nedostatak gvožđa se manifestuje kao bolest organizma (hloroza kod biljaka i anemija kod životinja).

Normalno, gvožđe ulazi u enzime kao kompleks koji se naziva hem. Konkretno, ovaj kompleks je prisutan u hemoglobinu, najvažnijem proteinu koji osigurava transport kisika krvlju do svih organa ljudi i životinja. I upravo on boji krv u karakterističnu crvenu boju.

Kompleksi željeza osim hema nalaze se, na primjer, u enzimu metan monooksigenazi, koji oksidira metan u metanol, u važnom enzimu ribonukleotid reduktazi, koji je uključen u sintezu DNK.

Neorganska jedinjenja željeza nalaze se u nekim bakterijama i ponekad ih koriste za vezanje atmosferskog dušika.

Gvožđe u organizam životinja i čoveka ulazi sa hranom (njome su najbogatija jetra, meso, jaja, mahunarke, hleb, žitarice, cvekla). Zanimljivo je da je spanać jednom greškom uvršten na ovu listu (zbog greške u kucanju u rezultatima analize - izgubljena je „dodatna“ nula nakon decimalne tačke).

Prekomjerna doza željeza (200 mg ili više) može biti toksična. Predoziranje gvožđem deprimira antioksidativni sistem organizma, pa se zdravim osobama ne preporučuje upotreba preparata gvožđa.

Bilješke

Hemijska enciklopedija: u 5 tomova / Urednik: Knunyants I. L. (glavni urednik). - M.: Sovjetska enciklopedija, 1990. - T. 2. - S. 140. - 671 str. - 100.000 primeraka.
Karapetjanc M. Kh., Drakin S. I. Opšta i neorganska hemija: Udžbenik za univerzitete. - 4. izdanje, izbrisano. - M.: Hemija, 2000, ISBN 5-7245-1130-4, str. 529
M. Vasmer. Etimološki rečnik ruskog jezika. - Napredak. - 1986. - T. 2. - S. 42-43.
Trubačev O. N. Slavenske etimologije. // Pitanja slavenske lingvistike, br. 2, 1957.
Boris W. Slownik etymologiczny języka polskiego. - Krakov: Wydawnictwo Literackie. - 2005. - S. 753-754.
Walde A. Lateinisches etymologisches Wörterbuch. - Carl Winter's Universitätsbuchhandlung. - 1906. - S. 285.
Meye A. Glavne karakteristike germanske grupe jezika. - URSS. - 2010. - S. 141.
Matasović R. Etimološki rječnik protokeltskog. - Brill. - 2009. - S. 172.
Mallory, J. P., Adams, D. Q. Enciklopedija indoevropske kulture. - Fitzroy-Dearborn. - 1997. - Str. 314.
"Novo mjerenje poluraspada 60 Fe". Physical Review Letters 103 : 72502. DOI: 10.1103/PhysRevLett.103.072502 .
G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot i A. H. Wapstra (2003). "NUBASE procjena nuklearnih svojstava i svojstava raspadanja". Nuklearna fizika A 729 : 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 .
Yu. M. Shirokov, N. P. Yudin. Nuklearna fizika. Moskva: Nauka, 1972. Poglavlje Fizika nuklearnog prostora.
R. Ripan, I. Četjanu. Anorganska hemija // Kemija nemetala = Chimia metalelor. - Moskva: Mir, 1972. - T. 2. - S. 482-483. - 871 str.
Zlato i plemeniti metali
Nauka o metalu i termička obrada čelika. Ref. ed. U 3 toma / Ed. M. L. Bershtein, A. G. Rakhshtadt. - 4. izd., revidirano. i dodatne T. 2. Osnove termičke obrade. U 2 knjige. Book. 1. M.: Metalurgija, 1995. 336 str.
T. Takahashi & W.A. Bassett, "Polimorf željeza pod visokim pritiskom", Nauka, Vol. 145 #3631, 31. jul 1964., str. 483-486.
Schilt A. Analitička primjena 1,10-fenantrolina i srodnih jedinjenja. Oxford, Pergamon Press, 1969.
Lurie Yu Yu. Handbook of analytical chemistry. M., Hemija, 1989. S. 297.
Lurie Yu Yu. Handbook of analytical chemistry. M., Hemija, 1989, S. 315.
Brower G. (ur.) Vodič za neorgansku sintezu. v. 5. M., Mir, 1985. S. 1757-1757.
Remy G. Kurs neorganske hemije. tom 2. M., Mir, 1966. S. 309.
Kiselev Yu. M., Kopelev N. S., Spitsyn V. I., Martynenko L. I. Oktalno željezo // Dokl. Akademija nauka SSSR-a. 1987. T.292. str.628-631
Perfiljev Yu. D., Kopelev N. S., Kiselev Yu. Akademija nauka SSSR-a. 1987. T.296. C.1406-1409
Kopelev N.S., Kiselev Yu.M., Perfiliev Yu.D. Mossbauerova spektroskopija oksokompleksa željeza u višim oksidacijskim stanjima // J. Radioanal. Nucl. Chem. 1992. V.157. R.401-411.
"Norme fizioloških potreba za energijom i nutrijentima za različite grupe stanovništva Ruske Federacije" MR 2.3.1.2432-08

Izvori (u odjeljak Istorija)

G. G. Giorgadze."Tekst o Anitti" i neka pitanja rane istorije Hetita
R. M. Abramishvili. O pitanju razvoja gvožđa na teritoriji istočne Gruzije, VGMG, XXII-B, 1961.
Khakhutayshvili D. A. O istoriji drevne kolhijske metalurgije gvožđa. Pitanja antičke istorije (Kavkasko-bliskoistočna zbirka, br. 4). Tbilisi, 1973.
Herodot."Istorija", 1:28.
Homer. Ilijada, Odiseja.
Virgil."Eneida", 3:105.
Aristotel."O neverovatnim glasinama", II, 48. VDI, 1947, br. 2, str.327.
Lomonosov M.V. Prvi temelji metalurgije.

vidi takođe

Kategorija: Jedinjenja gvožđa

Linkovi

Bolesti uzrokovane nedostatkom i viškom željeza u ljudskom tijelu

Periodični sistem hemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva




																						Fe

Gvožđe u svom čistom obliku je sivi duktilni metal koji se lako obrađuje. Pa ipak, za ljude je Fe element praktičniji u kombinaciji s ugljikom i drugim nečistoćama koje omogućavaju stvaranje legura metala - čelika i lijevanog željeza. 95% - toliko od svih metalnih proizvoda proizvedenih na planeti sadrži željezo kao glavni element.

Gvožđe: istorija

Prvi proizvodi od željeza koje je napravio čovjek naučnici datiraju u 4. milenijum prije nove ere. e., a studije su pokazale da je za njihovu proizvodnju korišteno meteorsko željezo, koje se odlikuje sadržajem nikla od 5-30%. Zanimljivo, sve dok čovječanstvo nije ovladalo ekstrakcijom Fe topljenjem, željezo je bilo cijenjeno više od zlata. To se objašnjava činjenicom da je jači i pouzdaniji čelik bio mnogo prikladniji za izradu alata i oružja od bakra i bronce.

Stari Rimljani su naučili kako da naprave prvo liveno gvožđe: njihove peći su mogle da podignu temperaturu rude na 1400 ° C, dok je za liveno gvožđe bilo dovoljno 1100-1200 ° C. Kasnije su dobili i čisti čelik, tačku topljenja što je, kao što znate, 1535 stepeni Celzijusa.

Hemijska svojstva Fe

Sa čime je gvožđe u interakciji? Željezo stupa u interakciju s kisikom, što je praćeno stvaranjem oksida; sa vodom u prisustvu kiseonika; sa sumpornom i hlorovodoničnom kiselinom:

3Fe + 2O 2 \u003d Fe 3 O 4
4Fe + 3O 2 + 6H 2 O \u003d 4Fe (OH) 3
Fe + H 2 SO 4 \u003d FeSO 4 + H 2
Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2

Takođe, gvožđe reaguje na alkalije samo ako su taline jakih oksidacionih sredstava. Gvožđe ne reaguje sa oksidantima na običnoj temperaturi, ali uvek počinje da reaguje kada se podigne.

Upotreba gvožđa u građevinarstvu

Upotreba željeza u građevinskoj industriji danas se ne može precijeniti, jer su metalne konstrukcije osnova apsolutno svake moderne strukture. U ovoj oblasti, Fe se koristi u sastavu konvencionalnih čelika, livenog gvožđa i kovanog gvožđa. Ovaj element je svuda, od kritičnih struktura do anker vijaka i eksera.

Izgradnja građevinskih konstrukcija od čelika je znatno jeftinija, osim toga, ovdje se može govoriti o višim stopama izgradnje. Time se značajno povećava upotreba željeza u građevinarstvu, dok sama industrija ovladava primjenom novih, efikasnijih i pouzdanijih legura na bazi Fe.

Upotreba gvožđa u industriji

Upotreba gvožđa i njegovih legura – livenog gvožđa i čelika – osnova je savremenih mašina, alatnih mašina, aviona, izrade instrumenata i proizvodnje druge opreme. Zahvaljujući cijanidima i Fe oksidima, funkcijama industrije boja i lakova, željezni sulfati se koriste u tretmanu vode. Teška industrija je potpuno nezamisliva bez upotrebe legura na bazi Fe+C. Jednom riječju, željezo je nezamjenjiv, ali istovremeno pristupačan i relativno jeftin metal, koji u sastavu legura ima gotovo neograničen opseg.

Upotreba gvožđa u medicini

Poznato je da svaka odrasla osoba sadrži do 4 grama gvožđa. Ovaj element je izuzetno važan za funkcionisanje organizma, posebno za zdravlje cirkulacijskog sistema (hemoglobin u crvenim krvnim zrncima). Postoji mnogo lijekova na bazi željeza koji vam omogućavaju da povećate sadržaj Fe kako biste izbjegli razvoj anemije zbog nedostatka željeza.

Iron- metal, čija upotreba u industriji i svakodnevnom životu praktički nema granica. Udio željeza u svjetskoj proizvodnji metala iznosi oko 95%. Njegova upotreba, kao i svaki drugi materijal, je zbog određenih svojstava.

Gvožđe je odigralo veliku ulogu u razvoju ljudske civilizacije. Primitivni čovjek je počeo koristiti željezno oruđe nekoliko milenijuma prije Krista. Tada su jedini izvor ovog metala bili meteoriti koji su pali na Zemlju, a koji su sadržavali prilično čisto željezo. To je izazvalo legende među mnogim narodima o nebeskom poreklu gvožđa.

Sredinom II milenijuma pne. U Egiptu je savladano vađenje željeza iz željeznih ruda. Smatra se da je to označilo početak gvozdenog doba u istoriji čovečanstva, koje je zamenilo kameno i bronzano doba. Međutim, već prije 3-4 hiljade godina, stanovnici sjevernog Crnog mora - Kimerijci - topili su željezo iz močvarne rude.

Gvožđe do danas nije izgubilo na značaju. To je najvažniji metal moderne tehnologije. Zbog svoje niske čvrstoće, željezo se praktički ne koristi u svom čistom obliku. Međutim, u svakodnevnom životu proizvodi od čelika ili lijevanog željeza često se nazivaju "željezo". Uostalom, važni konstrukcijski materijali - čelici i liveno gvožđe - su legure gvožđa sa ugljikom. Izrađuju široku paletu artikala.

Osmougaoni postament spomenika knezu Vladimiru zidan je opekom i obložen livenim gvožđem.

Prototip gigantske strukture Atomiuma u Briselu bio je model kristalne rešetke željeza. Nakon rekonstrukcije, Atomijum je ponovo otvoren za javnost. Originalni poklopac svake lopte površine 240 m 2 napravljen je od 720 trokutnih aluminijskih ploča. Sada ih je zamijenilo 48 ploča od nehrđajućeg čelika.

Osim toga, željezo može biti sastavni dio legura na bazi drugih metala, poput nikla. Magnetne legure takođe sadrže gvožđe.

Stvoreni su materijali na bazi željeza koji mogu izdržati visoke i niske temperature, vakuum i visoke pritiske. Uspješno odolijevaju agresivnom okruženju, naizmjeničnom naponu, radioaktivnom zračenju itd.

Proizvodnja željeza i njegovih legura stalno raste. Ovi materijali su univerzalni, tehnološki napredni, dostupni i u rasutom stanju - jeftini. Sirovinska baza željeza je prilično velika. Već istražene rezerve željezne rude trajat će najmanje dva stoljeća. Stoga će željezo dugo ostati "temelj" civilizacije.

Željezo se dugo koristilo kao umjetnički materijal u Egiptu, Mesopotamiji i Indiji. Od srednjeg vijeka sačuvani su brojni visokoumjetnički predmeti od legura željeza. Moderni umjetnici također naširoko koriste legure željeza. materijal sa sajta

Među brojnim umjetničkim proizvodima ne može se izostaviti iz vida "Mercalovljeva palma" - umjetničko djelo ukrajinskih majstora. Kovao ga je Aleksej Mertsalov u Yuzovsky metalurškoj fabrici 1886. Priznata je kao vrijedna Grand Prixa Sveruske industrijske i umjetničke izložbe u Nižnjem Novgorodu. Godine 1900. Mertsalova palma, kao dio izložbe Yuzovskog postrojenja, dobila je najvišu nagradu na Svjetskoj izložbi u Parizu.

I u XXI veku. teško je naći industriju u kojoj se željezo ne koristi. Njegova važnost nije smanjena sa prelaskom mnogih funkcija metala na sintetičke materijale koje stvara hemijska industrija.

Ciljevi lekcije:

da formiraju predstavu o fizičkim i hemijskim svojstvima željeza, ovisno o stupnju oksidacije koju pokazuje i prirodi oksidacijskog sredstva;
razvijati teorijsko mišljenje učenika i njihovu sposobnost predviđanja svojstava materije, na osnovu poznavanja njene strukture;
razviti konceptualno razmišljanje o operacijama kao što su analiza, poređenje, generalizacija, sistematizacija;
razvijaju takve kvalitete mišljenja kao što su objektivnost, sažetost i jasnoća, samokontrola i aktivnost.

Ciljevi lekcije:

ažurirati znanja učenika na temu: „Struktura atoma“;
organizirati kolektivni rad učenika od postavljanja zadatka učenja do konačnog rezultata (sastaviti referentni dijagram za čas);
rezimirati materijal na temu: “Metali” i razmotriti svojstva željeza i njegovu primjenu;
organizovati samostalan istraživački rad u parovima za proučavanje hemijskih svojstava gvožđa;
organizovati međusobnu kontrolu učenika u učionici.

Vrsta lekcije: učenje novog gradiva.

Reagensi i oprema:

gvožđe (prašak, tanjir, spajalica),
sumpor,
hlorovodonična kiselina,
bakar(II) sulfat,
kristalna rešetka gvožđa,
posteri igara,
magnet,
izbor ilustracija na tu temu,
epruvete,
duhovna lampa,
šibice,
kašika za sagorevanje zapaljivih materija,
geografske karte.

Struktura lekcije

Uvodni dio.
Učenje novog gradiva.
Poruka za domaći zadatak.
Konsolidacija proučenog materijala.

Tokom nastave

1. Uvod

Organiziranje vremena.

Provjeravam studente.

Tema lekcije. Zapišite temu na tabli iu učeničkim sveskama.

2. Učenje novog gradiva

Šta mislite koja će biti tema naše današnje lekcije?

1. Pojava gvožđa u ljudskoj civilizaciji označio je početak gvozdenog doba.

Čuveni damast čelik (ili damast čelik) napravljen je na istoku još u Aristotelovo vrijeme (4. vek pne). Ali tehnologija njegove proizvodnje držana je u tajnosti stoljećima.

Sanjao sam drugačiju tugu
O sivom damaskom čeliku.
Video sam čeličnu narav
Kao jedan od mladih robova
Izabrao, nahranio ga,
Tako da je meso njegove snage regrutovano.
Čeka se rok
A onda vruća oštrica
Uronjen u mišićavo meso
Izvadili su gotovu oštricu.
Jači od čelika, nisam vidio istok,
Jači od čelika i gorči od tuge.

(Demonstracija crteža.)

Gvožđe - srebrno sivi metal	Gvožđe - srebrno sivi metal
Ovi ekseri su napravljeni od gvožđa	Čelik se koristi u automobilskoj industriji
Čelik se koristi za izradu medicinskih instrumenata	Čelik se koristi za izradu lokomotiva
	Svi metali su podložni koroziji
Svi metali su podložni koroziji

2. Položaj željeza u PSCHEM-u.

Saznajemo položaj željeza u PSCM-u, naboj jezgra i raspodjelu elektrona u atomu.

3. Fizička svojstva gvožđa.

Koja fizička svojstva gvožđa znate?

4. Hemijska svojstva gvožđa.

Na osnovu znanja o hemijskim svojstvima metala, šta mislite šta će biti hemijska svojstva gvožđa?

Demonstracija iskustava.

Interakcija željeza sa sumporom.

Praktičan rad.

Interakcija željeza sa hlorovodoničnom kiselinom.
Interakcija željeza sa bakar (II) sulfatom.

5. Upotreba gvožđa.

Razgovor na:

- Kako mislite, kakav je raspored gvožđa u prirodi?

Rude željeza su prilično rasprostranjene na Zemlji. Imena planina na Uralu govore sama za sebe: Visoka, Magnetna, Gvozdena. Poljoprivredni hemičari pronalaze jedinjenja gvožđa u zemljištu.

U kom obliku se gvožđe pojavljuje u prirodi?

Koja je uloga gvožđa u životu ljudi i biljaka?

Dakle, iz istog razloga - prisustva gvožđa u sokovima i tkivima - listovi biljaka veselo zelene, a obrazi čoveka jarko rumene.

3. Objavite kućne stvari

14, pr. br. 6, 8, 9 (prema radnoj svesci za udžbenik O.S. Gabrielyana “Hemija 9”, 2003).

4. Konsolidacija proučenog gradiva

Koristeći referentni dijagram napisan na tabli, zaključi: šta je željezo i koja su njegova svojstva?
Grafički diktat (unaprijed pripremite letke sa ucrtanom ravnom linijom, podijeljene na 8 segmenata i numerisane prema pitanjima diktata. Označite kolibicom “^” na segmentu broj pozicije koja se smatra tačnim).

Opcija 1.

Gvožđe je aktivan alkalni metal.
Gvožđe se lako kuje.
Gvožđe je deo legure bronze.
Vanjski energetski nivo atoma željeza ima 2 elektrona.
Gvožđe stupa u interakciju s razrijeđenim kiselinama.
Sa halogenima stvara halogenide sa oksidacionim stanjem +2.
Gvožđe ne stupa u interakciju sa kiseonikom.
Gvožđe se može dobiti elektrolizom njegove soli.


1	2	3	4	5	6	7	8

Opcija 2.

Gvožđe je srebrno-beli metal.
Gvožđe nema sposobnost magnetizacije.
Atomi željeza pokazuju oksidirajuća svojstva.
Vanjski energetski nivo atoma željeza ima 1 elektron.
Gvožđe istiskuje bakar iz rastvora njegovih soli.
Sa halogenima stvara spojeve sa oksidacijskim stanjem +3.
Sa rastvorom sumporne kiseline formira gvožđe sulfat (III).
Gvožđe ne korodira.


1	2	3	4	5	6	7	8

Nakon obavljenog zadatka, učenici mijenjaju svoj rad i provjeravaju ga (odgovori za rad se objavljuju na tabli, ili prikazuju kroz projektor).

Kriterijumi za označavanje:

"5" - 0 grešaka,
“4” - 1-2 greške,
"3" - 3-4 greške,
"2" - 5 ili više grešaka.

Korištene knjige

Gabrielyan O.S. Hemija 9 razred. – M.: Drfa, 2001.
Gabrielyan O.S. Knjiga za nastavnika. – M.: Drfa, 2002.
Gabrielyan O.S. Hemija 9 razred. Radna sveska. – M.: Drfa, 2003.
Obrazovna industrija. Sažetak članaka. Broj 3. - M.: MGIU, 2002.
Malyshkina V. Zabavna hemija. - Sankt Peterburg, "Trigon", 2001.
Programsko-metodički materijali. Hemija 8-11 razred. – M.: Drfa, 2001.
Stepin B.D., Alikberova L.Yu. Knjiga hemije za kućno čitanje. – M.: Hemija, 1995.
Idem na čas hemije. Knjiga za nastavnika. – M.: „Prvi septembar“, 2000.

Prijave

Znaš li to?

Hematit

Ime minerala dolazi iz grčkog deta- krv, koja asocira na trešnjinu ili voštanocrvenu boju praha ovog minerala.

Hemijska i fizička svojstva željeza

Reakcija gvožđa sa kiseonikom

Proizvodnja željeznih oksida

Hemijska svojstva gvožđa

Dobijanje i upotreba gvožđa

1. Uvod

2. Učenje novog gradiva

3. Objavite kućne stvari

4. Konsolidacija proučenog gradiva

Korištene knjige

Prijave

Znaš li to?

Hematit

Magnetit

Pirit je mineral sličan vatri.

Priča

porijeklo imena

izotopi

Geohemija gvožđa

Geohemijska svojstva gvožđa

minerali gvožđa

Glavni depoziti

Potvrda

Fizička svojstva

Hemijska svojstva

Karakteristična oksidaciona stanja

Svojstva jednostavne supstance

Jedinjenja gvožđa(II).

Jedinjenja gvožđa(III).

Jedinjenja gvožđa(VI).

Jedinjenja gvožđa VII i VIII

Aplikacija

Biološki značaj gvožđa

Bilješke

Izvori (u odjeljak Istorija)

vidi takođe

Linkovi

Gvožđe: istorija

Hemijska svojstva Fe

Upotreba gvožđa u građevinarstvu

Upotreba gvožđa u industriji

Upotreba gvožđa u medicini

1. Uvod

2. Učenje novog gradiva

3. Objavite kućne stvari

4. Konsolidacija proučenog gradiva

Korištene knjige

Prijave

Znaš li to?

Hematit

Magnetit

Pirit je mineral sličan vatri.

Pristupanje Krima Rusiji

Pesma "Blago ogorčenom pesniku" Polonski Jakov Petrovič Polonski Blagosloven je ogorčeni pesnik

Vasilij Filipovič Margelov