Vetitë themelore kimike të hekurit. Hekuri

17. d -elementet.Hekuri, karakteristikat e përgjithshme, vetitë. Oksidet dhe hidroksidet, karakteristikat e CO dhe OM, bioroli, aftësia për të formuar komplekse.

1. Karakteristikat e përgjithshme.

Hekuri - d-elementi i nëngrupit anësor të grupit të tetë të periudhës së katërt të PSHE me numër atomik 26.

Një nga metalet më të zakonshme në koren e tokës (vendi i dytë pas aluminit).

Substanca e thjeshtë hekuri është një metal i lakueshëm në ngjyrë argjendi të bardhë me reaktivitet të lartë kimik: hekur shpejt gërryen në temperatura të larta ose lagështi të lartë në ajër.

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

Hekuri digjet në oksigjen të pastër dhe në një gjendje të shpërndarë imët ndizet spontanisht në ajër.

3Fe + 2O2 = FeO + Fe2O3

3Fe + 4H2O = FeO*Fe2O3

FeO*Fe2O3 = Fe3O4 (peshore hekuri)

Në fakt, hekuri zakonisht quhet lidhjet e tij me një përmbajtje të ulët papastërtie (deri në 0.8%), të cilat ruajnë butësinë dhe duktilitetin e metalit të pastër. Por në praktikë, më shpesh përdoren lidhjet e hekurit me karbon: çeliku (deri në 2,14 wt.% karbon) dhe gize (më shumë se 2,14 wt.% karbon), si dhe çelik inox (aliazh) me shtimin e aliazhit metale (krom, mangan, nikel, etj.). Kombinimi i vetive specifike të hekurit dhe lidhjeve të tij e bëjnë atë "metalin nr. 1" në rëndësi për njerëzit.

Në natyrë, hekuri gjendet rrallë në formën e tij të pastër; më së shpeshti gjendet në meteoritët hekur-nikel. Bollëku i hekurit në koren e tokës është 4.65% (vendi i 4-të pas O, Si, Al). Besohet gjithashtu se hekuri përbën pjesën më të madhe të bërthamës së tokës.

2.Vetitë

1.Fizike St. Hekuri është një metal tipik; në gjendje të lirë ka ngjyrë të bardhë argjendi me nuancë gri. Metali i pastër është duktil; papastërtitë e ndryshme (në veçanti karboni) rrisin fortësinë dhe brishtësinë e tij. Ka veti të theksuara magnetike. Shpesh dallohet e ashtuquajtura "treshe hekuri" - një grup prej tre metalesh (hekur Fe, kobalt Co, nikel Ni) me veti fizike të ngjashme, rreze atomike dhe vlera elektronegativiteti.

2.Kimike St.

Gjendja e oksidimit	Oksid	Hidroksidi	Karakteri	Shënime
			Bazë e dobët
			Baza shumë e dobët, ndonjëherë amfoterike
	Nuk është marrë	*	Acidi	Agjent i fortë oksidues

Hekuri karakterizohet nga gjendje oksidimi të hekurit - +2 dhe +3.

Gjendja e oksidimit +2 korrespondon me oksidin e zi FeO dhe hidroksidin jeshil Fe(OH) 2. Ato janë themelore në natyrë. Në kripërat, Fe(+2) është i pranishëm si kation. Fe(+2) është një agjent i dobët reduktues.

Gjendja e oksidimit +3 korrespondon me oksidin e kuq-kafe Fe 2 O 3 dhe hidroksidin kafe Fe(OH) 3. Kanë natyrë amfoterike, ndonëse acidike, dhe vetitë e tyre themelore janë të shprehura dobët. Kështu, jonet Fe 3+ janë plotësisht hidrolizohem edhe në një mjedis acid. Fe(OH) 3 shpërndahet (dhe madje jo plotësisht) vetëm në alkalet e përqendruara. Fe 2 O 3 reagon me alkalet vetëm pas shkrirjes, duke dhënë ferritet(kripërat formale acide të acidit HFeO 2, i cili nuk ekziston në formë të lirë):

Hekuri (+3) më së shpeshti shfaq veti të dobëta oksiduese.

Gjendjet e oksidimit +2 dhe +3 ndryshojnë lehtësisht ndërmjet njëra-tjetrës kur ndryshojnë kushtet redoks.

Përveç kësaj, ekziston oksidi Fe 3 O 4, gjendja formale e oksidimit të hekurit në të cilën është +8/3. Sidoqoftë, ky oksid mund të konsiderohet gjithashtu si ferrit i hekurit (II) Fe +2 (Fe +3 O 2) 2.

Ekziston edhe një gjendje oksidimi prej +6. Oksidi dhe hidroksidi përkatës nuk ekzistojnë në formë të lirë, por përftohen kripëra - ferrate (për shembull, K 2 FeO 4). Hekuri (+6) është i pranishëm në to në formën e një anioni. Ferratet janë agjentë të fortë oksidues.

Hekuri i pastër metalik është i qëndrueshëm në ujë dhe në tretësira të holluara alkalet. Hekuri nuk tretet në acidet sulfurik dhe nitrik të koncentruar të ftohtë për shkak të pasivimit të sipërfaqes së metalit nga një film i fortë oksidi. Acidi sulfurik i përqendruar i nxehtë, duke qenë një agjent oksidues më i fortë, ndërvepron me hekurin.

ME kripë dhe i holluar (rreth 20%) squfuri acidet hekuri reagon për të formuar kripëra hekuri (II):

Kur hekuri reagon me rreth 70% acid sulfurik pas ngrohjes, reaksioni vazhdon të formohet sulfat hekuri (III).:

3. Oksidet dhe hidroksidet, karakteristikat e CO dhe OM...

Komponimet e hekurit (II).

Oksidi i hekurit (II) FeO ka veti themelore; baza Fe(OH) 2 korrespondon me të. Kripërat e hekurit (II) kanë ngjyrë të gjelbër të çelur. Kur ruhen, veçanërisht në ajër të lagësht, ato marrin ngjyrë kafe për shkak të oksidimit në hekur (III). I njëjti proces ndodh kur ruhen solucione ujore të kripërave të hekurit (II):

E qëndrueshme nga kripërat e hekurit (II) në tretësirat ujore kripa e Mohr-it- sulfat i dyfishtë i amonit dhe hekurit (II) (NH 4) 2 Fe (SO 4) 2 6H 2 O.

Një reagent për jonet Fe 2+ në tretësirë ​​mund të jetë hekzacianoferrat kaliumi (III) K 3 (kripë e kuqe e gjakut). Kur jonet Fe 2+ dhe 3− ndërveprojnë, formohet një precipitat turnbull blu:

Për përcaktimin sasior të hekurit (II) në tretësirë, përdorni fenantrolina, duke formuar një kompleks të kuq FePhen 3 me hekur (II) në një gamë të gjerë pH (4-9)

Komponimet e hekurit (III).

Oksidi i hekurit (III) Fe 2 O 3 i dobët amfoterike, i përgjigjet një bazë edhe më e dobët se Fe(OH) 2, Fe(OH) 3, e cila reagon me acidet:

Kripërat e Fe 3+ janë të prirura për formimin e hidrateve kristalore. Në to, joni Fe 3+ zakonisht rrethohet nga gjashtë molekula uji. Kripërat e tilla kanë ngjyrë rozë ose vjollcë.Joni Fe 3+ hidrolizohet plotësisht edhe në mjedis acid. Në pH>4 ky jon precipitohet pothuajse plotësisht si Fe(OH) 3:

Me hidrolizën e pjesshme të jonit Fe 3+ formohen kationet okso- dhe hidroksokacioni polinuklear, prandaj tretësirat marrin ngjyrë kafe.Vetitë kryesore të hidroksidit të hekurit (III) Fe(OH) 3 shprehen shumë dobët. Është në gjendje të reagojë vetëm me zgjidhje të përqendruara të alkaleve:

Komplekset hidrokso që rezultojnë të hekurit (III) janë të qëndrueshme vetëm në solucione fort alkaline. Kur tretësirat hollohen me ujë, ato shkatërrohen dhe Fe(OH) 3 precipiton.

Kur lidhet me alkalet dhe oksidet e metaleve të tjera, Fe 2 O 3 formon një shumëllojshmëri të ferritet:

Përbërjet e hekurit (III) në tretësirë ​​reduktohen nga hekuri metalik:

Hekuri (III) është i aftë të formojë sulfate të dyfishta me një ngarkesë të vetme kationet lloji shap, për shembull, KFe(SO 4) 2 - alum hekur-kalium, (NH 4) Fe(SO 4) 2 - shap hekur-amonium, etj.

Për zbulimin cilësor të përbërjeve të hekurit (III) në tretësirë, përdoret një reaksion cilësor i joneve Fe 3+ me jonet tiocianate. SCN − . Kur jonet Fe 3+ ndërveprojnë me anionet SCN -, formohet një përzierje e komplekseve të tiocianatit të hekurit me ngjyrë të kuqe të ndezur 2+ , + , Fe(SCN) 3, -. Përbërja e përzierjes (dhe për rrjedhojë edhe intensiteti i ngjyrës së saj) varet nga faktorë të ndryshëm, prandaj kjo metodë nuk është e zbatueshme për përcaktimin e saktë cilësor të hekurit.

Një tjetër reagent me cilësi të lartë për jonet Fe 3+ është hekzacianoferrat kaliumi (II) K 4 (kripë e verdhë e gjakut). Kur jonet Fe 3+ dhe 4− ndërveprojnë, formohet një precipitat blu i ndezur Blu prusiane:

Komponimet e hekurit (VI).

Ferratat- kripërat e acidit të hekurit H 2 FeO 4, i cili nuk ekziston në formë të lirë. Këto janë komponime me ngjyrë vjollce, që të kujtojnë permanganatet në vetitë oksiduese dhe sulfatet në tretshmëri. Ferratet prodhohen nga veprimi i gazit klorit ose ozonit për Fe(OH) 3 pezull në alkali , për shembull, ferrat kaliumi (VI) K 2 FeO 4 . Ferratet janë me ngjyrë vjollcë.

Mund të merren edhe Ferratat elektroliza Zgjidhje alkali 30% në një anodë hekuri:

Ferratet janë agjentë të fortë oksidues. Në një mjedis acid, ato dekompozohen me lëshimin e oksigjenit:

Vetitë oksiduese të ferrateve përdoren për dezinfektimi i ujit.

4.Biorol

1) Në organizmat e gjallë, hekuri është një element i rëndësishëm gjurmë që katalizon proceset e shkëmbimit të oksigjenit (frymëmarrjes).

2) Hekuri zakonisht përfshihet në enzima në formën e një kompleksi.Në veçanti ky kompleks është i pranishëm në hemoglobinë, proteina më e rëndësishme që siguron transportin e oksigjenit në gjak në të gjitha organet e njeriut dhe të kafshëve. Dhe është ai që ngjyros gjakun në ngjyrën e tij karakteristike të kuqe.

4) Një dozë e tepërt hekuri (200 mg e lart) mund të ketë një efekt toksik. Një mbidozë e hekurit pengon sistemin antioksidues të trupit, ndaj nuk rekomandohet që njerëzit e shëndetshëm të marrin suplemente hekuri.

PËRKUFIZIM

Hekuri- element i grupit të tetë të periudhës së katërt të Tabelës Periodike të Elementeve Kimike nga D. I. Mendeleev.

Dhe numri i vëllimit është 26. Simboli është Fe (latinisht "ferrum"). Një nga metalet më të zakonshme në koren e tokës (vendi i dytë pas aluminit).

Vetitë fizike të hekurit

Hekuri është një metal gri. Në formën e tij të pastër është mjaft i butë, i lakueshëm dhe viskoz. Konfigurimi elektronik i nivelit të jashtëm të energjisë është 3d 6 4s 2. Në përbërjet e tij, hekuri shfaq gjendje oksidimi "+2" dhe "+3". Pika e shkrirjes së hekurit është 1539C. Hekuri formon dy modifikime kristalore: α- dhe γ-hekur. E para prej tyre ka një rrjetë kub me qendër trupin, e dyta ka një rrjetë kub të përqendruar në fytyrë. α-hekuri është termodinamikisht i qëndrueshëm në dy intervale temperaturash: nën 912 dhe nga 1394C deri në pikën e shkrirjes. Midis 912 dhe 1394C γ-hekuri është i qëndrueshëm.

Vetitë mekanike të hekurit varen nga pastërtia e tij - përmbajtja e sasive edhe shumë të vogla të elementëve të tjerë në të. Hekuri i ngurtë ka aftësinë të shkrijë shumë elementë në vetvete.

Vetitë kimike të hekurit

Në ajër të lagësht, hekuri ndryshket shpejt, d.m.th. i mbuluar me një shtresë kafe të oksidit të hekurit të hidratuar, i cili, për shkak të brishtësisë së tij, nuk e mbron hekurin nga oksidimi i mëtejshëm. Në ujë, hekuri gërryhet intensivisht; me akses të bollshëm në oksigjen, formohen forma hidrate të oksidit të hekurit (III):

2Fe + 3/2O 2 + nH 2 O = Fe 2 O 3 × H 2 O.

Me mungesë oksigjeni ose akses të vështirë, formohet oksidi i përzier (II, III) Fe 3 O 4:

3Fe + 4H 2 O (v) ↔ Fe 3 O 4 + 4H 2.

Hekuri tretet në acid klorhidrik të çdo përqendrimi:

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2.

Tretja në acidin sulfurik të holluar ndodh në mënyrë të ngjashme:

Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2.

Në tretësirat e përqendruara të acidit sulfurik, hekuri oksidohet në hekur (III):

2Fe + 6H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O.

Megjithatë, në acidin sulfurik, përqendrimi i të cilit është afër 100%, hekuri bëhet pasiv dhe praktikisht nuk ndodh asnjë ndërveprim. Hekuri tretet në solucione të holluara dhe mesatarisht të përqendruara të acidit nitrik:

Fe + 4HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + NO + 2H 2 O.

Në përqendrime të larta të acidit nitrik, tretja ngadalësohet dhe hekuri bëhet pasiv.

Ashtu si metalet e tjera, hekuri reagon me substanca të thjeshta. Reaksionet ndërmjet hekurit dhe halogjeneve (pavarësisht nga lloji i halogjenit) ndodhin kur nxehen. Ndërveprimi i hekurit me bromin ndodh me rritjen e presionit të avullit të kësaj të fundit:

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3;

3Fe + 4I 2 = Fe 3 I 8.

Ndërveprimi i hekurit me squfurin (pluhurin), azotin dhe fosforin ndodh gjithashtu kur nxehet:

6Fe + N 2 = 2Fe 3 N;

2Fe + P = Fe 2 P;

3Fe + P = Fe 3 P.

Hekuri është i aftë të reagojë me jometale si karboni dhe silikoni:

3Fe + C = Fe 3 C;

Ndër reaksionet e ndërveprimit të hekurit me substanca komplekse, një rol të veçantë luajnë reaksionet e mëposhtme - hekuri është i aftë të zvogëlojë metalet që janë në serinë e aktivitetit në të djathtë të tij nga tretësirat e kripës (1), duke reduktuar përbërjet e hekurit (III) ( 2):

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu (1);

Fe + 2FeCl 3 = 3FeCl 2 (2).

Hekuri, në presion të ngritur, reagon me një oksid që nuk formon kripë - CO me formimin e substancave me përbërje komplekse - karbonilet - Fe (CO) 5, Fe 2 (CO) 9 dhe Fe 3 (CO) 12.

Hekuri, në mungesë të papastërtive, është i qëndrueshëm në ujë dhe në tretësira të holluara alkali.

Marrja e hekurit

Metoda kryesore e marrjes së hekurit është nga minerali i hekurit (hematiti, magnetiti) ose elektroliza e tretësirave të kripërave të tij (në këtë rast përftohet hekur "i pastër", d.m.th. hekur pa papastërti).

Shembuj të zgjidhjes së problemeve

SHEMBULL 1

Ushtrimi

Peshorja e hekurit Fe 3 O 4 me peshë 10 g fillimisht u trajtua me 150 ml tretësirë ​​të acidit klorhidrik (densiteti 1,1 g/ml) me një fraksion masiv të klorurit të hidrogjenit prej 20%, dhe më pas i shtohej hekuri i tepërt në tretësirën që rezulton. Përcaktoni përbërjen e tretësirës (në % ndaj peshës).

Zgjidhje

Le të shkruajmë ekuacionet e reaksionit sipas kushteve të problemit: 8HCl + Fe3O4 = FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O (1); 2FeCl 3 + Fe = 3FeCl 2 (2). Duke ditur densitetin dhe vëllimin e një solucioni të acidit klorhidrik, mund të gjeni masën e tij: m sol (HCl) = V(HCl) × ρ (HCl); m sol (HCl) = 150×1,1 = 165 g. Le të llogarisim masën e klorurit të hidrogjenit: m(HCl) = m sol (HCl) ×ω(HCl)/100%; m(HCl) = 165×20%/100% = 33 g. Masa molare (masa e një moli) të acidit klorhidrik, e llogaritur duke përdorur tabelën e elementeve kimike nga D.I. Mendeleev - 36,5 g/mol. Le të gjejmë sasinë e klorurit të hidrogjenit: v(HCl) = m(HCl)/M(HCl); v(HCl) = 33/36,5 = 0,904 mol. Masa molare (masa e një moli) e shkallës, e llogaritur duke përdorur tabelën e elementeve kimike nga D.I. Mendeleev – 232 g/mol. Le të gjejmë sasinë e substancës së shkallës: v(Fe 3 O 4) = 10/232 = 0,043 mol. Sipas ekuacionit 1, v(HCl): v(Fe 3 O 4) = 1:8, pra, v(HCl) = 8 v(Fe 3 O 4) = 0,344 mol. Pastaj, sasia e klorurit të hidrogjenit e llogaritur nga ekuacioni (0,344 mol) do të jetë më e vogël se ajo e treguar në deklaratën e problemit (0,904 mol). Prandaj, acidi klorhidrik është i tepërt dhe do të ndodhë një reagim tjetër: Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 (3). Le të përcaktojmë sasinë e substancës së klorurit të hekurit të formuar si rezultat i reagimit të parë (ne përdorim indekse për të treguar një reagim specifik): v1 (FeCl2):v(Fe2O3) = 1:1 = 0.043 mol; v 1 (FeCl 3): v (Fe 2 O 3) = 2: 1; v 1 (FeCl 3) = 2 × v (Fe 2 O 3) = 0,086 mol. Le të përcaktojmë sasinë e klorurit të hidrogjenit që nuk ka reaguar në reaksionin 1 dhe sasinë e klorurit të hekurit (II) të formuar gjatë reaksionit 3: v rem (HCl) = v(HCl) – v 1 (HCl) = 0,904 – 0,344 = 0,56 mol; v 3 (FeCl 2): ​​v rem (HCl) = 1:2; v 3 (FeCl 2) = 1/2 × v rem (HCl) = 0,28 mol. Le të përcaktojmë sasinë e substancës FeCl 2 të formuar gjatë reaksionit 2, sasinë totale të substancës FeCl 2 dhe masën e saj: v2 (FeCl 3) = v 1 (FeCl 3) = 0,086 mol; v 2 (FeCl 2): ​​v 2 (FeCl 3) = 3:2; v2 (FeCl 2) = 3/2× v2 (FeCl 3) = 0,129 mol; v shuma (FeCl 2) = v 1 (FeCl 2) + v 2 (FeCl 2) + v 3 (FeCl 2) = 0,043 + 0,129 + 0,28 = 0,452 mol; m(FeCl 2) = v shuma (FeCl 2) × M(FeCl 2) = 0,452 × 127 = 57,404 g. Le të përcaktojmë sasinë e substancës dhe masës së hekurit që ka hyrë në reaksionet 2 dhe 3: v 2 (Fe): v 2 (FeCl 3) = 1:2; v 2 (Fe) = 1/2× v 2 (FeCl 3) = 0,043 mol; v 3 (Fe): v rem (HCl) = 1:2; v 3 (Fe) = 1/2×v rem (HCl) = 0,28 mol; v shuma (Fe) = v 2 (Fe) + v 3 (Fe) = 0,043+0,28 = 0,323 mol; m(Fe) = v shuma (Fe) ×M(Fe) = 0,323 ×56 = 18,088 g. Le të llogarisim sasinë e substancës dhe masën e hidrogjenit të çliruar në reaksionin 3: v(H2) = 1/2×v rem (HCl) = 0,28 mol; m(H 2) = v(H 2) ×M(H 2) = 0,28 × 2 = 0,56 g. Përcaktojmë masën e tretësirës që rezulton m' sol dhe pjesën masive të FeCl 2 në të: m’ sol = m sol (HCl) + m(Fe 3 O 4) + m(Fe) – m(H 2);

Objektivat e mësimit:

• Prezantoni nxënësit me elementin e grupit dytësor të Tabelës Periodike - hekurin, strukturën, vetitë e tij.
• Të njohë vendndodhjen e hekurit në natyrë, mënyrat e marrjes së tij, aplikimin, vetitë fizike.
• Të jetë në gjendje të karakterizojë hekurin si një element të një nëngrupi dytësor.
• Të jetë në gjendje të vërtetojë vetitë kimike të hekurit dhe përbërjeve të tij, të shkruajë ekuacionet e reaksionit në formë molekulare, jonike, redoks.
• Të zhvillojë aftësitë e nxënësve në përbërjen e ekuacioneve të reaksioneve që përfshijnë hekurin, të formojë njohuritë e nxënësve për reaksionet cilësore ndaj joneve të hekurit.
• Kultivoni interes për këtë temë.

Pajisjet: hekur (pluhur, gjilpërë, pjatë), squfur, balonë oksigjeni, acid klorhidrik, sulfat hekuri (II), klorur hekuri (III), hidroksid natriumi, kripëra gjaku të kuqe dhe të verdha.

GJATË KLASËVE

I. Momenti organizativ

II. Kontrollimi i detyrave të shtëpisë

III. Mësimi i materialit të ri

1. Prezantimi i mësuesit.

– Rëndësia e hekurit në jetë, roli i tij në historinë e qytetërimit. Një nga metalet më të zakonshme në koren e tokës është hekuri. Filloi të përdoret shumë më vonë se metalet e tjera (bakri, ari, zinku, plumbi, kallaji), gjë që ka shumë të ngjarë për shkak të ngjashmërisë së ulët të mineralit të hekurit me metalin. Për njerëzit primitivë ishte shumë e vështirë të kuptonin se metali mund të përftohej nga xeherori, i cili mund të përdorej me sukses në prodhimin e objekteve të ndryshme; kjo për shkak të mungesës së mjeteve dhe pajisjeve të nevojshme për organizimin e një procesi të tillë. Kaloi shumë kohë para se njeriu të mësonte të nxirrte hekur nga xeherori dhe të bënte çelik dhe gize prej tij.
Për momentin, xehet e hekurit janë një lëndë e parë e nevojshme për metalurgjinë e zezë, ato minerale pa të cilat asnjë vend industrial i zhvilluar nuk mund të bëjë. Prodhimi vjetor botëror i mineralit të hekurit është afërsisht 350,000,000 ton. Përdoren për shkrirjen e hekurit (përmbajtja e karbonit 0,2-0,4%), gizës (2,5-4% karbonit), çelikut (2,5-1,5% karbonit).Çeliku ka përdorimin më të përhapur në industri sesa hekuri dhe giza, që është pse ka kërkesa më të mëdha për shkrirjen e tij.
Për shkrirjen e gizës nga xeherorët e hekurit, përdoren furrat e shpërthimit që funksionojnë me qymyr ose koks; çeliku dhe hekuri shkrihen nga gize në furrat me vatrat e hapura, konvertuesit Bessemer ose metodën Thomas.
Metalet me ngjyra dhe lidhjet e tyre kanë një rëndësi të madhe në jetën dhe zhvillimin e shoqërisë njerëzore. Të gjitha llojet e sendeve shtëpiake dhe të konsumit janë prej hekuri. Qindra miliona tonë çelik dhe gize përdoren për të ndërtuar anije, aeroplanë, transport hekurudhor, makina, ura, hekurudha, ndërtesa të ndryshme, pajisje dhe gjëra të tjera. Nuk ka asnjë degë të bujqësisë dhe industrisë në të cilën nuk përdoret hekuri dhe lidhjet e tij të ndryshme.
Mineralet e pakta që gjenden zakonisht në natyrë që përmbajnë hekur janë minerali i hekurit. Të tilla minerale përfshijnë: mineral hekuri të murrmë, hematit, magnetit dhe të tjerë që formojnë depozita të mëdha dhe zënë zona të gjera.
Lidhja kimike e magnetitit ose mineralit magnetik të hekurit, i cili ka një ngjyrë hekuri të zezë dhe një veti unike - magnetizëm, është një përbërje e përbërë nga oksid hekuri dhe oksid hekuri. Në mjedisin natyror mund të gjendet si në formën e masave të grimcuara ose të ngurta, ashtu edhe në formën e kristaleve të formuara mirë. Minerali i hekurit është më i pasur me përmbajtjen e hekurit metalik të magnetitit (deri në 72%).
Depozitat më të mëdha të xeheve të magnetitit në vendin tonë ndodhen në Urale, në malet Vysokaya, Blagodat, Magnitnaya, në disa zona të Siberisë - pellgu i lumit Angara, mali Shoria, në territorin e Gadishullit Kola.

2. Punoni me klasën. Karakteristikat e hekurit si element kimik

a) Pozicioni në tabelën periodike:

Ushtrimi 1. Përcaktoni pozicionin e hekurit në tabelën periodike?

Përgjigje: Hekuri ndodhet në periudhën e 4-të madhore, rresht çift, grupi i 8-të, grupi minor.

b) struktura e atomit:

Detyra 2. Vizatoni përbërjen dhe strukturën e atomit të hekurit, formulën elektronike dhe qelizat.

Përgjigje: Fe +3 2) 8) 14) 2) metal

p = 26
e = 26
n = (56 – 26) = 30

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2

Pyetje. Në cilat shtresa të hekurit ndodhen elektronet valente? Pse?

Përgjigju. Elektronet e valencës janë të vendosura në shtresat e fundit dhe të parafundit, pasi ky është një element i nëngrupit dytësor.

Hekuri klasifikohet si d-element, bën pjesë në treshen e elementeve - metale (Fe-Co-Ni);

c) vetitë redoks të hekurit:

Pyetje.Çfarë është hekuri - një agjent oksidues apo një agjent reduktues? Çfarë gjendjesh oksidimi dhe valence shfaq?

Përgjigje:

Fe 0 – 2e = Fe +3) agjent reduktues
Fe 0 – 3e = Fe +3
s.o.+ 2,+ 3; valenca = II dhe III, valenca 7 – nuk tregon;

d) komponimet e hekurit:

FeO – oksid bazë
Fe(OH) 2 – bazë e patretshme
Fe 2 O 3 – oksid me shenja amfoteriteti
Fe(OH) 3 – një bazë me shenja amfoteriteti
Komponimet e avullueshme të hidrogjenit nuk janë.

d) të qenit në natyrë.

Hekuri është metali i dytë më i bollshëm në natyrë (pas aluminit).Në gjendje të lirë hekuri gjendet vetëm te meteoritët.Përbërjet natyrore më të rëndësishme:

FeO*3HO – mineral hekuri kafe,
FeO – mineral hekuri i kuq,
FeO (FeO*FeO) – mineral hekuri magnetik,
FeS – pirit hekuri (pirit)

Komponimet e hekurit gjenden në organizmat e gjallë.

3. Karakteristikat e substancës së thjeshtë hekur

a) struktura molekulare, lloji i lidhjes, lloji i rrjetës kristalore; (i pavarur)

b) vetitë fizike të hekurit

Hekuri është një metal gri argjendi që ka lakueshmëri të madhe, duktilitet dhe veti të forta magnetike. Dendësia e hekurit është 7,87 g/cm 3, pika e shkrirjes është 1539 t o C.

c) vetitë kimike të hekurit:

Atomet e hekurit dhurojnë elektrone në reaksione dhe shfaqin gjendje oksidimi prej + 2, + 3 dhe ndonjëherë + 6.
Në reaksione, hekuri është një agjent reduktues. Sidoqoftë, në temperatura të zakonshme nuk ndërvepron as me agjentët oksidues më aktivë (halogjene, oksigjen, squfur), por kur nxehet bëhet aktiv dhe reagon me to:

2Fe +3Cl 2 = 2FeCl 3 Klorur hekuri (III)
3Fe + 2O 2 = Fe 2 O 3 (FeO*Fe O) Oksid hekuri (III)
Fe +S = FeS Sulfidi i hekurit(II).

Në temperatura shumë të larta, hekuri reagon me karbonin, silicin dhe fosforin.

3Fe + C = Fe 3 C Karbit hekuri (çimentit)
3Fe + Si = Fe 3 Si Silicid hekuri
3Fe + 2P = Fe 3 P 2 Fosfidi i hekurit

Hekuri reagon me substanca komplekse.
Në ajër të lagësht, hekuri acidifikohet shpejt (gërryhet):

4Fe + 3O 2 + 6H 2 O = 4Fe(OH) 3
Fe(OH) 3 ––> FeOOH + H 2 O
Ndryshk

Hekuri është në mes të serisë së tensionit elektrokimik të metaleve, prandaj është një metal aktivitet mesatar. Aftësia reduktuese e hekurit është më e vogël se ajo e alkalit, metaleve alkaline tokësore dhe aluminit. Vetëm në temperatura të larta hekuri i nxehtë reagon me ujin:

3Fe + 4H 2 O = Fe 3 O 4 + 4H 2

Hekuri reagon me acide sulfurik dhe klorhidrik të holluar, duke zhvendosur hidrogjenin prej tyre:

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2
Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2
Fe 0 + 2H + = Fe 2+ + H 2 0

Në temperatura të zakonshme, hekuri nuk ndërvepron me acidin sulfurik të përqendruar, pasi pasivohet prej tij. Kur nxehet, acidi sulfurik i koncentruar oksidon hekurin në sulfat hekuri (III):

2Fe + 6H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Acidi nitrik i holluar oksidon hekurin në nitrat hekuri (III):

Fe + 4HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + NO + 2H 2 O

Acidi nitrik i koncentruar pasivizon hekurin.

Nga solucionet e kripës, hekuri zhvendos metalet që ndodhen në të djathtë të tij në serinë e tensionit elektrokimik:

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu,

d) përdorimi i hekurit (vetëm)

e) marrja (së bashku me studentët)

Në industri, hekuri fitohet duke e reduktuar atë nga mineralet e hekurit me karbon (koks) dhe monoksid karboni (II) në furrat e zjarrit.
Kimia e procesit të furrës së shpërthimit është si më poshtë:

C + O = CO
CO + C = 2 CO
3Fe 2 O 3 + CO = 2 Fe 3 O 4 + CO 2
Fe 3 O 4 + CO = 3 FeO + CO 2
FeO + CO = Fe + CO 2

4. Përbërjet e hekurit

Vetitë kimike të këtyre përbërjeve.

Shtim. Komponimet e hekurit (II) janë të paqëndrueshme, ato mund të oksidohen dhe të kthehen në komponime hekuri (III)

Fe +2 Cl 2 + Cl 2 = Fe +3 Cl 3 përbëjnë shtëpinë redoks
Fe +2 (OH) + H 2 O + O 2 = Fe +3 (OH) 3 skemat, barazohen.

Vetitë kimike të këtyre përbërjeve

Gjithashtu, një reagim cilësor ndaj Fe +2 është reagimi i kripërave të hekurit (II) me një substancë të quajtur kripë e kuqe e gjakut K3 - kjo është një përbërje komplekse.

3FeCl + 2K 3 = Fe 3)