Grundläggande kemiska egenskaper hos järn. Järn

17. d - element Järn, allmänna egenskaper, egenskaper. Oxider och hydroxider, CO- och OM-egenskaper, bioroll, förmåga till komplexbildning.

1. Allmänna egenskaper.

Järn - d-element i den sekundära undergruppen av den åttonde gruppen av den fjärde perioden av PSCE med atomnummer 26.

En av de vanligaste metallerna i jordskorpan (andra plats efter aluminium).

Ett enkelt ämne järn är en formbar silvervit metall med hög kemisk reaktivitet: järn snabbt korroderar vid höga temperaturer eller hög luftfuktighet.

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

I rent syre brinner järn, och i fint dispergerat tillstånd antänds det spontant i luft.

3Fe + 2O2 = FeO + Fe2O3

3Fe + 4H2O = FeO*Fe2O3

FeO*Fe2O3 = Fe3O4 (järnskal)

Egentligen kallas järn vanligtvis för dess legeringar med ett lågt innehåll av föroreningar (upp till 0,8%), som behåller mjukheten och duktiliteten hos ren metall. Men i praktiken används legeringar av järn med kol oftare: stål (upp till 2,14 viktprocent kol) och gjutjärn (mer än 2,14 viktprocent kol), samt rostfritt (legerat) stål med tillägg av legering metaller (krom, mangan, nickel, etc.). Kombinationen av de specifika egenskaperna hos järn och dess legeringar gör det till "metall nr 1" i betydelse för människor.

I naturen finns järn sällan i sin rena form, oftast förekommer det som en del av järn-nickel-meteoriter. Förekomsten av järn i jordskorpan är 4,65 % (4:e plats efter O, Si, Al). Man tror också att järn utgör det mesta av jordens kärna.

2.Egenskaper

1.Fysiska St. Järn är en typisk metall, i fritt tillstånd är det silvervit till färgen med en gråaktig nyans. Ren metall är formbar, olika föroreningar (särskilt kol) ökar dess hårdhet och sprödhet. Den har uttalade magnetiska egenskaper. Den så kallade "järntriaden" urskiljs ofta - en grupp av tre metaller (järn Fe, kobolt Co, nickel Ni) som har liknande fysikaliska egenskaper, atomradier och elektronegativitetsvärden.

2.Kemiska St. Islands.

Oxidationstillstånd	Oxid	Hydroxid	Karaktär	Anteckningar
			Svagt grundläggande
			Mycket svag bas, ibland amfoterisk
	Inte fått	*	Syra	Starkt oxidationsmedel

För järn är oxidationstillstånden för järn karakteristiska - +2 och +3.

Oxidationstillståndet +2 motsvarar svart oxid FeO och grön hydroxid Fe(OH) 2 . De är grundläggande. I salter finns Fe(+2) som en katjon. Fe(+2) är ett svagt reduktionsmedel.

+3 oxidationstillstånd motsvarar rödbrun Fe 2 O 3 oxid och brun Fe(OH) 3 hydroxid. De är amfotera till sin natur, även om deras sura och basiska egenskaper är svagt uttryckta. Så, Fe 3+ joner är helt hydrolyseradesäven i en sur miljö. Fe (OH) 3 löser sig (och även då inte helt), endast i koncentrerade alkalier. Fe 2 O 3 reagerar med alkalier endast när den smälts, vilket ger ferriter(formella salter av en syra som inte finns i fri form av syra HFeO 2):

Järn (+3) uppvisar oftast svaga oxiderande egenskaper.

Oxidationstillstånden +2 och +3 övergår lätt mellan sig när redoxförhållandena ändras.

Dessutom finns det Fe 3 O 4-oxid, det formella oxidationstillståndet för järn i vilket är +8/3. Denna oxid kan emellertid också betraktas som järn(II)ferrit Fe +2 (Fe +3 O 2) 2 .

Det finns också ett oxidationstillstånd på +6. Motsvarande oxid och hydroxid finns inte i fri form, men salter - ferrater (till exempel K 2 FeO 4) har erhållits. Järn (+6) finns i dem i form av en anjon. Ferrater är starka oxidationsmedel.

Rent metalliskt järn är stabilt i vatten och i utspädda lösningar. alkalier. Järn löser sig inte i kall koncentrerad svavelsyra och salpetersyra på grund av passiveringen av metallytan med en stark oxidfilm. Varm koncentrerad svavelsyra, som är ett starkare oxidationsmedel, interagerar med järn.

MED saltsyra och utspädd (cirka 20%) svavel- syror järn reagerar och bildar järn(II)salter:

När järn reagerar med cirka 70 % svavelsyra vid upphettning fortsätter reaktionen med bildningen järn(III)sulfat:

3. Oxider och hydroxider, CO och OM char-ka ...

Järn(II)-föreningar

Järnoxid (II) FeO har grundläggande egenskaper, den motsvarar basen Fe (OH) 2. Salter av järn (II) har en ljusgrön färg. Vid lagring, särskilt i fuktig luft, blir de bruna på grund av oxidation till järn (III). Samma process sker under lagring av vattenlösningar av järn(II)-salter:

Av järn(II)salter i vattenlösningar, stabila morasalt- dubbel ammonium och järn (II) sulfat (NH 4) 2 Fe (SO 4) 2 6H 2 O.

Reagenset för Fe 2+-joner i lösning kan vara kaliumhexacyanoferrat(III) K 3 (rött blodsalt). När Fe 2+ och 3− joner interagerar bildas en fällning turnbull blå:

För kvantitativ bestämning av järn (II) i lösning, använd fenantrolin, som bildar ett rött FePhen 3-komplex med järn (II) i ett brett pH-område (4-9)

Järn(III)-föreningar

Järn(III)oxid Fe 2 O 3 svagt amfoteren, det motsvarar en ännu svagare än Fe (OH) 2, bas Fe (OH) 3, som reagerar med syror:

Fe3+-salter tenderar att bilda kristallina hydrater. I dem är Fe 3+-jonen vanligtvis omgiven av sex vattenmolekyler. Sådana salter är rosa eller lila till färgen Fe 3+-jonen är fullständigt hydrolyserad även i en sur miljö. Vid pH>4 är denna jon nästan fullständigt utfälld i form av Fe (OH) 3:

Vid partiell hydrolys av Fe 3+-jonen bildas polynukleära oxo- och hydroxokationer, på grund av vilka lösningarna blir bruna. Huvudegenskaperna hos järn(III)hydroxid Fe (OH) 3 är mycket svagt uttryckta. Det kan endast reagera med koncentrerade alkalilösningar:

De resulterande järn(III)-hydroxokomplexen är stabila endast i starkt alkaliska lösningar. När lösningar späds ut med vatten förstörs de och Fe (OH) 3 fälls ut.

När det smälts samman med alkalier och oxider av andra metaller bildar Fe 2 O 3 en mängd olika ferriter:

Järn(III)-föreningar i lösningar reduceras med metalliskt järn:

Järn(III) kan bilda dubbla sulfater med enkelladdade katjoner typ alun t ex KFe (SO 4) 2 - kaliumjärnalun, (NH 4) Fe (SO 4) 2 - järnammoniumalun, etc.

För kvalitativ detektion av järn(III)-föreningar i en lösning används en kvalitativ reaktion av Fe 3+-joner med tiocyanatjoner SCN − . När Fe 3+ joner interagerar med SCN − anjoner bildas en blandning av klarröda järntiocyanatkomplex 2+ , + , Fe(SCN) 3 , -. Blandningens sammansättning (och därmed intensiteten av dess färg) beror på olika faktorer, så denna metod är inte tillämplig för noggrann kvalitativ bestämning av järn.

Ett annat högkvalitativt reagens för Fe 3+-joner är kaliumhexacyanoferrat(II) K 4 (gult blodsalt). När Fe 3+ och 4− joner interagerar bildas en klarblå fällning preussisk blå:

Järn(VI)-föreningar

ferrates- salter av järnsyra H 2 FeO 4 som inte finns i fri form. Dessa är violettfärgade föreningar, som påminner om permanganater i oxiderande egenskaper och sulfater i löslighet. Ferrater erhålls genom inverkan av gasformiga klor eller ozon på en suspension av Fe (OH)3 i alkali t.ex. kaliumferrat(VI)K2FeO4. Ferrater är lila färgade.

Ferrater kan också erhållas elektrolys 30% alkalilösning på en järnanod:

Ferrater är starka oxidationsmedel. I en sur miljö sönderdelas de med frisättning av syre:

De oxiderande egenskaperna hos ferrater är vana vid vattendesinfektion.

4. Biorol

1) I levande organismer är järn ett viktigt spårämne som katalyserar processerna för syreutbyte (andning).

2) Järn ingår vanligtvis i enzymer i form av ett komplex, speciellt detta komplex finns i hemoglobin, det viktigaste proteinet som ger syretransport med blod till alla mänskliga och djurs organ. Och det är han som färgar blodet i en karaktäristisk röd färg.

4) En överdos av järn (200 mg och över) kan ha en toxisk effekt. En överdos av järn trycker ner kroppens antioxidantsystem, så det rekommenderas inte att använda järnpreparat för friska människor.

DEFINITION

Järn- ett element i den åttonde gruppen av den fjärde perioden av det periodiska systemet av kemiska element av D. I. Mendeleev.

Och det tröga talet är 26. Symbolen är Fe (lat. "ferrum"). En av de vanligaste metallerna i jordskorpan (andra plats efter aluminium).

Fysiska egenskaper hos järn

Järn är en grå metall. I sin rena form är den ganska mjuk, formbar och formbar. Den elektroniska konfigurationen av den externa energinivån är 3d 6 4s 2 . I sina föreningar uppvisar järn oxidationstillstånden "+2" och "+3". Smältpunkten för järn är 1539C. Järn bildar två kristallina modifikationer: α- och γ-järn. Den första av dem har ett kubiskt kroppscentrerat galler, den andra har ett kubiskt ansiktscentrerat. α-Järn är termodynamiskt stabilt i två temperaturområden: under 912 och från 1394C till smältpunkten. Mellan 912 och 1394C är y-järn stabilt.

Järns mekaniska egenskaper beror på dess renhet - innehållet i det av även mycket små mängder andra element. Fast järn har förmågan att lösa upp många grundämnen i sig.

Järns kemiska egenskaper

I fuktig luft rostar järn snabbt, d.v.s. täckt med en brun beläggning av hydratiserad järnoxid, som på grund av sin sprödhet inte skyddar järn från ytterligare oxidation. I vatten korroderar järn intensivt; med riklig tillgång på syre bildas hydratiserade former av järnoxid (III):

2Fe + 3/2O2 + nH2O = Fe2O3 × H2O.

Med syrebrist eller med svår åtkomst bildas en blandad oxid (II, III) Fe 3 O 4:

3Fe + 4H2O (v) ↔ Fe3O4 + 4H2.

Järn löser sig i saltsyra i vilken koncentration som helst:

Fe + 2HCl \u003d FeCl2 + H2.

På liknande sätt sker upplösning i utspädd svavelsyra:

Fe + H 2 SO 4 \u003d FeSO 4 + H 2.

I koncentrerade lösningar av svavelsyra oxideras järn till järn (III):

2Fe + 6H 2 SO 4 \u003d Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O.

Men i svavelsyra, vars koncentration är nära 100%, blir järn passivt och det finns praktiskt taget ingen interaktion. I utspädda och måttligt koncentrerade lösningar av salpetersyra löses järn:

Fe + 4HNO3 \u003d Fe (NO3)3 + NO + 2H2O.

Vid höga koncentrationer av salpetersyra saktar upplösningen ner och järn blir passivt.

Liksom andra metaller reagerar järn med enkla ämnen. Reaktionerna av interaktionen mellan järn och halogener (oavsett vilken typ av halogen) som sker vid upphettning. Interaktionen mellan järn och brom fortsätter vid ett ökat ångtryck av det senare:

2Fe + 3Cl 2 \u003d 2FeCl 3;

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

Interaktionen mellan järn och svavel (pulver), kväve och fosfor uppstår också vid uppvärmning:

6Fe + N2 = 2Fe3N;

2Fe + P = Fe2P;

3Fe + P = Fe 3 P.

Järn kan reagera med icke-metaller som kol och kisel:

3Fe + C = Fe3C;

Bland reaktionerna av interaktionen av järn med komplexa ämnen spelar följande reaktioner en speciell roll - järn kan reducera metaller som finns i aktivitetsserien till höger om det, från saltlösningar (1), för att reducera järn (III) ) föreningar (2):

Fe + CuSO4 \u003d FeSO4 + Cu (1);

Fe + 2FeCl3 = 3FeCl2 (2).

Järn, vid förhöjt tryck, reagerar med en icke-saltbildande oxid - CO för att bilda ämnen med komplex sammansättning - karbonyler - Fe (CO) 5, Fe 2 (CO) 9 och Fe 3 (CO) 12.

Järn, i frånvaro av föroreningar, är stabilt i vatten och i utspädda alkalilösningar.

Får järn

Det huvudsakliga sättet att få järn är från järnmalm (hematit, magnetit) eller elektrolys av lösningar av dess salter (i det här fallet erhålls "rent" järn, d.v.s. järn utan föroreningar).

Exempel på problemlösning

EXEMPEL 1

Träning

Järnvåg Fe3O4 som vägde 10 g behandlades först med 150 ml saltsyralösning (densitet 1,1 g/ml) med en massfraktion av väteklorid 20%, och sedan sattes ett överskott av järn till den resulterande lösningen. Bestäm lösningens sammansättning (i viktprocent).

Lösning

Vi skriver reaktionsekvationerna enligt problemets tillstånd: 8HCl + Fe3O4 \u003d FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O (1); 2FeCl3 + Fe = 3FeCl2 (2). Genom att känna till densiteten och volymen av en saltsyralösning kan du hitta dess massa: m sol (HCl) = V(HCl) x p (HCl); m sol (HCl) \u003d 150 × 1,1 \u003d 165 g. Beräkna massan av väteklorid: m(HCl)=msol(HCl)×ω(HCl)/100%; m(HCl) = 165 x 20 %/100 % = 33 g. Den molära massan (massan av en mol) av saltsyra, beräknad med hjälp av tabellen över kemiska grundämnen i D.I. Mendeleev - 36,5 g / mol. Hitta mängden vätekloridämne: v(HCl) = m(HCl)/M(HCl); v (HCl) \u003d 33 / 36,5 \u003d 0,904 mol. Molmassa (massa av en mol) av skalan, beräknad med hjälp av tabellen över kemiska grundämnen för D.I. Mendeleev - 232 g/mol. Hitta mängden skalsubstans: v (Fe 3 O 4) \u003d 10/232 \u003d 0,043 mol. Enligt ekvation 1, v(HCl): v(Fe 3 O 4) \u003d 1: 8, därför v (HCl) \u003d 8 v (Fe 3 O 4) \u003d 0,344 mol. Då kommer mängden vätekloridsubstans beräknad enligt ekvationen (0,344 mol) att vara mindre än vad som anges i problemets tillstånd (0,904 mol). Därför är saltsyra i överskott och en annan reaktion kommer att fortsätta: Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 (3). Låt oss bestämma mängden järnkloridsubstans som bildas som ett resultat av den första reaktionen (index anger en specifik reaktion): v 1 (FeCl2): ​​v (Fe2O3) = 1:1 = 0,043 mol; v1 (FeCl3): v (Fe2O3) = 2:1; v 1 (FeCl3) = 2 x v (Fe2O3) = 0,086 mol. Låt oss bestämma mängden väteklorid som inte reagerade i reaktion 1 och mängden järn(II)kloridsubstans som bildades under reaktion 3: v rem (HCl) \u003d v (HCl) - v 1 (HCl) \u003d 0,904 - 0,344 \u003d 0,56 mol; v 3 (FeCl 2): ​​v rem (HCl) = 1:2; v 3 (FeCl 2) \u003d 1/2 × v rem (HCl) \u003d 0,28 mol. Låt oss bestämma mängden FeCl 2-ämne som bildas under reaktion 2, den totala mängden FeCl 2-ämne och dess massa: v2 (FeCl3) = v1 (FeCl3) = 0,086 mol; v 2 (FeCl 2): ​​​​v 2 (FeCl 3) = 3:2; v2 (FeCl2) = 3/2 x v2 (FeCl3) = 0,129 mol; v summa (FeCl 2) \u003d v 1 (FeCl 2) + v 2 (FeCl 2) + v 3 (FeCl 2) \u003d 0,043 + 0,129 + 0,28 \u003d 0,452 mol; m (FeCl 2) \u003d v summa (FeCl 2) × M (FeCl 2) \u003d 0,452 × 127 \u003d 57,404 g. Låt oss bestämma mängden ämne och massan av järn som gick in i reaktionerna 2 och 3: v2 (Fe): v2 (FeCl3) = 1:2; v 2 (Fe) \u003d 1/2 × v 2 (FeCl 3) \u003d 0,043 mol; v3 (Fe): v rem (HCl) = 1:2; v3 (Fe) = 1/2 x v rem (HCl) = 0,28 mol; v summa (Fe) \u003d v 2 (Fe) + v 3 (Fe) \u003d 0,043 + 0,28 \u003d 0,323 mol; m(Fe) = v summa (Fe) ×M(Fe) = 0,323 ×56 = 18,088 g. Låt oss beräkna mängden ämne och massan väte som frigörs i reaktion 3: v (H 2) \u003d 1/2 × v rem (HCl) \u003d 0,28 mol; m (H 2) \u003d v (H 2) × M (H 2) \u003d 0,28 × 2 \u003d 0,56 g. Vi bestämmer massan av den resulterande lösningen m 'sol och massfraktionen av FeCl 2 i den: m’ sol \u003d m sol (HCl) + m (Fe3O4) + m (Fe) - m (H2);

Lektionens mål:

• Att introducera eleverna till elementet i sidogruppen i det periodiska systemet - järn, dess struktur, egenskaper.
• Att veta närvaron av järn i naturen, metoder för dess produktion, tillämpning, fysikaliska egenskaper.
• Kunna karakterisera järn som ett element i en sekundär undergrupp.
• Kunna bevisa de kemiska egenskaperna hos järn och dess föreningar, skriva reaktionsekvationerna i molekylär, jonisk, redoxform.
• Att utveckla elevernas färdigheter i att sammanställa reaktionsekvationer som involverar körteln, att forma elevernas kunskaper om kvalitativa reaktioner på körteljoner.
• Odla intresset för ämnet.

Utrustning: järn (pulver, stift, platta), svavel, syrgaskolv, saltsyra, järn(II)sulfat, järn(III)klorid, natriumhydroxid, röda och gula blodsalter.

UNDER KLASSERNA

I. Organisatoriskt ögonblick

II. Kollar läxor

III. Att lära sig nytt material

1. Introduktion av läraren.

- Värdet av järn i livet, dess roll i civilisationens historia. En av de vanligaste metallerna i jordskorpan är järn. Det började användas mycket senare än andra metaller (koppar, guld, zink, bly, tenn), vilket med största sannolikhet beror på den lilla likheten mellan järnmalm och metall. Det var mycket svårt för primitiva människor att gissa att metall kan erhållas från malm, som framgångsrikt kan användas vid tillverkning av olika föremål, på grund av bristen på verktyg och nödvändiga anordningar för att organisera en sådan process. Fram till den tid då en person lärde sig att få järn från malm och göra stål och gjutjärn av det, gick det ganska lång tid.
Just nu är järnmalmer en nödvändig råvara för järnmetallurgi, de mineraler som inget utvecklat industriland kan klara sig utan. För året är världsproduktionen av järnmalm cirka 350 000 000 ton. De används för att smälta järn (kolhalt 0,2-0,4%), gjutjärn (2,5-4% kol), stål (2,5-1,5% kol) Stål har den mest utbredda användningen inom industrin än järn och tackjärn, och därför finns det är mer efterfrågan på sin smältning.
För smältning av tackjärn från järnmalm används masugnar som arbetar på kol eller koks, omsmältningen av stål och järn från tackjärn sker i reflekterande öppenhärdsugnar, Bessemer-konverterare eller Thomasmetoden.
Järnmetaller och deras legeringar är av stor betydelse för det mänskliga samhällets liv och utveckling. Alla typer av hushållsartiklar och konsumtionsvaror är gjorda av järn. För konstruktion av fartyg, flygplan, järnvägstransporter, bilar, broar, järnvägar, olika byggnader, utrustning och annat används hundratals miljoner ton stål och gjutjärn. Det finns ingen gren av jordbruk och industri som inte använder järn och dess olika legeringar.
Få mineraler som ofta finns i naturen, med järn i sin sammansättning, är just järnmalm. Dessa mineraler inkluderar: brun järnmalm, hematit, magnetit och andra som bildar stora avlagringar och upptar stora områden.
Det kemiska förhållandet mellan magnetit eller magnetisk järnmalm, som har järn - svart färg och en unik egenskap - magnetism, är en förening som består av järnoxid och järnoxid. I den naturliga miljön kan den hittas både i form av granulära eller kontinuerliga massor och i form av välformade kristaller. Järnmalm är rikast på halten av metallisk järnmagnetit (upp till 72%).
De största fyndigheterna av magnetitmalmer i vårt land ligger i Ural, i bergen High, Blagodat, Magnitnaya, i vissa regioner i Sibirien - bassängen av floden Angara, Gornaya Shoria, på Kolahalvöns territorium.

2. Arbeta med klassen. Egenskaper för järn som ett kemiskt element

a) Position i det periodiska systemet:

Övning 1. Bestäm järnets position i det periodiska systemet?

Svar: Iron ligger i den 4:e stora perioden, jämn rad, 8:e grupp, sidogrupp.

b) atomens struktur:

Uppgift 2. Skissa sammansättningen och strukturen av järnatomen, den elektroniska formeln och cellerna.

Svar: Fe +3 2) 8) 14) 2) metall

p = 26
e = 26
n = (56 - 26) = 30

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

Fråga. Vilka lager av järn har valenselektroner? Varför?

Svar. Valenselektroner finns på det sista och näst sista lagret, eftersom detta är ett element i en sidoundergrupp.

Järn klassificeras som ett d-element, det är en del av triaden av element - metaller (Fe-Co-Ni);

c) järns redoxegenskaper:

Fråga. Vad är ett oxiderande eller reduktionsmedel? Vilka oxidationstillstånd och valens uppvisar den?

Svar:

Fe 0 - 2e \u003d Fe +3) reduktionsmedel
Fe 0 - 3e \u003d Fe +3
s.d. + 2, + 3; valens \u003d II och III, valens 7 - visas inte;

d) järnföreningar:

FeO - basisk oxid
Fe (OH)2 - olöslig bas
Fe 2 O 3 - oxid med tecken på amfoterism
Fe (OH) 3 - bas med tecken på amfoterism
Flyktiga väteföreningar är det inte.

e) att vara i naturen.

Järn är den näst vanligaste metallen i naturen (efter aluminium) I fritt tillstånd finns järn endast i meteoriter. De viktigaste naturliga föreningarna:

FeO * 3HO - brun järnmalm,
FeO - röd järnmalm,
FeO (FeO*FeO) - magnetisk järnmalm,
FeS - järnkis (pyrit)

Järnföreningar är en del av levande organismer.

3. Egenskaper för ett enkelt järnämne

a) molekylens struktur, typen av bindning, typen av kristallgitter; (oberoende)

b) fysikaliska egenskaper hos järn

Järn är en silvergrå metall, har stor formbarhet, duktilitet och starka magnetiska egenskaper. Järnets densitet är 7,87 g / cm 3, smältpunkten är 1539 t o C.

c) järns kemiska egenskaper:

Järnatomer donerar elektroner i reaktioner och visar oxidationstillstånd + 2, + 3 och ibland + 6.
I reaktioner är järn ett reduktionsmedel. Men vid normal temperatur interagerar det inte ens med de mest aktiva oxidationsmedlen (halogener, syre, svavel), men när det värms upp blir det aktivt och reagerar med dem:

2Fe + 3Cl 2 \u003d 2FeCl 3 Järn (III) klorid
3Fe + 2O 2 \u003d Fe 2 O 3 (FeO * Fe O) Järnoxid (III)
Fe +S = FeS Järn(II)sulfid

Vid mycket höga temperaturer reagerar järn med kol, kisel och fosfor.

3Fe + C = Fe 3 C Järnkarbid (cementit)
3Fe + Si = Fe3Si Järnsilicid
3Fe + 2P = Fe 3 P 2 Järnfosfid

Järn reagerar med komplexa ämnen.
I fuktig luft oxiderar järn snabbt (korroderar):

4Fe + 3O 2 + 6H 2 O \u003d 4Fe (OH) 3
Fe(OH)3 ––> FeOOH + H2O
Rost

Järn är i mitten av den elektrokemiska spänningsserien av metaller, därför är det en metall genomsnittlig aktivitet. Järns reducerande förmåga är mindre än för alkali, jordalkalimetaller och aluminium. Endast vid höga temperaturer reagerar varmt järn med vatten:

3Fe + 4H 2 O \u003d Fe 3 O 4 + 4H 2

Järn reagerar med utspädda svavel- och saltsyror och ersätter väte från dem:

Fe + 2HCl \u003d FeCl2 + H2
Fe + H 2 SO 4 \u003d FeSO 4 + H 2
Feo + 2H+ = Fe2+ + H20

Vid vanliga temperaturer interagerar järn inte med koncentrerad svavelsyra, eftersom det passiveras av det. Vid upphettning oxiderar koncentrerad svavelsyra järn till järn(III)sulfat:

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

Utspädd salpetersyra oxiderar järn till järn(III)nitrat:

Fe + 4HNO 3 \u003d Fe (NO 3) 3 + NO + 2H 2 O

Koncentrerad salpetersyra passiverar järnet.

Från saltlösningar förskjuter järn metaller som är belägna till höger om det i den elektrokemiska serien av spänningar:

Fe + CuSO 4 \u003d FeSO 4 + Cu,

d) användningen av järn (oberoende)

e) ta emot (tillsammans med elever)

Inom industrin erhålls järn genom att reducera det från järnmalmer med kol (koks) och kolmonoxid (II) i masugnar.
Kemin i domänprocessen är som följer:

C+O=CO
CO + C = 2CO
3Fe 2 O 3 + CO \u003d 2Fe 3 O 4 + CO 2
Fe 3 O 4 + CO \u003d 3FeO + CO 2
FeO + CO \u003d Fe + CO 2

4. Järnföreningar

Kemiska egenskaper hos dessa föreningar.

Tillägg. Järn(II)föreningar är instabila, de kan oxidera och omvandlas till järn(III)föreningar

Fe +2 Cl 2 + Cl 2 \u003d Fe +3 Cl 3 utgör redoxhus
Fe +2 (OH) + H2O + O2 \u003d Fe +3 (OH) 3-scheman, utjämna.

Kemiska egenskaper hos dessa föreningar

En kvalitativ reaktion på Fe + 2 är också reaktionen av järn (II) salter med ett ämne som kallas rött blodsalt K 3 - detta är en komplex förening.

3FeCl + 2K 3 \u003d Fe 3)