Demirin temel kimyasal özellikleri. Ütü

17. D -elementler Demir, genel özellikleri, özellikleri. Oksitler ve hidroksitler, CO ve OM özellikleri, biyorol, kompleks oluşturma yeteneği.

1. Genel özellikler.

Ütü - atom numarası 26 olan PSHE'nin dördüncü periyodunun sekizinci grubunun yan alt grubunun d-elementi.

Yer kabuğunda en yaygın metallerden biri (alüminyumdan sonra ikinci sırada).

Basit bir madde olan demir, yüksek kimyasal reaktiviteye sahip, dövülebilir gümüş-beyaz bir metaldir: hızlı bir şekilde ütüleyin paslanır yüksek sıcaklıklarda veya havadaki yüksek nemde.

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

Demir saf oksijende yanar ve ince bir şekilde dağılmış halde havada kendiliğinden tutuşur.

3Fe + 2O2 = FeO + Fe2O3

3Fe + 4H2O = FeO*Fe2O3

FeO*Fe2O3 = Fe3O4 (demir ölçeği)

Aslında demir genellikle saf metalin yumuşaklığını ve sünekliğini koruyan, düşük safsızlık içeriğine (% 0,8'e kadar) sahip alaşımları olarak adlandırılır. Ancak pratikte, karbonlu demir alaşımları daha sık kullanılır: çelik (ağırlıkça% 2,14'e kadar karbon) ve dökme demir (ağırlıkça% 2,14'ten fazla karbon) ve ayrıca alaşım ilavesiyle paslanmaz (alaşımlı) çelik metaller (krom, manganez, nikel vb.). Demir ve alaşımlarının kendine özgü özelliklerinin birleşimi, onu insanlar için önemli olan “1 numaralı metal” yapar.

Doğada demir nadiren saf haliyle bulunur; çoğunlukla demir-nikel göktaşlarında bulunur. Yer kabuğundaki demir bolluğu %4,65'tir (O, Si, Al'den sonra 4. sırada). Demirin ayrıca dünyanın çekirdeğinin çoğunu oluşturduğuna inanılıyor.

2.Özellikler

1.Fiziksel St. Demir tipik bir metaldir; serbest durumda gümüşi beyaz renkte ve grimsi bir renk tonuna sahiptir. Saf metal sünektir; çeşitli yabancı maddeler (özellikle karbon) sertliğini ve kırılganlığını arttırır. Belirgin manyetik özelliklere sahiptir. Sözde "demir üçlüsü" sıklıkla ayırt edilir - benzer fiziksel özelliklere, atom yarıçaplarına ve elektronegatiflik değerlerine sahip üç metalden oluşan bir grup (demir Fe, kobalt Co, nikel Ni).

2.Kimyasal St.

Paslanma durumu	Oksit	Hidroksit	Karakter	Notlar
			Zayıf temel
			Çok zayıf baz, bazen amfoterik
	Alınamadı	*	Asit	Güçlü oksitleyici ajan

Demir, demirin oksidasyon durumları - +2 ve +3 ile karakterize edilir.

Oksidasyon durumu +2, siyah oksit FeO ve yeşil hidroksit Fe(OH)2'ye karşılık gelir. Doğası gereği temeldirler. Tuzlarda Fe(+2) katyon halinde bulunur. Fe(+2) zayıf bir indirgeyici ajandır.

Oksidasyon durumu +3, kırmızı-kahverengi oksit Fe203 ve kahverengi hidroksit Fe(OH)3'e karşılık gelir. Asidik olmasına rağmen doğası gereği amfoteriktirler ve temel özellikleri zayıf bir şekilde ifade edilir. Böylece Fe 3+ iyonları tamamen hidrolize etmek asidik bir ortamda bile. Fe(OH) 3 yalnızca konsantre alkalilerde çözünür (ve o zaman bile tamamen çözülmez). Fe 2 O 3 alkalilerle yalnızca füzyon üzerine reaksiyona girer ve ferritler(serbest formda bulunmayan HFeO2 asidinin formal asit tuzları):

Demir (+3) çoğunlukla zayıf oksitleyici özellikler gösterir.

Redoks koşulları değiştiğinde oksidasyon durumları +2 ve +3 kolaylıkla birbirleri arasında değişir.

Ayrıca +8/3 olan demirin formal oksidasyon durumu olan Fe304 oksit de vardır. Ancak bu oksit demir (II) ferrit Fe +2 (Fe +3 O 2) 2 olarak da düşünülebilir.

Ayrıca +6 oksidasyon durumu da vardır. Karşılık gelen oksit ve hidroksit serbest formda mevcut değildir, ancak tuzlar elde edilir - ferratlar (örneğin, K2FeO4). Demir (+6) içlerinde anyon formunda bulunur. Ferratlar güçlü oksitleyici ajanlardır.

Saf metalik demir suda ve seyreltik çözeltilerde stabildir alkaliler. Demir, metal yüzeyinin güçlü bir oksit filmi ile pasifleştirilmesi nedeniyle soğuk konsantre sülfürik ve nitrik asitlerde çözünmez. Daha güçlü bir oksitleyici madde olan sıcak konsantre sülfürik asit, demir ile etkileşime girer.

İLE tuz ve seyreltilmiş (yaklaşık %20) kükürt asitler demir, demir(II) tuzları oluşturmak üzere reaksiyona girer:

Demir ısıtıldığında yaklaşık %70 sülfürik asitle reaksiyona girdiğinde reaksiyon şu şekilde ilerler: demir(III) sülfat:

3. Oksitler ve hidroksitler, CO ve OM özellikleri...

Demir(II) bileşikleri

Demir(II) oksit FeO temel özelliklere sahiptir; Fe(OH)2 bazı buna karşılık gelir. Demir (II) tuzları açık yeşil renktedir. Özellikle nemli havada saklandıklarında demire (III) oksidasyon nedeniyle kahverengiye dönerler. Demir(II) tuzlarının sulu çözeltileri depolanırken de aynı süreç meydana gelir:

Sulu çözeltilerdeki demir(II) tuzlarına karşı stabildir Mohr tuzu- çift amonyum ve demir(II) sülfat (NH4)2Fe(S04)2 6H20.

Solüsyondaki Fe 2+ iyonları için bir reaktif şunlar olabilir: potasyum hekzasiyanoferrat(III) K3 (kırmızı kan tuzu). Fe 2+ ve 3− iyonları etkileştiğinde bir çökelti oluşur Turnbull mavisi:

Çözeltideki demirin (II) kantitatif tayini için aşağıdakileri kullanın: fenantrolin geniş bir pH aralığında (4-9) demir (II) ile kırmızı bir FePhen 3 kompleksi oluşturur

Demir(III) bileşikleri

Demir(III) oksit Fe203 zayıf amfoterik asitlerle reaksiyona giren Fe(OH) 2, Fe(OH) 3'ten daha zayıf bir bazla yanıtlanır:

Fe3+ tuzları kristal hidratların oluşumuna eğilimlidir. İçlerinde Fe3+ iyonu genellikle altı su molekülü ile çevrilidir. Bu tür tuzlar pembe veya mor renktedir Fe3+ iyonu asidik ortamda bile tamamen hidrolize edilir. PH>4'te bu iyon neredeyse tamamen çöker Fe(OH)3 olarak:

Fe3+ iyonunun kısmi hidrolizi ile polinükleer okso- ve hidroksokasyon katyonları oluşur, bu nedenle çözeltiler kahverengiye döner.Demir(III) hidroksit Fe(OH)3'ün temel özellikleri çok zayıf bir şekilde ifade edilir. Yalnızca konsantre alkali çözeltileriyle reaksiyona girebilir:

Sonuçta ortaya çıkan demir(III)'ün hidrokso kompleksleri yalnızca güçlü alkali çözeltilerde stabildir. Çözeltiler su ile seyreltildiğinde yok edilirler ve Fe(OH)3 çöker.

Fe203, diğer metallerin alkalileri ve oksitleriyle alaşımlandığında çeşitli bileşikler oluşturur. ferritler:

Çözeltilerdeki demir(III) bileşikleri metalik demir ile indirgenir:

Demir (III) tek şarjla çift sülfat oluşturabilir katyonlar tip şapörneğin, KFe(SO 4) 2 - demir-potasyum şap, (NH4) Fe(S04) 2 - demir-amonyum şap, vb.

Solüsyondaki demir(III) bileşiklerinin kalitatif tespiti için Fe3+ iyonlarının tiyosiyanat iyonlarıyla kalitatif reaksiyonu kullanılır. SCN − . Fe3+ iyonları SCN− anyonlarıyla etkileşime girdiğinde, parlak kırmızı demir tiyosiyanat kompleksleri 2+, +, Fe(SCN)3, -'den oluşan bir karışım oluşur. Karışımın bileşimi (ve dolayısıyla renginin yoğunluğu) çeşitli faktörlere bağlıdır, bu nedenle bu yöntem demirin kalitatif olarak doğru bir şekilde belirlenmesi için geçerli değildir.

Fe 3+ iyonları için bir başka yüksek kaliteli reaktif ise potasyum hekzasiyanoferrat(II) K 4 (sarı kan tuzu). Fe 3+ ve 4− iyonları etkileştiğinde parlak mavi bir çökelti oluşur Prusya mavisi:

Demir(VI) bileşikleri

Ferratalar- serbest formda bulunmayan demir asit H2FeO4 tuzları. Bunlar, oksidatif özellikleri bakımından permanganatları ve çözünürlükleri bakımından sülfatları anımsatan mor renkli bileşiklerdir. Ferratlar gaz halindeki hareketlerle üretilir klor veya ozon alkalide asılı Fe(OH)3 için örneğin potasyum ferrat(VI) K2FeO4. Ferratlar mor renklidir.

Ferratalar da elde edilebilir elektroliz Demir anotta %30 alkali çözelti:

Ferratlar güçlü oksitleyici ajanlardır. Asidik bir ortamda oksijen salınımıyla ayrışırlar:

Ferratların oksitleyici özellikleri aşağıdaki amaçlar için kullanılır: su dezenfeksiyonu.

4.Biyorol

1) Canlı organizmalarda demir, oksijen değişimi (solunum) süreçlerini katalize eden önemli bir eser elementtir.

2) Demir genellikle enzimlerin içerisinde kompleks halinde bulunur.Özellikle bu kompleks, kandaki oksijenin insan ve hayvanların tüm organlarına taşınmasını sağlayan en önemli protein olan hemoglobinde bulunur. Ve kanı karakteristik kırmızı rengine boyayan da odur.

4) Aşırı dozda demir (200 mg ve üzeri) toksik etki yaratabilir. Aşırı dozda demir vücudun antioksidan sistemini inhibe eder, bu nedenle sağlıklı kişilerin demir takviyesi alması önerilmez.

TANIM

Ütü- D. I. Mendeleev'in Periyodik Kimyasal Element Tablosunun dördüncü periyodunun sekizinci grubunun elemanı.

Cilt numarası ise 26'dır. Sembolü Fe'dir (Latince "ferrum"). Yer kabuğunda en yaygın metallerden biri (alüminyumdan sonra ikinci sırada).

Demirin fiziksel özellikleri

Demir gri bir metaldir. Saf haliyle oldukça yumuşak, dövülebilir ve viskozdur. Dış enerji seviyesinin elektronik konfigürasyonu 3d 6 4s 2'dir. Bileşiklerinde demir “+2” ve “+3” oksidasyon durumlarını sergiler. Demirin erime noktası 1539°C'dir. Demir iki kristal modifikasyon oluşturur: α- ve γ-demir. Bunlardan ilki cisim merkezli kübik kafese, ikincisi ise yüz merkezli kübik kafese sahiptir. α-Demir iki sıcaklık aralığında termodinamik olarak stabildir: 912'nin altında ve 1394C'den erime noktasına kadar. 912 ile 1394C arasında γ-demir stabildir.

Demirin mekanik özellikleri, saflığına, yani çok küçük miktarlardaki diğer elementlerin bile içeriğine bağlıdır. Katı demir, birçok elementi kendi içerisinde çözme özelliğine sahiptir.

Demirin kimyasal özellikleri

Nemli havada demir hızla paslanır, yani. ufalanabilirliği nedeniyle demiri daha fazla oksidasyondan korumayan, kahverengi bir hidratlı demir oksit kaplamasıyla kaplanmıştır. Suda demir yoğun bir şekilde paslanır; Oksijene bol miktarda erişim ile demir (III) oksidin hidrat formları oluşur:

2Fe + 3/2O2 + nH2O = Fe203 ×H2O.

Oksijen eksikliği veya zor erişim ile karışık oksit (II, III) Fe3O4 oluşur:

3Fe + 4H20 (v) ↔ Fe304 + 4H2.

Demir, herhangi bir konsantrasyondaki hidroklorik asitte çözünür:

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2.

Seyreltik sülfürik asitte çözünme benzer şekilde gerçekleşir:

Fe + H2S04 = FeS04 + H2.

Konsantre sülfürik asit çözeltilerinde demir, demire (III) oksitlenir:

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

Ancak konsantrasyonu %100'e yakın olan sülfürik asitte demir pasif hale gelir ve pratikte hiçbir etkileşim oluşmaz. Demir, seyreltik ve orta derecede konsantre nitrik asit çözeltilerinde çözünür:

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

Yüksek nitrik asit konsantrasyonlarında çözünme yavaşlar ve demir pasif hale gelir.

Diğer metaller gibi demir de basit maddelerle reaksiyona girer. Demir ve halojenler arasında reaksiyonlar (halojenin türüne bakılmaksızın) ısıtıldığında meydana gelir. Demirin brom ile etkileşimi, ikincisinin artan buhar basıncında meydana gelir:

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3;

3Fe + 4I2 = Fe3I8.

Demirin kükürt (toz), nitrojen ve fosfor ile etkileşimi ısıtıldığında da meydana gelir:

6Fe + N2 = 2Fe3N;

2Fe + P = Fe2P;

3Fe + P = Fe3P.

Demir, karbon ve silikon gibi metal olmayan maddelerle reaksiyona girebilir:

3Fe + C = Fe3C;

Demirin karmaşık maddelerle etkileşimi reaksiyonları arasında, aşağıdaki reaksiyonlar özel bir rol oynar - demir, sağındaki aktivite serisinde bulunan metalleri tuz çözeltilerinden (1), demir (III) bileşiklerini indirgeyebilir ( 2):

Fe + CuS04 = FeS04 + Cu (1);

Fe + 2FeCl3 = 3FeCl2(2).

Demir, yüksek basınçta, tuz oluşturmayan bir oksit - CO ile karmaşık bileşimli maddelerin - karboniller - Fe (CO) 5, Fe2 (CO) 9 ve Fe3 (CO) 12'nin oluşumuyla reaksiyona girer.

Demir, yabancı maddelerin yokluğunda suda ve seyreltik alkali çözeltilerde stabildir.

Demir almak

Demir elde etmenin ana yöntemi demir cevherinden (hematit, manyetit) veya tuzlarının çözeltilerinin elektrolizindendir (bu durumda "saf" demir elde edilir, yani safsızlık içermeyen demir).

Problem çözme örnekleri

ÖRNEK 1

Egzersiz yapmak

10 g ağırlığındaki demir pulu Fe304 ilk olarak %20'lik hidrojen klorür kütle fraksiyonuna sahip 150 ml hidroklorik asit çözeltisi (yoğunluk 1.1 g/ml) ile işlendi ve daha sonra elde edilen çözeltiye fazla demir ilave edildi. Çözeltinin bileşimini belirleyin (ağırlıkça % olarak).

Çözüm

Problemin koşullarına göre reaksiyon denklemlerini yazalım: 8HCl + Fe304 = FeCl2 + 2FeCl3 + 4H20 (1); 2FeCl3 + Fe = 3FeCl2(2). Hidroklorik asit çözeltisinin yoğunluğunu ve hacmini bilerek kütlesini bulabilirsiniz: m sol (HCl) = V(HCl) × ρ (HCl); m sol (HCl) = 150×1,1 = 165 g. Hidrojen klorürün kütlesini hesaplayalım: m(HCl) = m sol (HCl) ×ω(HCl)/%100; m(HCl) = 165×%20/%100 = 33 g. D.I. tarafından kimyasal elementler tablosu kullanılarak hesaplanan hidroklorik asidin molar kütlesi (bir molün kütlesi). Mendeleev – 36,5 g/mol. Hidrojen klorür miktarını bulalım: v(HCl) = m(HCl)/M(HCl); v(HCl) = 33/36,5 = 0,904 mol. D.I. tarafından kimyasal elementler tablosu kullanılarak hesaplanan molar kütle (bir molün kütlesi). Mendeleev – 232 g/mol. Ölçek maddesinin miktarını bulalım: v(Fe304) = 10/232 = 0,043 mol. Denklem 1'e göre, v(HCl): v(Fe304) = 1:8, dolayısıyla v(HCl) = 8 v(Fe304) = 0,344 mol. O zaman denklemle hesaplanan hidrojen klorür miktarı (0,344 mol), problem ifadesinde belirtilen miktardan (0,904 mol) daha az olacaktır. Bu nedenle hidroklorik asit fazla olur ve başka bir reaksiyon meydana gelir: Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 (3). İlk reaksiyonun bir sonucu olarak oluşan ferrik klorür maddesinin miktarını belirleyelim (belirli bir reaksiyonu belirtmek için endeksler kullanıyoruz): v1 (FeCl2):v(Fe203) = 1:1 = 0,043 mol; v1 (FeCl3):v(Fe203) = 2:1; v 1 (FeCl3) = 2 × v (Fe203) = 0,086 mol. Reaksiyon 1'de reaksiyona girmeyen hidrojen klorür miktarını ve reaksiyon 3 sırasında oluşan demir (II) klorür miktarını belirleyelim: v rem (HCl) = v(HCl) – v 1 (HCl) = 0,904 – 0,344 = 0,56 mol; v3 (FeCl2): ​​v rem (HCl) = 1:2; v3 (FeCl2) = 1/2 × v rem (HCl) = 0,28 mol. Reaksiyon 2 sırasında oluşan FeCl 2 maddesinin miktarını, FeCl 2 maddesinin toplam miktarını ve kütlesini belirleyelim: v2 (FeCl3) = v1 (FeCl3) = 0,086 mol; v2 (FeCl2): ​​v2 (FeCl3) = 3:2; v2 (FeCl2) = 3/2× v2 (FeCl3) = 0,129 mol; v toplam (FeCl2) = v1 (FeCl2) + v2 (FeCl2) + v3 (FeCl2) = 0,043 + 0,129 + 0,28 = 0,452 mol; m(FeCl 2) = v toplam (FeCl 2) × M(FeCl 2) = 0,452 × 127 = 57,404 g. 2. ve 3. reaksiyonlara giren madde miktarını ve demir kütlesini belirleyelim: v2 (Fe): v2 (FeCl3) = 1:2; v2 (Fe) = 1/2× v2 (FeCl3) = 0,043 mol; v3 (Fe): v rem (HCl) = 1:2; v3 (Fe) = 1/2×v rem (HCl) = 0,28 mol; v toplam (Fe) = v 2 (Fe) + v 3 (Fe) = 0,043+0,28 = 0,323 mol; m(Fe) = v toplam (Fe) ×M(Fe) = 0,323 ×56 = 18,088 g. 3. reaksiyonda açığa çıkan madde miktarını ve hidrojen kütlesini hesaplayalım: v(H2) = 1/2×v rem (HCl) = 0,28 mol; m(H2) = v(H2) ×M(H2) = 0,28 × 2 = 0,56 g. Ortaya çıkan m'sol çözeltisinin kütlesini ve içindeki FeCl2'nin kütle fraksiyonunu belirliyoruz: m' sol = m sol (HCl) + m(Fe304) + m(Fe) – m(H2);

Dersin Hedefleri:

• Öğrencileri Periyodik Tablonun ikincil grubunun elementi olan demir, yapısı ve özellikleriyle tanıştırın.
• Demirin doğadaki yerini, elde edilme yöntemlerini, uygulamasını, fiziksel özelliklerini bilir.
• Demiri ikincil bir alt grubun elementi olarak tanımlayabilme.
• Demir ve bileşiklerinin kimyasal özelliklerini kanıtlayabilmeli, moleküler, iyonik, redoks formda reaksiyon denklemlerini yazabilmeli.
• Öğrencilerin demir içeren reaksiyon denklemlerini oluşturma becerilerini geliştirmek, öğrencilerin demir iyonlarına yönelik nitel reaksiyonlara ilişkin bilgilerini oluşturmak.
• Konuya olan ilgiyi geliştirin.

Teçhizat: demir (toz, iğne, plaka), kükürt, oksijen şişesi, hidroklorik asit, demir(II) sülfat, demir(III) klorür, sodyum hidroksit, kırmızı ve sarı kan tuzları.

DERSLER SIRASINDA

I. Organizasyon anı

II. Ödev kontrol ediliyor

III. Yeni materyal öğrenme

1. Öğretmenin tanıtımı.

– Demirin yaşamdaki önemi, uygarlık tarihindeki rolü. Yerkabuğunda en yaygın metallerden biri demirdir. Büyük olasılıkla demir cevherinin metale olan benzerliğinin düşük olmasından dolayı diğer metallerden (bakır, altın, çinko, kurşun, kalay) çok daha sonra kullanılmaya başlandı. İlkel insanlar için, çeşitli nesnelerin imalatında başarıyla kullanılabilecek metalin cevherden elde edilebileceğini anlamak çok zordu, bunun nedeni böyle bir süreci organize etmek için gerekli alet ve cihazların bulunmamasıydı. İnsanoğlunun cevherden demir çıkarmayı ve ondan çelik ve dökme demir yapmayı öğrenmesi için oldukça uzun bir zaman geçti.
Şu anda demir cevherleri, demir metalurjisi için gerekli bir hammaddedir; bu mineraller, hiçbir gelişmiş sanayi ülkesinin onsuz yapamayacağı minerallerdir. Yıllık dünya demir cevheri üretimi yaklaşık 350.000.000 tondur. Demir (%0,2-0,4 karbon içeriği), dökme demir (%2,5-4 karbon), çelik (%2,5-1,5 karbon) eritmek için kullanılırlar.Çelik, endüstride demir ve dökme demirden daha yaygın kullanıma sahiptir. neden eritilmesine daha fazla talep var?
Demir cevherlerinden dökme demiri eritmek için, kömür veya kokla çalışan yüksek fırınlar kullanılır; dökme demirden çelik ve demir, yansımalı açık ocak fırınlarında, Bessemer dönüştürücülerde veya Thomas yönteminde eritilir.
Demirli metaller ve bunların alaşımları insan toplumunun yaşamında ve gelişiminde büyük öneme sahiptir. Her türlü ev ve tüketim eşyası demirden yapılmıştır. Yüz milyonlarca ton çelik ve dökme demir, gemiler, uçaklar, demiryolu taşımacılığı, arabalar, köprüler, demiryolları, çeşitli binalar, ekipmanlar ve diğer şeylerin yapımında kullanılıyor. Demir ve çeşitli alaşımlarının kullanılmadığı tarım ve sanayi dalı yoktur.
Doğada yaygın olarak bulunan ve demir içeren az sayıdaki mineral demir cevheridir. Bu tür mineraller şunları içerir: kahverengi demir cevheri, hematit, manyetit ve büyük yataklar oluşturan ve geniş alanları kaplayan diğerleri.
Demir-siyah rengi ve benzersiz bir özelliği olan manyetizma olan manyetit veya manyetik demir cevherinin kimyasal ilişkisi, demir oksit ve demir oksitten oluşan bir bileşiktir. Doğal ortamda hem granüler hem de katı kütleler halinde ve iyi biçimlendirilmiş kristaller halinde bulunabilir. Demir cevheri manyetitin metalik demir içeriği açısından en zengin olanıdır (%72'ye kadar).
Ülkemizdeki en büyük manyetit cevheri yatakları Urallarda, Vysokaya, Blagodat, Magnitnaya dağlarında, Sibirya'nın bazı bölgelerinde - Angara Nehri havzası, Shoria Dağı, Kola Yarımadası topraklarında bulunmaktadır.

2. Sınıfla çalışın. Demirin kimyasal element olarak özellikleri

a) Periyodik tablodaki konumu:

1. Egzersiz. Periyodik Tabloda demirin konumunu belirleyin?

Cevap: Demir 4. majör periyotta, çift sıra, 8. grup, küçük grupta yer alır.

b) atomun yapısı:

Görev 2. Demir atomunun bileşimini ve yapısını, elektronik formülünü ve hücrelerini çizin.

Cevap: 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

Soru. Değerlik elektronları demirin hangi katmanlarında bulunur? Neden?

Cevap. Değerlik elektronları son ve sondan bir önceki katmanlarda bulunur, çünkü bu ikincil alt grubun bir elemanıdır.

Demir bir d-element olarak sınıflandırılır, elementlerin üçlüsünün bir parçasıdır - metaller (Fe-Co-Ni);

c) demirin redoks özellikleri:

Soru. Demir nedir - oksitleyici bir madde mi yoksa indirgeyici bir madde mi? Hangi oksidasyon durumlarını ve değerliliğini sergiliyor?

Cevap:

Fe 0 – 2e = Fe +3) indirgeyici ajan
Fe 0 – 3e = Fe +3
yani+ 2,+ 3; değerlik = II ve III, değerlik 7 – göstermez;

d) demir bileşikleri:

FeO – bazik oksit
Fe(OH)2 – çözünmeyen baz
Fe 2 O 3 - amfoterisite belirtileri olan oksit
Fe(OH)3 – amfoterlik belirtileri gösteren bir baz
Uçucu hidrojen bileşikleri değildir.

d) doğada olmak.

Demir, doğada en çok bulunan ikinci metaldir (alüminyumdan sonra).Serbest halde demir yalnızca meteoritlerde bulunur.En önemli doğal bileşikler:

FeO*3H2O – kahverengi demir cevheri,
FeO – kırmızı demir cevheri,
FeO (FeO*FeO) – manyetik demir cevheri,
FeS - demir pirit (pirit)

Demir bileşikleri canlı organizmalarda bulunur.

3. Basit demir maddesinin özellikleri

a) moleküler yapı, bağ tipi, kristal kafes tipi; (bağımsız)

b) demirin fiziksel özellikleri

Demir, mükemmel işlenebilirliğe, sünekliğe ve güçlü manyetik özelliklere sahip gümüş grisi bir metaldir. Demirin yoğunluğu 7,87 g/cm3, erime noktası 1539 to C'dir.

c) demirin kimyasal özellikleri:

Demir atomları reaksiyonlarda elektron verir ve +2, +3 ve bazen +6 oksidasyon durumlarını sergiler.
Reaksiyonlarda demir indirgeyici bir maddedir. Bununla birlikte, normal sıcaklıklarda en aktif oksitleyici maddelerle (halojenler, oksijen, kükürt) bile etkileşime girmez, ancak ısıtıldığında aktif hale gelir ve onlarla reaksiyona girer:

2Fe +3Cl2 = 2FeCl3 Demir(III) klorür
3Fe + 2O 2 = Fe 2 O 3 (FeO*Fe O) Demir(III) oksit
Fe +S = FeS Demir(II) sülfür

Çok yüksek sıcaklıklarda demir, karbon, silikon ve fosfor ile reaksiyona girer.

3Fe + C = Fe 3 C Demir karbür (sementit)
3Fe + Si = Fe 3 Si Demir silisit
3Fe + 2P = Fe 3 P 2 Demir fosfit

Demir karmaşık maddelerle reaksiyona girer.
Nemli havada demir hızla asitleşir (paslanır):

4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3
Fe(OH) 3 ––> FeOOH + H 2 O
Pas

Demir, metallerin elektrokimyasal voltaj serisinin ortasında yer alır, dolayısıyla bir metaldir. ortalama aktivite. Demirin indirgeme yeteneği alkali, alkali toprak metalleri ve alüminyumdan daha azdır. Sıcak demir yalnızca yüksek sıcaklıklarda suyla reaksiyona girer:

3Fe + 4H 2 Ö = Fe 3 Ö 4 + 4H 2

Demir, seyreltik sülfürik ve hidroklorik asitlerle reaksiyona girerek hidrojeni onlardan uzaklaştırır:

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
Fe + H2S04 = FeS04 + H2
Fe 0 + 2H + = Fe 2+ + H 2 0

Normal sıcaklıklarda demir, konsantre sülfürik asit ile pasifleştirildiği için etkileşime girmez.Isıtıldığında, konsantre sülfürik asit demiri demir(III) sülfata oksitler:

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

Seyreltik nitrik asit, demiri demir (III) nitrata oksitler:

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

Konsantre nitrik asit demiri pasifleştirir.

Tuz çözeltilerinden demir, elektrokimyasal voltaj serisinde sağında bulunan metallerin yerini alır:

Fe + CuS04 = FeS04 + Cu,

d) demir kullanımı (kendi başınıza)

e) alma (öğrencilerle birlikte)

Endüstride demir, demir cevherlerinin yüksek fırınlarda karbon (kok) ve karbon monoksit (II) ile indirgenmesiyle elde edilir.
Yüksek fırın işleminin kimyası aşağıdaki gibidir:

C + Ö = CO
CO + C = 2CO
3Fe 2 O 3 + CO = 2 Fe 3 O 4 + CO 2
Fe304 + CO = 3FeO + CO2
FeO + CO = Fe + CO2

4. Demir bileşikleri

Bu bileşiklerin kimyasal özellikleri.

Ek. Demir(II) bileşikleri kararsızdır, oksitlenebilir ve demir(III) bileşiklerine dönüşebilirler.

Fe +2 Cl 2 + Cl 2 = Fe +3 Cl 3 redoks evini oluşturur
Fe+2(OH)+H2O+O2=Fe+3(OH)3 şemalarını eşitleyin.

Bu bileşiklerin kimyasal özellikleri

Ayrıca Fe +2'ye kalitatif bir reaksiyon, demir(II) tuzlarının kırmızı kan tuzu K3 adı verilen bir maddeyle reaksiyonudur - bu karmaşık bir bileşiktir.

3FeCl + 2K3 = Fe3)