17. d -elementlar.Temir, umumiy xususiyatlari, xossalari. Oksidlar va gidroksidlar, CO va OM xususiyatlari, biorol, komplekslar hosil qilish qobiliyati.
1. Umumiy xarakteristikalar.
Temir - atom raqami 26 bo'lgan PSHE ning to'rtinchi davri sakkizinchi guruhining yon kichik guruhining d-elementi.
Yer qobig'idagi eng keng tarqalgan metallardan biri (alyuminiydan keyin ikkinchi o'rin).
Oddiy temir moddasi yuqori kimyoviy reaktivlikka ega bo'lgan egiluvchan kumush-oq metalldir: tez temir korroziyaga uchraydi yuqori haroratlarda yoki havodagi yuqori namlikda.
4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3
Temir sof kislorodda yonadi va nozik dispers holatda havoda o'z-o'zidan yonadi.
3Fe + 2O2 = FeO + Fe2O3
3Fe + 4H2O = FeO*Fe2O3
FeO*Fe2O3 = Fe3O4 (temir shkalasi)
Aslida, temir odatda sof metallning yumshoqligi va egiluvchanligini saqlaydigan past nopoklik (0,8% gacha) bo'lgan qotishmalari deb ataladi. Ammo amalda temirning uglerodli qotishmalari ko'proq qo'llaniladi: po'lat (2,14 og'irlikdagi uglerodgacha) va quyma temir (uglerod 2,14 dan ortiq uglerod), shuningdek, qotishma qo'shilgan zanglamaydigan (qotishma) po'latdir. metallar (xrom, marganets, nikel va boshqalar). Temir va uning qotishmalarining o'ziga xos xususiyatlarining kombinatsiyasi uni odamlar uchun muhim ahamiyatga ega bo'lgan "metall №1" qiladi.
Tabiatda temir kamdan-kam hollarda sof shaklda, ko'pincha temir-nikel meteoritlarida uchraydi. Yer poʻstida temirning koʻpligi 4,65% (O, Si, Al dan keyin 4-oʻrin). Temir ham yer yadrosining katta qismini tashkil qiladi, deb ishoniladi.
2.Xususiyatlar
1.Jismoniy St. Temir odatiy metall bo'lib, erkin holatda u kumush-oq rangda, kulrang tusga ega. Sof metall egiluvchan, turli xil aralashmalar (xususan, uglerod) uning qattiqligi va mo'rtligini oshiradi. U aniq magnit xususiyatlarga ega. Ko'pincha "temir triadasi" deb ataladigan narsa ajralib turadi - o'xshash jismoniy xususiyatlarga, atom radiuslariga va elektronegativlik qiymatlariga ega bo'lgan uchta metallar guruhi (temir Fe, kobalt Co, nikel Ni).
2.Kimyoviy St.
|
Oksidlanish holati |
Oksid |
gidroksid |
Xarakter |
Eslatmalar |
|
Zaif asosiy |
||||
|
Juda zaif asos, ba'zan amfoter |
||||
|
Qabul qilinmadi |
|
Kislota |
Kuchli oksidlovchi vosita |
Temir temirning oksidlanish darajalari bilan tavsiflanadi - +2 va +3.
Oksidlanish darajasi +2 qora oksidi FeO va yashil gidroksid Fe (OH) 2 ga to'g'ri keladi. Ular tabiatan asosiydir. Tuzlarda Fe(+2) kation sifatida mavjud. Fe(+2) kuchsiz qaytaruvchi moddadir.
Oksidlanish darajasi +3 qizil-jigarrang oksidi Fe 2 O 3 va jigarrang gidroksid Fe(OH) 3 ga mos keladi. Ular kislotali bo'lsa ham amfoter xarakterga ega va ularning asosiy xossalari zaif ifodalangan. Shunday qilib, Fe 3+ ionlari to'liq gidrolizlanadi hatto kislotali muhitda ham. Fe (OH) 3 faqat konsentrlangan ishqorlarda eriydi (va hatto to'liq emas). Fe 2 O 3 ishqorlar bilan faqat termoyadroviy bilan reaksiyaga kirishadi, beradi ferritlar(erkin shaklda mavjud bo'lmagan HFeO 2 kislotasining rasmiy kislota tuzlari):
Temir (+3) ko'pincha zaif oksidlovchi xususiyatlarni namoyon qiladi.
Oksidlanish-qaytarilish sharoitlari o'zgarganda +2 va +3 oksidlanish holatlari bir-biridan oson o'zgaradi.
Bundan tashqari, Fe 3 O 4 oksidi mavjud bo'lib, temirning rasmiy oksidlanish darajasi +8/3 ni tashkil qiladi. Biroq, bu oksidni temir (II) ferrit Fe +2 (Fe +3 O 2) 2 deb ham hisoblash mumkin.
Shuningdek, +6 oksidlanish darajasi ham mavjud. Tegishli oksid va gidroksid erkin shaklda mavjud emas, ammo tuzlar olinadi - ferratlar (masalan, K 2 FeO 4). Temir (+6) ularda anion shaklida mavjud. Ferratlar kuchli oksidlovchi moddalardir.
Sof metall temir suvda va suyultirilgan eritmalarda barqaror ishqorlar. Temir sovuq konsentrlangan sulfat va nitrat kislotalarda kuchli oksidli plyonka bilan metall sirtining passivlanishi tufayli erimaydi. Issiq konsentrlangan sulfat kislota kuchli oksidlovchi vosita bo'lib, temir bilan o'zaro ta'sir qiladi.
BILAN tuz va suyultirilgan (taxminan 20%) oltingugurt kislotalar Temir reaksiyaga kirishib, temir (II) tuzlarini hosil qiladi:
Temir qizdirilganda taxminan 70% sulfat kislota bilan reaksiyaga kirishganda, reaktsiya hosil bo'ladi temir (III) sulfat:
3.Oksidlar va gidroksidlar, CO va OM xususiyatlari...
Temir (II) birikmalari
Temir (II) oksidi FeO asosiy xususiyatlarga ega, unga asos Fe (OH) 2 mos keladi. Temir (II) tuzlari och yashil rangga ega. Saqlanganda, ayniqsa nam havoda, ular temir (III) ga oksidlanishi tufayli jigarrang bo'ladi. Xuddi shu jarayon temir (II) tuzlarining suvli eritmalarini saqlashda sodir bo'ladi:
Suvli eritmalarda temir (II) tuzlaridan barqaror Mohr tuzi- qo'sh ammoniy va temir (II) sulfat (NH 4) 2 Fe(SO 4) 2 6H 2 O.
Eritmadagi Fe 2+ ionlari uchun reagent bo'lishi mumkin kaliy geksasiyanoferrat (III) K 3 (qizil qon tuzi). Fe 2+ va 3− ionlari oʻzaro taʼsirlashganda choʻkma hosil boʻladi turnbull blue:
Eritmadagi temir (II) ni miqdoriy aniqlash uchun foydalaning fenantrolin, keng pH diapazonida (4-9) temir (II) bilan qizil rangli FePhen 3 kompleksini hosil qiladi.
Temir (III) birikmalari
Temir (III) oksidi Fe 2 O 3 kuchsiz amfoter, bunga kislotalar bilan reaksiyaga kirishadigan Fe(OH) 2, Fe(OH) 3 dan ham kuchsizroq asos javob beradi:
Fe 3+ tuzlari kristall gidratlarning hosil bo'lishiga moyil. Ularda Fe 3+ ioni odatda oltita suv molekulasi bilan o'ralgan. Bunday tuzlar pushti yoki binafsha rangga ega bo'ladi.Fe 3+ ioni kislotali muhitda ham to'liq gidrolizlanadi. pH>4 da bu ion deyarli to'liq cho'kadi Fe(OH) 3 sifatida:
Fe 3+ ionining qisman gidrolizlanishi bilan ko`p yadroli okso- va gidroksokasiya kationlari hosil bo`ladi, shuning uchun eritmalar jigarrang rangga aylanadi.Temir(III) gidroksid Fe(OH) 3 ning asosiy xossalari juda zaif ifodalangan. U faqat ishqorlarning konsentrlangan eritmalari bilan reaksiyaga kirisha oladi:
Temir (III) ning hosil bo'lgan gidroksokomplekslari faqat kuchli ishqoriy eritmalarda barqaror bo'ladi. Eritmalarni suv bilan suyultirilganda, ular yo'q qilinadi va Fe (OH) 3 cho'kadi.
Ishqorlar va boshqa metallarning oksidlari bilan qotishganda, Fe 2 O 3 turli xil moddalar hosil qiladi. ferritlar:
Eritmalardagi temir (III) birikmalari metall temir bilan qaytariladi:
Temir (III) bir zaryadlangan qo'sh sulfatlar hosil qilish qobiliyatiga ega kationlar turi alum, masalan, KFe(SO 4) 2 - temir-kaliy alum, (NH 4) Fe(SO 4) 2 - temir ammoniy alum va boshqalar.
Eritmadagi temir (III) birikmalarini sifatli aniqlash uchun Fe 3+ ionlarining tiosiyanat ionlari bilan sifatli reaksiyasidan foydalaniladi. SCN − . Fe 3+ ionlari SCN - anionlari bilan o'zaro ta'sirlashganda, yorqin qizil rangli temir tiosiyanat komplekslari 2+ , + , Fe(SCN) 3, - aralashmasi hosil bo'ladi. Aralashmaning tarkibi (va shuning uchun uning rangining intensivligi) turli omillarga bog'liq, shuning uchun bu usul temirni aniq sifat jihatidan aniqlash uchun qo'llanilmaydi.
Fe 3+ ionlari uchun yana bir yuqori sifatli reagent kaliy geksasiyanoferrat (II) K 4 (sariq qon tuzi). Fe 3+ va 4− ionlari oʻzaro taʼsirlashganda yorqin koʻk choʻkma hosil boʻladi Prussiya ko'k:
Temir (VI) birikmalari
Ferratas- erkin shaklda mavjud bo'lmagan H 2 FeO 4 temir kislotasining tuzlari. Bular binafsha rangli birikmalar bo'lib, oksidlanish xususiyatiga ko'ra permanganatlarni va eruvchanligi bo'yicha sulfatlarni eslatadi. Ferratlar gazsimon ta'sirida hosil bo'ladi xlor yoki ozon ishqorda to'xtatilgan Fe(OH) 3 uchun , masalan, kaliy ferrat (VI) K 2 FeO 4. Ferratlar binafsha rangga bo'yalgan.
Ferratlarni ham olish mumkin elektroliz Temir anodidagi 30% ishqor eritmasi:
Ferratlar kuchli oksidlovchi moddalardir. Kislotali muhitda ular kislorod chiqishi bilan parchalanadi:
Ferratlarning oksidlovchi xususiyatlaridan foydalaniladi suvni dezinfeksiya qilish.
4.Biorole
1) Tirik organizmlarda temir kislorod almashinuvi (nafas olish) jarayonlarini katalizlovchi muhim iz element hisoblanadi.
2) Temir odatda fermentlar tarkibiga kompleks holida kiradi.Xususan, bu kompleks inson va hayvonlarning barcha organlariga qondagi kislorodni tashishni ta'minlovchi eng muhim oqsil bo'lgan gemoglobin tarkibida mavjud. Va u qonni o'ziga xos qizil rangga bo'yadi.
4) Temirning haddan tashqari dozasi (200 mg va undan yuqori) toksik ta'sirga ega bo'lishi mumkin. Temirning haddan tashqari dozasi tananing antioksidant tizimini inhibe qiladi, shuning uchun sog'lom odamlarga temir preparatlarini qabul qilish tavsiya etilmaydi.
TA'RIF
Temir- D. I. Mendeleyevning kimyoviy elementlar davriy sistemasining to‘rtinchi davri sakkizinchi guruh elementi.
Va jild raqami 26. Belgisi Fe (lotincha "ferrum"). Yer qobig'idagi eng keng tarqalgan metallardan biri (alyuminiydan keyin ikkinchi o'rin).
Temirning fizik xususiyatlari
Temir kulrang metalldir. Uning sof shaklida u juda yumshoq, egiluvchan va yopishqoq. Tashqi energiya darajasining elektron konfiguratsiyasi 3d 6 4s 2. O'z birikmalarida temir "+2" va "+3" oksidlanish darajasini ko'rsatadi. Temirning erish nuqtasi 1539C. Temir ikkita kristall modifikatsiyani hosil qiladi: a- va g-temir. Ulardan birinchisi tanasi markazlashtirilgan kubik panjaraga ega, ikkinchisi yuz markazli kubik panjaraga ega. a-Temir ikki harorat oralig'ida termodinamik jihatdan barqaror: 912 dan past va 1394 C dan erish nuqtasigacha. 912 dan 1394C gacha bo'lgan g-temir barqarordir.
Temirning mexanik xususiyatlari uning tozaligiga bog'liq - undagi boshqa elementlarning juda oz miqdori ham. Qattiq temir o'zida ko'plab elementlarni eritish qobiliyatiga ega.
Temirning kimyoviy xossalari
Nam havoda temir tezda zanglaydi, ya'ni. gidratlangan temir oksidining jigarrang qoplamasi bilan qoplangan, bu uning yumshoqligi tufayli temirni keyingi oksidlanishdan himoya qilmaydi. Suvda temir kuchli korroziyaga uchraydi; kislorodga ko'p kirish bilan temir (III) oksidining gidrat shakllari hosil bo'ladi:
2Fe + 3/2O 2 + nH 2 O = Fe 2 O 3 × H 2 O.
Kislorod etishmasligi yoki qiyin kirish bilan aralash oksidi (II, III) Fe 3 O 4 hosil bo'ladi:
3Fe + 4H 2 O (v) ↔ Fe 3 O 4 + 4H 2.
Temir har qanday konsentratsiyadagi xlorid kislotada eriydi:
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2.
Suyultirilgan sulfat kislotada erishi xuddi shunday sodir bo'ladi:
Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2.
Sulfat kislotaning konsentrlangan eritmalarida temir temir (III) ga oksidlanadi:
2Fe + 6H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O.
Biroq, konsentratsiyasi 100% ga yaqin bo'lgan sulfat kislotada temir passiv bo'ladi va amalda hech qanday o'zaro ta'sir bo'lmaydi. Temir nitrat kislotaning suyultirilgan va o'rtacha konsentrlangan eritmalarida eriydi:
Fe + 4HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + NO + 2H 2 O.
Nitrat kislotaning yuqori konsentratsiyasida erishi sekinlashadi va temir passiv bo'ladi.
Boshqa metallar singari, temir ham oddiy moddalar bilan reaksiyaga kirishadi. Temir va galogenlar o'rtasidagi reaktsiyalar (galogen turidan qat'iy nazar) qizdirilganda sodir bo'ladi. Temirning brom bilan o'zaro ta'siri ikkinchisining bug 'bosimi oshishi bilan sodir bo'ladi:
2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3;
3Fe + 4I 2 = Fe 3 I 8.
Temirning oltingugurt (chang), azot va fosfor bilan o'zaro ta'siri qizdirilganda ham sodir bo'ladi:
6Fe + N 2 = 2Fe 3 N;
2Fe + P = Fe 2 P;
3Fe + P = Fe 3 P.
Temir uglerod va kremniy kabi metall bo'lmaganlar bilan reaksiyaga kirishishga qodir:
3Fe + C = Fe 3 C;
Temirning murakkab moddalar bilan o'zaro ta'siri reaktsiyalari orasida quyidagi reaktsiyalar alohida o'rin tutadi - temir tuz eritmalaridan o'ngdagi faollik qatoridagi metallarni (1), temir (III) birikmalarini kamaytirishga qodir. 2):
Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu (1);
Fe + 2FeCl 3 = 3FeCl 2 (2).
Temir ko'tarilgan bosimda tuz hosil qilmaydigan oksid - CO bilan reaksiyaga kirishib, murakkab tarkibli moddalar - karbonillar - Fe (CO) 5, Fe 2 (CO) 9 va Fe 3 (CO) 12 hosil bo'ladi.
Temir, aralashmalar bo'lmasa, suvda va suyultirilgan ishqor eritmalarida barqaror.
Temir olish
Temir olishning asosiy usuli temir rudasidan (gematit, magnetit) yoki uning tuzlari eritmalarini elektroliz qilishdir (bu holda "sof" temir olinadi, ya'ni aralashmalarsiz temir).
Muammoni hal qilishga misollar
MISOL 1
| Mashq qilish | Og'irligi 10 g bo'lgan temir shkalasi Fe 3 O 4 dastlab 20% li vodorod xloridning massa ulushi bo'lgan 150 ml xlorid kislota eritmasi (zichligi 1,1 g / ml) bilan ishlov berildi, so'ngra olingan eritmaga ortiqcha temir qo'shildi. Eritmaning tarkibini aniqlang (og'irlik bo'yicha%). |
| Yechim | Muammoning shartlariga ko'ra reaksiya tenglamalarini yozamiz: 8HCl + Fe 3 O 4 = FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4H 2 O (1); 2FeCl 3 + Fe = 3FeCl 2 (2). Xlorid kislota eritmasining zichligi va hajmini bilib, siz uning massasini topishingiz mumkin: m sol (HCl) = V (HCl) × r (HCl); m zol (HCl) = 150×1,1 = 165 g. Vodorod xloridning massasini hisoblaymiz: m(HCl) = m sol (HCl) ×ō(HCl)/100%; m (HCl) = 165 × 20% / 100% = 33 g. D.I. kimyoviy elementlar jadvali yordamida hisoblangan xlorid kislotaning molyar massasi (bir mol massasi). Mendeleyev - 36,5 g/mol. Vodorod xlorid miqdorini topamiz: v(HCl) = m(HCl)/M(HCl); v (HCl) = 33/36,5 = 0,904 mol. D.I. tomonidan kimyoviy elementlar jadvali yordamida hisoblangan shkalaning molyar massasi (bir mol massasi). Mendeleyev - 232 g/mol. Masshtabli moddaning miqdorini topamiz: v(Fe 3 O 4) = 10/232 = 0,043 mol. 1-tenglamaga ko'ra, v (HCl): v (Fe 3 O 4) = 1: 8, shuning uchun v (HCl) = 8 v (Fe 3 O 4) = 0,344 mol. Keyin tenglama bo'yicha hisoblangan vodorod xlorid miqdori (0,344 mol) muammo bayonotida ko'rsatilganidan (0,904 mol) kamroq bo'ladi. Shunday qilib, xlorid kislota ortiqcha va boshqa reaktsiya paydo bo'ladi: Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 (3). Birinchi reaksiya natijasida hosil bo'lgan temir xlorid moddasi miqdorini aniqlaymiz (biz ma'lum bir reaktsiyani ko'rsatish uchun indekslardan foydalanamiz): v 1 (FeCl 2): v (Fe 2 O 3) = 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. 1-reaksiyada reaksiyaga kirmagan vodorod xlorid miqdorini va 3-reaksiyada hosil bo‘lgan temir (II) xlorid miqdorini aniqlaymiz: 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. 2-reaktsiyada hosil bo'lgan FeCl 2 moddasining miqdorini, FeCl 2 moddaning umumiy miqdorini va uning massasini aniqlaymiz: v 2 (FeCl 3) = v 1 (FeCl 3) = 0,086 mol; v 2 (FeCl 2): v 2 (FeCl 3) = 3:2; v 2 (FeCl 2) = 3/2× v 2 (FeCl 3) = 0,129 mol; v yig'indisi (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 yig'indisi (FeCl 2) × M (FeCl 2) = 0,452 × 127 = 57,404 g. 2 va 3 reaksiyalarga kirgan temirning moddalar miqdori va massasini aniqlaymiz: 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 yig'indisi (Fe) = v 2 (Fe) + v 3 (Fe) = 0,043+0,28 = 0,323 mol; m (Fe) = v yig'indisi (Fe) ×M (Fe) = 0,323 ×56 = 18,088 g. 3-reaksiyada ajralib chiqqan moddaning miqdori va vodorodning massasini hisoblaymiz: v (H 2) = 1/2 × v rem (HCl) = 0,28 mol; m (H 2) = v (H 2) × M (H 2) = 0,28 × 2 = 0,56 g. Olingan eritmaning m’ sol massasini va undagi FeCl 2 ning massa ulushini aniqlaymiz: m’ sol = m sol (HCl) + m(Fe 3 O 4) + m(Fe) – m(H 2); |
Dars maqsadlari:
- Talabalarni davriy sistemaning ikkilamchi guruh elementi - temir, uning tuzilishi, xossalari bilan tanishtirish.
- Temirning tabiatdagi o`rni, uni olish usullari, qo`llanilishi, fizik xossalarini bilish.
- Temirni ikkilamchi kichik guruh elementi sifatida tavsiflay olish.
- Temir va uning birikmalarining kimyoviy xossalarini isbotlay olish, reaksiya tenglamalarini molekulyar, ionli, oksidlanish-qaytarilish shaklida yoza olish.
- Talabalarda temir ishtirokidagi reaksiyalar tenglamalarini tuzish malakalarini shakllantirish, o’quvchilarda temir ionlariga sifatli reaksiyalar haqidagi bilimlarini shakllantirish.
- Mavzuga qiziqishni rivojlantirish.
Uskunalar: temir (chang, pin, plastinka), oltingugurt, kislorodli kolba, xlorid kislota, temir (II) sulfat, temir (III) xlorid, natriy gidroksid, qizil va sariq qon tuzlari.
Darslar davomida
I. Tashkiliy moment
II. Uy vazifasini tekshirish
III. Yangi materialni o'rganish
1. O‘qituvchining kirish so‘zi.
– Temirning hayotdagi ahamiyati, uning sivilizatsiya tarixidagi o‘rni. Yer qobig'idagi eng keng tarqalgan metallardan biri temirdir. U boshqa metallardan (mis, oltin, rux, qo'rg'oshin, qalay) ancha kechroq qo'llanila boshlandi, bu, ehtimol, temir rudasining metallga o'xshashligi pastligi bilan bog'liq. Ibtidoiy odamlar uchun rudadan metall olish mumkinligini tushunish juda qiyin edi, uni turli xil narsalarni ishlab chiqarishda muvaffaqiyatli ishlatish mumkin edi, bu bunday jarayonni tashkil qilish uchun asboblar va zarur qurilmalarning etishmasligi bilan bog'liq edi. Inson rudadan temir ajratib olishni va undan po'lat va quyma temir yasashni o'rganguniga qadar ancha vaqt o'tdi.
Hozirgi vaqtda temir rudalari qora metallurgiya uchun zarur xomashyo bo'lib, u foydali qazilmalarni hech bir rivojlangan sanoat mamlakatisiz qila olmaydi. Yillik dunyoda temir rudasi ishlab chiqarish taxminan 350 000 000 tonnani tashkil qiladi. Ular temir (uglerod miqdori 0,2-0,4%), cho'yan (2,5-4% uglerod), po'lat (2,5-1,5% uglerod) eritish uchun ishlatiladi.Sanoatda temir va cho'yanga qaraganda po'lat eng ko'p qo'llaniladi. nima uchun uni eritishga talab katta.
Temir rudalaridan quyma temirni eritish uchun ko'mir yoki koksda ishlaydigan yuqori o'choqlardan foydalaniladi; po'lat va temir quyma temirdan reverberatorli o'choq pechlarida, Bessemer konvertorlarida yoki Tomas usulida eritiladi.
Qora metallar va ularning qotishmalari insoniyat jamiyati hayoti va taraqqiyotida katta ahamiyatga ega. Barcha turdagi uy-roʻzgʻor va maishiy buyumlar temirdan yasalgan. Yuz millionlab tonna po'lat va cho'yandan kemalar, samolyotlar, temir yo'l transporti, avtomobillar, ko'priklar, temir yo'llar, turli binolar, jihozlar va boshqa narsalarni qurish uchun foydalaniladi. Qishloq xoʻjaligi va sanoatning temir va uning turli qotishmalaridan foydalanilmaydigan tarmogʻi yoʻq.
Tabiatda keng tarqalgan temir o'z ichiga olgan bir nechta minerallar temir rudasidir. Bunday foydali qazilmalarga: jigarrang temir rudasi, gematit, magnetit va boshqalar kiradi, ular katta konlarni hosil qiladi va keng maydonlarni egallaydi.
Temir-qora rangga va noyob xususiyatga ega bo'lgan magnetit yoki magnit temir rudasining kimyoviy munosabati - magnetizm, temir oksidi va temir oksididan tashkil topgan birikma. Tabiiy muhitda uni donador yoki qattiq massalar shaklida ham, yaxshi shakllangan kristallar shaklida ham topish mumkin. Temir rudasi magnetit tarkibidagi metall temirga eng boy (72% gacha).
Mamlakatimizdagi magnetit rudalarining eng yirik konlari Uralda, Vysokaya, Blagodat, Magnitnaya tog'larida, Sibirning ayrim hududlarida - Angara daryosi havzasida, Tog'li Shoriyada, Kola yarim oroli hududida joylashgan.
2. Sinf bilan ishlash. Temirning kimyoviy element sifatidagi xususiyatlari
a) Davriy jadvaldagi o'rni:
1-mashq. Temirning davriy sistemadagi o'rnini aniqlang?
Javob: Temir 4-katta davr, juft qator, 8-guruh, kichik guruhda joylashgan.
b) atomning tuzilishi:
Vazifa 2. Temir atomining tarkibi va tuzilishini, elektron formulasini va hujayralarni chizing.
Javob: Fe +3 2) 8) 14) 2) metall
p = 26
e = 26
n = (56 – 26) = 301s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2
Savol. Valentlik elektronlari temirning qaysi qatlamlarida joylashgan? Nega?
Javob. Valentlik elektronlari oxirgi va oxirgi qatlamlarda joylashgan, chunki bu ikkilamchi kichik guruhning elementi.
Temir d-element sifatida tasniflanadi, u elementlar triadasining bir qismi - metallar (Fe-Co-Ni);
v) temirning oksidlanish-qaytarilish xossalari:
Savol. Temir nima - oksidlovchi yoki qaytaruvchi vosita? U qanday oksidlanish darajasi va valentligini ko'rsatadi?
Javob:
Fe 0 – 2e = Fe +3) qaytaruvchi
Fe 0 – 3e = Fe +3
s.o.+ 2,+ 3; valentlik = II va III, valentlik 7 - ko'rsatilmaydi;
d) temir birikmalari:
FeO - asosiy oksid
Fe (OH) 2 - erimaydigan asos
Fe 2 O 3 - amfoterlik belgilari bo'lgan oksid
Fe(OH) 3 – amfoterlik belgilariga ega asos
Uchuvchi vodorod birikmalari emas.
d) tabiatda bo'lish.
Temir tabiatda 2-oʻrinda turadi (alyuminiydan keyin) Erkin holatda temir faqat meteoritlarda uchraydi.Eng muhim tabiiy birikmalar:
FeO*3HO – jigarrang temir rudasi,
FeO - qizil temir rudasi,
FeO (FeO * FeO) - magnit temir rudasi,
FeS - temir pirit (pirit)
Temir birikmalari tirik organizmlarda uchraydi.
3. Temir oddiy moddasining xarakteristikasi
a) molekulyar tuzilish, bog'lanish turi, kristall panjara turi; (mustaqil)
b) temirning fizik xossalari
Temir kumush-kulrang metall bo'lib, u katta egiluvchanlik, egiluvchanlik va kuchli magnit xususiyatlarga ega. Temirning zichligi 7,87 g/sm 3, erish nuqtasi 1539 t o S.
v) temirning kimyoviy xossalari:
Temir atomlari reaksiyalarda elektron beradi va +2, +3 va ba'zan +6 oksidlanish darajasini ko'rsatadi.
Reaktsiyalarda temir qaytaruvchi vositadir. Biroq, oddiy haroratlarda u eng faol oksidlovchi moddalar (galogenlar, kislorod, oltingugurt) bilan ham o'zaro ta'sir qilmaydi, lekin qizdirilganda u faollashadi va ular bilan reaksiyaga kirishadi:
2Fe +3Cl 2 = 2FeCl 3 Temir (III) xlorid
3Fe + 2O 2 = Fe 2 O 3 (FeO*Fe O) Temir (III) oksidi
Fe +S = FeS Temir (II) sulfid
Juda yuqori haroratlarda temir uglerod, kremniy va fosfor bilan reaksiyaga kirishadi.
3Fe + C = Fe 3 C Temir karbid (sementit)
3Fe + Si = Fe 3 Si Temir silisidi
3Fe + 2P = Fe 3 P 2 Temir fosfidi
Temir murakkab moddalar bilan reaksiyaga kirishadi.
Nam havoda temir tezda kislotalanadi (korroziyaga uchraydi):
4Fe + 3O 2 + 6H 2 O = 4Fe(OH) 3
Fe(OH) 3 ––> FeOOH + H 2 O
Zang
Temir metallarning elektrokimyoviy kuchlanish seriyasining o'rtasida joylashgan, shuning uchun u metalldir o'rtacha faollik. Temirning pasaytirish qobiliyati gidroksidi, gidroksidi tuproq metallari va alyuminiyga qaraganda kamroq. Faqat yuqori haroratlarda issiq temir suv bilan reaksiyaga kirishadi:
3Fe + 4H 2 O = Fe 3 O 4 + 4H 2
Temir suyultirilgan sulfat va xlorid kislotalar bilan reaksiyaga kirishib, ulardan vodorodni siqib chiqaradi:
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2
Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2
Fe 0 + 2H + = Fe 2+ + H 2 0
Oddiy haroratda temir kontsentrlangan sulfat kislota bilan o'zaro ta'sir qilmaydi, chunki u bilan passivlanadi.Konsentrlangan sulfat kislota qizdirilganda temirni temir (III) sulfatga oksidlaydi:
2Fe + 6H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O
Suyultirilgan nitrat kislota temirni temir (III) nitratga oksidlaydi:
Fe + 4HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + NO + 2H 2 O
Konsentrlangan nitrat kislota temirni passivlashtiradi.
Tuz eritmalaridan temir elektrokimyoviy kuchlanish seriyasida uning o'ng tomonida joylashgan metallarni siqib chiqaradi:
Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu,
d) temirdan foydalanish (o'zingiz)
e) qabul qilish (talabalar bilan birgalikda)
Sanoatda temir rudalaridan yuqori pechlarda uglerod (koks) va uglerod oksidi (II) bilan qaytarilishi natijasida temir olinadi.
Yuqori o'choq jarayonining kimyosi quyidagicha:
C + O = CO
CO + C = 2CO
3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2
Fe 3 O 4 + CO = 3FeO + CO 2
FeO + CO = Fe + CO 2
4. Temir birikmalari
Bu birikmalarning kimyoviy xossalari.
Qo'shish. Temir (II) birikmalari beqaror, ular oksidlanib, temir (III) birikmalariga aylanishi mumkin
Fe +2 Cl 2 + Cl 2 = Fe +3 Cl 3 oksidlanish-qaytarilish uyini tashkil qiladi
Fe +2 (OH) + H 2 O + O 2 = Fe +3 (OH) 3 sxema, tenglashtiring.
Bu birikmalarning kimyoviy xossalari
Shuningdek, Fe +2 ga sifatli reaktsiya temir (II) tuzlarining qizil qon tuzi K3 deb ataladigan modda bilan reaktsiyasi - bu murakkab birikma.
3FeCl + 2K 3 = Fe 3)
