Статьи

Железо, химические свойства

Опубликовано: 12.10.2018

видео Железо, химические свойства

Неорганическая химия. Металлы. Железо. Лекция 7

Железо проявляет умеренную химическую активность. Оно горит в атмосфере кислорода, образуя оксид Fe2O3. В мелкораздробленном состоянии металл пирофорен, т.е. способен самовозгораться на воздухе. Тонкий порошок железа можно получить при термическом разложении оксалата железа в атмосфере водорода.



Железо проявляет умеренную химическую активность. Оно горит в атмосфере кислорода, образуя оксид Fe2O3. В мелкораздробленном состоянии металл пирофорен, т.е. способен самовозгораться на воздухе. Тонкий порошок железа можно получить при термическом разложении оксалата железа в атмосфере водорода.


Железо. Химические и физические свойства

При хранении на воздухе при температуре до 200°C железо постепенно покрывается плотной пленкой оксида, препятствующего дальнейшему окислению металла. Во влажном воздухе железо покрывается рыхлым слоем ржавчины, который не препятствует доступу кислорода и влаги к металлу и его разрушению. Ржавчина не имеет постоянного химического состава, приближенно ее химическую формулу можно записать как Fe2O3.

Железо реагирует с расплавленной серой, образуя сульфид, активно взаимодействует с хлором, бромом и иодом с образованием трихлорида, трибромида и дииодида. С фтором железо реагирует слабо из-за образования на поверхности плотной мало летучей пленки трифторида. При температурах более 500° С металл обратимо взаимодействует с углеродом:

3Fe + C <=> Fe3C

Карбид железа такого состава называют цементитом. Он содержится в чугунах и сталях.

С кислородом железо реагирует при нагревании. При сгорании железа на воздухе образуется оксид Fe2О3, при сгорании в чистом кислороде — оксид Fe3О4. Если кислород или воздух пропускать через расплавленное железо, то образуется оксид FeО.

При нагревании железо реагирует с азотом, образуя нитрид железа Fe3N, с фосфором, образуя фосфиды FeP, Fe2P и Fe3P, с углеродом, образуя карбид Fe3C, с кремнием, образуя несколько силицидов, например, FeSi. При повышенном давлении металлическое железо реагирует с монооксидом углерода СО, причем образуется жидкий, при обычных условиях легко летучий пентакарбонил железа Fe(CO)5. Известны также карбонилы железа составов Fe2(CO)9 и Fe3(CO)12. Карбонилы железа служат исходными веществами при синтезе железоорганических соединений, в том числе и ферроцена состава [Fe(-C5H5)2].

Чистое металлическое железо устойчиво в воде и в разбавленных растворах щелочей. В концентрированной серной и азотной кислотах железо не растворяется, так как прочная оксидная пленка пассивирует его поверхность.С соляной и разбавленной (приблизительно 20%-й) серной кислотами железо реагирует с образованием солей железа(II):

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2

При взаимодействии железа с приблизительно 70%-й серной кислотой реакция протекает с образованием сульфата железа (III):

2Fe + 4H2SO4 = Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O

Под действием атмосферной влаги и воздуха железо коррозирует (ржавеет):

4Fe + 2H2O + 3O2 = 4FeO(OH)

За счет коррозии ежегодно теряется до 10% всего производимого железа.

Очень чистое железо, содержащее менее 0,01% примесей серы, углерода и фосфора, устойчиво к коррозии. Близ г. Дели в Индии стоит железная колонна, поставленная еще в 9 в. до н.э., на которой нет никаких признаков ржавчины. Она сделана из очень чистого металла с содержанием железа 99,72%. Не последнюю роль в коррозионной устойчивости материала знаменитой колонны могут играть климатические особенности этой местности.

Металлическое железо взаимодействует при нагревании с концентрированными (более 30%) растворами щелочей, образуя гидроксокомплексы. Под действием сильных окислителей при нагревании железо может образовывать соединения в степени окисления (+VI) – ферраты:

Fe + 2KNO3 = K2FeO4 + 2NO

Для железа известны оксиды и гидроксиды в степенях окисления (II) и (III).

Железо образует простые соли почти со всеми анионами. Растворимы в воде нитраты, сульфаты, галогениды (кроме фторидов), ацетаты и др. Катион железа(II) может быть окислен многими окислителями до катиона железа(III). Растворы солей железа(II) и его твердые соли постепенно окисляются даже просто при хранении на воздухе:

4FeCO3 + 2H2O + O2 = 4FeO(OH) + 2CO2

4FeS + 6H2O + O2 = 4FeO(OH) + 4H2S

Наиболее устойчивой твердой солью железа(II) является гексагидрат сульфата железа(II)-аммония (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O (соль Мора).

При нагревании сульфаты, нитраты, карбонаты и оксалаты железа разлагаются. При этом железо(II) обычно окисляется до железа(III), например:

2FeSO4 = Fe2O3 + SO3 + SO2

Соли железа(III) подвергаются сильному гидролизу.

Новости

Металлопластиковые двери Киев
Важной частью интерьера вашего дома являются межкомнатные двери. Они визуально изменяют комнату, создают гармонию и уют, Но нужно правильно выбрать двери, из – за качества дверей, во многом зависит ваш

Купить синтепон оптом от производителя
Так уж утроен человек, что обстановку, которая его постоянно окружает он всегда пытается украсить или разнообразить. Декоративные подушки на диван — прекрасная деталь, которая позволяет легко добавить

Предметная съемка
Как известно, на данный момент, предметная съемка действительно актуальна и популярна, она пользуется колоссальным успехом и спросом. Суть такого вида съемки в том, что здесь в процессе работы принято

Курсовую
Оторвемся от мечтаний и вспомним, как мы обычно делаем выбор в реальной жизни. Депрессия, метания от одного к другому, желание совсем не выбирать или просто подбросить монетку… Ремарка: Говорю, разумеется,

White fence
Для того чтобы обжаривать хлеб, приготовленный в хлебопечке, по утрам можно приобрести универсальный прибор – тостер, который нагревает его за счет спиралей, через которые проходит электричество. Дело

Фотограф профессиональный алматы
Знание правил и техники семейной фотографии является неотъемлемой частью фотографа. Потому что такие фотографии приходится делать довольно часто, например Вам предложили сделать фотографии  с какого-либо

Наливные полы
Материалы для наливных полов и технология работ в зависимости от назначения помещения имеет свои отличительные особенности. Устройство наливных полимерных полов производится там, где предусмотрена высокая

Зажимы для сосков и половых губ
Ответы на эти и другие вопросы содержаться в причинах вставания сосков и, как ни странно, в частоте повторений такой реакции. При этом следует быть особо внимательным к тому, что причины « женские»

Dota 2 mmr
Dota 2 – одна из самых популярных киберспортивных дисциплин. Каждый год ее разработчик и издатель, компания Valve, проводит турнир The International, на который приглашаются сильнейшие команды со всего

Мрия самолет
За посадкой самолета в западноавстралийском Перте наблюдали около 20 тысяч человек. Многие из любителей воздушного транспорта, специально прибывшие в этот регион, ночевали в автомобилях. На дорогах образовались

 

rss