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

Мастер мен
Простатит является самым распространенным заболеванием среди мужской половины человечества старше тридцати лет. Оно характеризуется воспалением предстательной железы, что провоцируется проникновением

Стратегические игры
Многим кажется, что компьютерные игры – это похититель не только времени, но и здоровья человека. Такой вывод можно сделать не обо всех играх. Например, «Правила войны» – настоящий пример того, как игра

Путешествие на парусной яхте
Все мы нуждаемся в отдыхе и хотим провести его в приятной обстановке, с удовольствием и пользой. Сегодня существует множество возможностей для отдыха разного вида. Можно отправиться на экзотические острова

Цены на Радиаторы биметаллические по Украине
Об этом со ссылкой на испанское издание  La Vanguardia сообщает  Диалог. UA. 14 октября Верховный Суд Испании предоставил обвинительный приговор - 12 лидеров сепаратистов Каталонии приговорены

Аренда офиса 100 кв м
Дизайн-бюро «Воздух» предлагает своим клиентам качественные услуги по разработке проектов магазинов любого назначения, неймингу, созданию фирменных элементов, оформлению витрин и т. д. Наша основная задача

Когитум
Препарат предназначен для приема внутрь. Доза назначается индивидуально врачом. Для взрослых средняя доза составляет 3 ампулы/сут: 2 – утром и 1 – на ночь. Максимальная доза не известна. Детям в возрасте

Стартовый набор для гель-лака
Свеженький маникюр способен порадовать любую из женщин, но только при условии, что выполнен он будет идеально. Однако, очень часто получается так, что, потратив массу времени на нанесение нескольких слоев

Car hire in crete
В последнее время особенно популярными становятся кардиотренеровки. Они применяются не только спортсменами, но и обычными людьми, желающими сбросить вес или улучшить общее состояние здоровья. Как известно,

Сделать е-Визу в Украину
Россия введет визовый режим с соседними странами, откуда идут основные миграционные потоки, чтобы « чтобы россияне могли свободно перемещаться в Европейский союз» , пишет РБК-Украина. Об

Вейп
Настя уже и сама поняла, во что угодила, и в которой раз доказала, что все обвинения в «проектности» в ее адрес абсолютно беспочвенны. Будь она таковой, девушка сумела бы обернуть эти обстоятельства в

 

rss