История науки | Биографии | Открытая наука | Исследования | Автодром | Библиотека |
Железо. Номер 26
Среди переходных металлов первое место по праву занимает железо — элемент побочной подгруппы VIII группы периодической системы Д. И. Менделеева. Электронная конфигурация атома 1s2 2s2 2р6 Зs2 Зр6 3d6 4s2
Характерная степень окисления +2. Для переходных элементов в образовании химических связей могут принимать участие не только внешние, но и предвнешние электроны с 3d-подуровня. В результате этого у железа есть и другая степень окисления, а именно +3.
Железо имеет несколько полиморфных модификаций, отличающихся расположением атомов в кристалле. При нормальных условиях стабильна модификация &alfa;-Fe с объёмно-центрированной решёткой. Эта модификация отличается сильным магнетизмом. При нагревании до 769oС железо β-Fe теряет ферромагнитные свойства и остаётся немагнитным. При 910oС γ-Fe - гранецентрированная кубическая решётка. При 1400oС δ-Fe вновь объёмно-центрическая до температуры плавления 1539oС. Кипит при 3200oС. Четыре стабильных изотопа с массовыми числами 54, 56, 57, 58. Два радиоактивных - 55, 59.
Железо — металл средней активности.
Во влажном воздухе или в воде при обычных условиях легко окисляется до гидроксида с переменным содержанием воды (Fe2O3 • Н2О). Коррозионным процессам подвержено не только железо, но и другие металлы. В общем случае химической коррозией называют взаимодействие металла с окружающей средой, не сопровождающееся электрохимическими процессами. К процессам химической коррозии относится взаимодействие металлов с кислородом и другими агрессивными газами (галогены, SO2, H2S, водяные пары, СО2), разрушение металлов жидкими неэлектролитами и металлическими расплавами. Во всех случаях коррозия — окислительно-восстановительный процесс, при котором металл переходит в окисленное состояние. Электрохимическая коррозия возникает при взаимодействии металлов с растворами электролитов, электропроводящими органическими соединениями и расплавами солей. Разрушительное действие коррозии на железо связано с пористостью ржавчины, не предохраняющей металл от дальнейшего доступа кислорода и влаги.
В сухом воздухе при нагревании выше 200 oС железо покрывается плотной пленкой оксида. Этот процесс называется воронением. Воронение предохраняет металл от дальнейшего окисления при обычных температурах. При более высоких температурах в зависимости от условий окисления образуются оксиды FeO, Fe2O3, Fe3O4.
Оксид состава Fe3O4 можно рассматривать как двойной оксид, содержащий железо в двух степенях окисления: FeO • Fe2O3, или как FeII(FеIIIO2)2.
Железо реагирует с водяным паром с выделением водорода: 3Fe + 4Н2О > Fe3O4 + 4Н2
Железо легко взаимодействует с кислотами, образуя соли в степени окисления +2 (с кислотами-неокислителями) или +3 (с кислотами-окислителями)
При стоянии на воздухе водные растворы солей двухвалентного железа меняют окраску — буреют из-за частичного окисления железа (II) растворенным кислородом:
Соли железа (III) в растворах сильно гидролизованы и показывают кислую реакцию.
Гидролиз солей Fе3+ обусловлен слабостью основных свойств оксида и гидроксида железа (III). При взаимодействии оксида железа (III) с основными оксидами образуются ферриты, например:
Железо может взаимодействовать и с солями, вытесняя из них менее активные металлы:
С водными растворами щелочей железо практически не реагирует, однако при длительном кипячении порошка железа с концентрированным раствором щёлочи без доступа воздуха возможна реакция:
Гидроксид и оксид железа (II) проявляют только основные свойства. Аналогичными свойствами обладают подобные гидроксиды и оксиды других 3d-элементов — хрома, марганца, кобальта и никеля. Железо образует два гидроксида: Fe(OH)2 и Fе(ОН)3. С точки зрения кислотно-основных свойств при переходе от Fe(OH)2 к Fe(OH)3 основный характер гидроксидов уменьшается. Если гидроксид железа(II) относится к основаниям, то гидроксид железа(Ш) — к амфотерным гидроксидам. Так, Fe(OH)3 может растворяться и в кислотах, и в концентрированных растворах щелочей. Однако последняя реакция протекает в малой степени, свидетельствуя о преобладании основных свойств Fe(OH)3 над кислотными.
Соединения железа(II) легко окисляются до соединений железа (III), особенно в щелочной среде:
Качественными реакциями на катионы железа могут быть следующие:
Побочная подгруппа (железа) VIII группы
Всего 9 элементов. Сходные элементы образуют триады. Железо, никель, кобальт – семейство железа, остальные – платиновые и палладиевые, которые существенно отличаются от железа.
Важнейшие руды железа: Материал собран Ростиславом Нифаниным в сотрудничестве с компанией "Русметалтехника". "Русметалтехника" - отечественный производитель нейтрального и теплового оборудования для сектора HoReCa, производственной мебели, лабораторного и фармацевтического оборудования из нержавеющей стали. Далее: Кальций в живой природе Главная | Открытая наука | Железо. Номер 26 |
Курсы химии на Высших Бестужевских курсахПервые женщины-химикиРусские изобретения в залах ЭрмитажаИз истории советской калийной промышленностиИз истории содыИстория освоения космосаНесколько дат
Ковалевская Софья ВасильевнаСемья КюриБогдановская Вера ЕвстафьевнаБрюс Яков ВилимовичВолкова Анна ФедоровнаКурнаков Николай СеменовичЛермонтова Юлия ВсеволодовнаСемья Ласточкиных
Алюминий. Номер 13Железо. Номер 26Кальций в живой природеПриродные минералы кальцияРоль кальция в жизни животныхАвтоматическое пожаротушениеЭнология - наука о винеCтарые люди и технический прогрессИнтересно и короткоСамый маленький радиоприемникКак работает Нанорадио
Океан в опасностиДревние животные - теплокровные или нет?Алмазный слойЕдинство мира как проблема современной наукиЕдинство мира с точки зрения научного знанияУниверсальная симметрия и устойчивое равновесиеНоосфера - единство общества и природыЕдинство мира как методологическая проблема Исследование точек ЛагранжаКосмический бильярдНовые увеличители
Это самое дурацкое в магии. Ты двадцать лет тратишь на то, чтобы выучить заклинание и вызвать себе в спальню обнаженных девственниц,...
|
|
© Волшебство науки, 2010-2024
Научные открытия, история науки, научные достижения, наука вокруг нас. Биографии великих учёных. Техника и технология через призму научных теорий. |
|