Атомний номер заліза. Хімічні та фізичні властивості заліза

Залізо – хімічний елемент

1. Положення заліза в періодичній таблиці хімічних елементівта будова його атома

Залізо – це d- елемент VIII групи; порядковий номер- 26; атомна маса Ar (Fe ) = 56; склад атома: 26-протонів; 30 – нейтронів; 26 – електронів.

Схема будови атома:

Електронна формула: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2

Метал середньої активності, відновник:

Fe 0 -2 e - → Fe +2 , окислюється відновник

Fe 0 -3 e - → Fe +3 , окислюється відновник

Основні ступені окислення: +2, +3

2. Поширеність заліза

Залізо – один із найпоширеніших елементів у природі . У земної корийого масова частка становить 5,1%, за цим показником воно поступається тільки кисню, кремнію та алюмінію. Багато заліза знаходиться і в небесних тілах, що встановлено за даними спектрального аналізу. У зразках місячного ґрунту, які доставила автоматична станція"Місяць", виявлено залізо в неокисленому стані.

Залізні руди досить поширені Землі. Назви гір на Уралі говорять самі за себе: Висока, Магнітна, Залізна. Агрохіміки у ґрунтах знаходять сполуки заліза.

Залізо входить до складу більшості гірських порід. Для отримання заліза використовують залізні руди із вмістом заліза 30-70% і більше.

Основними залізними рудами є :

магнетит(магнітний залізняк) - Fe 3 O 4містить 72% заліза, родовища зустрічаються на Південному Уралі, Курської магнітної аномалії:

гематит(залізний блиск, кривавик) - Fe 2 O 3містить до 65% заліза, такі родовища зустрічаються у Криворізькому районі:

лимоніт(Бурий залізняк) - Fe 2 O 3* nH 2 Oмістить до 60% заліза, родовища зустрічаються у Криму:

пірит(сірчаний колчедан, залізний колчедан, котяче золото) – FeS 2містить приблизно 47% заліза, родовища зустрічаються на Уралі.

3. Роль заліза в житті людини та рослин

Біохіміки відкрили важливу рользаліза в житті рослин, тварин та людини. Входячи до складу надзвичайно складно збудованого органічного з'єднанняЯк називається гемоглобіном, залізо обумовлює червоне забарвлення цієї речовини, від якої в свою чергу залежить колір крові людини і тварин. В організмі дорослої людини міститься 3 г чистого заліза, 75% якого входить до складу гемоглобіну. Основна роль гемоглобіну – перенесення кисню з легких до тканин, а зворотному напрямку – CO 2 .

Залізо необхідне і для рослин. Воно входить до складу цитоплазми, бере участь у процесі фотосинтезу. Рослини, вирощені на субстраті, що не містить заліза, мають біле листя. Маленька добавка заліза до субстрату – і вони набувають зеленого кольору. Більш того, варто білий лист змастити розчином солі, що містить залізо, і незабаром змащене місце зеленіє.

Так від однієї і тієї ж причини - наявності заліза в соках і тканинах - весело зеленіє листя рослин і яскраво рум'яняться щоки людини.

4. Фізичні властивості заліза.

Залізо – це сріблясто-білий метал із температурою плавлення 1539 про С. Дуже пластичний, тому легко обробляється, кується, прокочується, штампується. Залізо має здатність намагнічуватися і розмагнічуватися, тому застосовується як осердя електромагнітів у різних електричних машинах і апаратах. Йому можна надати більшу міцність і твердість методами термічного та механічного впливу, наприклад, за допомогою загартування та прокатки.

Розрізняють хімічно чисте та технічно чисте залізо. Технічно чисте залізо, по суті, є низьковуглецевою сталь, воно містить 0,02 -0,04% вуглецю, а кисню, сірки, азоту та фосфору – ще менше. Хімічно чисте залізо містить менше 0,01% домішок. Хімічно чисте залізосріблясто-сірий, блискучий, по зовнішньому виглядудуже схожий на платину метал. Хімічно чисте залізо стійке до корозії і добре чинить опір дії кислот. Однак мізерні частки домішок позбавляють його цих дорогоцінних властивостей.

5. Отримання заліза

Відновленням з оксидів вугіллям або оксидом вуглецю (II), а також воднем:

FeO + C = Fe + CO

Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2

Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O

Досвід "Отримання заліза алюмінотермією"

6. Хімічні властивостізаліза

Як елемент побічної підгрупи залізо може виявляти кілька ступенів окиснення. Ми розглянемо лише сполуки, у яких залізо виявляє ступеня окислення +2 і +3. Таким чином, можна говорити, що у заліза є два ряди сполук, в яких воно дво-і тривалентно.

1) На повітрі залізо легко окислюється у присутності вологи (іржавіння):

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

2) Розжарений залізний дріт горить у кисні, утворюючи окалину - оксид заліза (II,III) - речовина чорного кольору:

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4

Cкиснем у вологому повітрі утворюється Fe 2 O 3 * nH 2 O

Досвід "Взаємодія заліза з киснем"

3) За високої температури (700–900°C) залізо реагує з парами води:

3Fe + 4H 2 O t˚C → Fe 3 O 4 + 4H 2

4) Залізо реагує з неметалами при нагріванні:

Fe + S t˚C → FeS

5) Залізо легко розчиняється в соляній та розведеній сірчаній кислотах за звичайних умов:

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2

Fe + H 2 SO 4 (розб.) = FeSO 4 + H 2

6) У концентрованих кислотах – окислювачах залізо розчиняється лише при нагріванні

2Fe + 6H 2 SO 4 (кінець .) t˚C → Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Fe + 6HNO 3 (кінець .) t˚C → Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 OЗалізо (III)

7. Застосування заліза.

Основна частина одержуваного у світі заліза використовується для отримання чавуну та сталі - сплавів заліза з вуглецем та іншими металами. Чавуни містять близько 4% вуглецю. Сталі містять вуглецю менше 1,4%.

Чавуни необхідні для виробництва різних виливків – станин важких машин тощо.

Вироби з чавуну

Сталі використовуються для виготовлення машин, різних будівельних матеріалів, балок, листів, прокату, рейок, інструменту та безлічі інших виробів. Для виробництва різних сортів сталей застосовують так звані легуючі добавки, якими служать різні метали: М

Тренажер №2 - Генетичний ряд Fe 3+

Тренажер №3 - Рівняння реакцій заліза з простими та складними речовинами

Завдання для закріплення

№1. Складіть рівняння реакцій отримання заліза з його оксидів Fe 2 O 3 і Fe 3 O 4 , використовуючи як відновник:
а) водень;
б) алюміній;
в) оксид вуглецю (ІІ).
Для кожної реакції складіть електронний баланс.

№2. Здійсніть перетворення за схемою:
Fe 2 O 3 -> Fe - + H2O, t -> X - + CO, t -> Y - + HCl -> Z
Назвіть продукти X, Y, Z?

Перші вироби із заліза та його сплавів були знайдені під час розкопок і датуються приблизно 4 тисячоліттям до нашої ери. Тобто ще стародавні єгиптяни та шумери використовували метеоритні родовища. даної речовини, щоб виготовляти прикраси та предмети побуту, а також зброю.

Сьогодні сполуки заліза різного роду, а також чистий метал - це найпоширеніші речовини, що застосовуються. Не дарма XX століття вважалося залізним. Адже до появи та широкого поширенняпластику та супутніх матеріалів саме це з'єднання мало для людини вирішальне значення. Що являє собою даний елементі які речовини утворює, розглянемо у цій статті.

Хімічний елемент залізо

Якщо розглядати будову атома, то насамперед слід зазначити його місцезнаходження у періодичній системі.

1. Порядковий номер – 26.
2. Період – четвертий великий.
3. Група восьма, підгрупа побічна.
4. Атомна вага – 55,847.
5. Будова зовнішньої електронної оболонкипозначається формулою 3d 6 4s 2 .
6. - Fe.
7. Назва - залізо, читання у формулі - "ферум".
8. У природі існує чотири стабільні ізотопи аналізованого елемента з масовими числами 54, 56, 57, 58.

Хімічний елемент заліза має також близько 20 різних ізотопів, що не відрізняються стабільністю. Можливі ступеніокислення, які може виявляти даний атом:

Важливе значення має лише сам елемент, а й його різні з'єднаннята сплави.

Фізичні властивості

Як проста речовина, залізо має з яскраво вираженим металізмом. Тобто це сріблясто-білий з сірим відтінкомметал, що володіє високим ступенемковкості та пластичності та високою температуроюплавлення та кипіння. Якщо розглядати характеристики докладніше, то:

• температура плавлення – 1539 0 С;
• кипіння – 2862 0 С;
• активність – середня;
• тугоплавкість – висока;
• виявляє яскраво виражені магнітні властивості.

Залежно від умов та різних температуріснує кілька модифікацій, які утворює залізо. Фізичні властивості їх від того, що відрізняються кристалічні решітки.

Усі модифікації мають різні типибудови кристалічних ґрат, а також відрізняються магнітними властивостями.

Хімічні властивості

Як уже згадувалося вище, проста речовина залізо виявляє середню хімічну активність. Однак у дрібнодисперсному стані здатне самозайматися на повітрі, а в чистому киснізгоряє сам метал.

Корозійна здатність висока, тому сплави цієї речовини покриваються легуючими сполуками. Залізо здатне взаємодіяти з:

• кислотами;
• киснем (у тому числі повітрям);
• сірою;
• галогенами;
• при нагріванні - з азотом, фосфором, вуглецем та кремнієм;
• з солями менше активних металів, Відновлюючи їх до простих речовин;
• з гострою водяною парою;
• із солями заліза у ступені окислення +3.

Очевидно, що, проявляючи таку активність, метал здатний утворювати різні сполуки, різноманітні та полярні за властивостями. Так відбувається. Залізо та її сполуки надзвичайно різноманітні і знаходять застосування у різних галузях науки, техніки, промислової діяльності.

Поширення у природі

Природні сполуки заліза зустрічаються досить часто, адже це другий за поширеністю елемент на планеті після алюмінію. При цьому в чистому виглядіметал зустрічається вкрай рідко, у складі метеоритів, що говорить про великі його скупчення саме в космосі. Основна маса міститься у складі руд, гірських порід та мінералів.

Якщо говорити про процентному змістірозглянутого елемента у природі, можна навести такі цифри.

1. Ядра планет земної групи - 90%.
2. У земній корі – 5%.
3. У мантії Землі – 12%.
4. У земному ядрі - 86%.
5. У річковій воді – 2 мг/л.
6. У морській та океанській - 0,02 мг/л.

Найпоширеніші сполуки заліза формують такі мінерали:

• магнетит;
• лимоніт або бурий залізняк;
• вівіаніт;
• піротин;
• пірит;
• сидерит;
• марказіт;
• лелінгіт;
• міспікель;
• мілантерит та інші.

Це ще далеко список, адже їх справді дуже багато. Крім того, поширені різні сплави, які створюються людиною. Це теж такі сполуки заліза, без яких важко уявити сучасне життялюдей. До них відносяться два основні типи:

• чавуни;
• сталі.

Також саме залізо є цінною добавкою у складі багатьох нікелевих сплавів.

З'єднання заліза (II)

До таких відносяться такі, у яких ступінь окислення утворює елемента дорівнює +2. Вони досить численні, адже до них можна віднести:

• оксид;
• гідроксид;
• бінарні сполуки;
• складні солі;
• комплексні з'єднання.

Формули хімічних сполук, в яких залізо виявляє зазначений ступінь окислення, для кожного класу індивідуальні. Розглянемо найбільш важливі та поширені з них.

1. Оксид заліза (ІІ).Порошок чорного кольору у воді не розчиняється. Характер з'єднання – основний. Здатний швидко окислюватися, однак і відновлюватися до простої речовини може також легко. Розчиняється у кислотах, утворюючи відповідні солі. Формула – FeO.
2. Гідроксид заліза (ІІ).Є білим аморфним осадом. Утворюється при реакції солей із основами (лугами). Виявляє слабкі основні властивостіздатний швидко окислюватися на повітрі до сполук заліза +3. Формула - Fe(OH) 2 .
3. Солі елемента у зазначеному ступені окислення.Мають, як правило, блідо-зелене забарвлення розчину, добре окислюються навіть на повітрі, купуючи і переходячи в солі заліза 3. Розчиняються у воді. Приклади з'єднань: FeCL 2 FeSO 4 Fe(NO 3) 2 .

   Практичне значення серед зазначених речовин мають кілька сполук. По-перше, (II). Це головний постачальник іонів в організм людини, хворої на анемію. Коли така недуга діагностується у пацієнта, то йому прописують комплексні препарати, в основі яких лежить з'єднання, що розглядається. Так відбувається поповнення дефіциту заліза в організмі.

   По-друге, тобто сульфат заліза (II), разом із мідним використовується для знищення сільськогосподарських шкідників на посівах. Метод доводить свою ефективність вже не перший десяток років, тому дуже цінується садівниками та городниками.

   Сіль Мора

   Це з'єднання, яке являє собою кристалогідрат сульфату заліза та амонію. Формула його записується, як FeSO 4 *(NH 4) 2 SO 4 *6H 2 O. Одна із сполук заліза (II), яку одержала широке застосуванняна практиці. Основні галузі використання людиною такі.

   1. Фармацевтика.
   2. Наукові дослідження та лабораторні титриметричні аналізи (для визначення вмісту хрому, перманганату калію, ванадію).
   3. Медицина – як добавка в їжу при нестачі заліза в організмі пацієнта.
   4. Для просочення дерев'яних виробів, оскільки сіль Мора захищає від гниття.

   Є й інші області, у яких знаходить застосування цієї речовини. Назву свою вона отримала на честь німецького хіміка, що вперше виявив властивості, що виявляються.

   Речовини зі ступенем окиснення заліза (III)

   Властивості сполук заліза, у яких воно виявляє ступінь окислення +3, дещо відмінні від розглянутих вище. Так, характер відповідного оксиду та гідроксиду вже не основний, а виражений амфотерний. Дамо опис основних речовин.

   Серед наведених прикладів із практичної точки зору важливе значеннямає такий кристалогідрат, як FeCL 3* 6H 2 O, або шестиводний хлорид заліза (III). Його застосовують у медицині для зупинки кровотеч та заповнення іонів заліза в організмі при анемії.

   Дев'ятиводний сульфат заліза (III) використовується для очищення питної води, тому що поводиться як коагулянт.

   З'єднання заліза (VI)

   Формули хімічних сполук заліза, де воно виявляє особливий ступіньокислення +6, можна записати так:

   • K 2 FeO 4;
   • Na 2 FeO 4;
   • MgFeO 4 та інші.

   Усі вони мають загальна назва- ферати - і мають подібними якостями(Сильні відновники). Також вони здатні знезаражувати і мають бактерицидну дію. Це дозволяє використовувати їх для обробки питної води у промислових масштабах.

   Комплексні з'єднання

   Дуже важливими в аналітичної хіміїі не лише є особливі речовини. Такі, які утворюються в водних розчинахсолей. Це комплексні сполуки заліза. Найбільш популярні та добре вивчені з них такі.

   1. Гексаціаноферрат (ІІ) калію K 4 .Інша назва сполуки – жовта кров'яна сіль. Використовується для якісного визначенняу розчині іона заліза Fe 3+ . В результаті впливу розчин набуває красивого яскраво-синього забарвлення, так як формується інший комплекс - берлінська блакить KFe 3+ . Здавна використовувалася як
   2. Гексаціаноферрат (ІІІ) калію K 3 .Інша назва – червона кров'яна сіль. Використовується як якісний реагент визначення іона заліза Fe 2+ . В результаті утворюється синій осад, що має назву турнбулева синь. Також використовувалася як барвник для тканини.

   Залізо у складі органічних речовин

   Залізо та його сполуки, як ми вже переконалися, мають велике практичне значенняв господарського життялюдини. Однак, крім того, його біологічна рольв організмі не менша велика, навіть навпаки.

   Існує одне дуже важливе білок, до складу якого входить даний елемент. Це гемоглобін. Саме завдяки йому відбувається транспорт кисню та здійснюється рівномірний та своєчасний газообмін. Тому роль заліза в життєво важливому процесі- дихання - просто величезна.

   Всього всередині організму людини міститься близько 4 грамів заліза, яке постійно повинно поповнюватися за рахунок споживаних продуктів харчування.

17. d -елементи. Залізо, загальна характеристика, властивості. Оксиди та гідроксиди, КО та ВВ характеристика, біороль, здатність до комплексоутворення.

1. Загальна характеристика.

Залізо d-елемент побічної підгрупи восьмої групи четвертого періоду ПСХЕ з атомним номером 26.

Один із найпоширеніших у земній корі металів (друге місце після алюмінію).

Проста речовина залізо - ковкий метал сріблясто-білого кольору з високою хімічною реакційною здатністю: залізо швидко корродуєпри високих температурах або при високій вологості на повітрі.

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

У чистому кисні залізо горить, а в дрібнодисперсному стані самозаймається і на повітрі.

3Fe + 2O2 = FeO + Fe2O3

3Fe + 4H2O = FeO*Fe2O3

FeO*Fe2O3 = Fe3O4 (залізна окалина)

Власне залізом зазвичай називають його сплави з малим вмістом домішок (до 0,8 %), які зберігають м'якість і пластичність чистого металу. Але на практиці частіше застосовуються сплави заліза з вуглецем: сталь (до 2,14 вага. % вуглецю) і чавун (більше 2,14 вага. % Вуглецю), а також нержавіюча (легована) сталь з добавками легуючих металів (хром, марганець, нікелії ін.). Сукупність специфічних властивостей заліза та її сплавів роблять його «металом № 1» за важливістю людини.

У природі залізо рідко зустрічається у чистому вигляді, найчастіше воно зустрічається у складі залізо-нікелевих метеоритів. Поширеність заліза в земній корі - 4,65% (4 місце після O, Si, Al). Вважається також, що залізо становить більшу частину земного ядра.

2.Властивості

1.Фіз.св-ва.Залізо – типовий метал, у вільному стані – сріблясто-білого кольору з сіруватим відтінком. Чистий метал пластичний, різні домішки (зокрема – вуглець) підвищують його твердість та крихкість. Має яскраво виражені магнітні властивості. Часто виділяють так звану «тріаду заліза» - групу трьох металів (залізо Fe, кобальт Co, нікель Ni), що мають схожі фізичні властивості, атомні радіуси і значення електронегативності.

2.Хім.св-ва.

Для заліза характерні ступені окислення заліза - +2 та +3.

Ступеня окислення +2 відповідає чорний оксид FeO і зелений гідроксид Fe(OH) 2 . Вони мають основний характер. У солях Fe(+2) є у вигляді катіону. Fe(+2) – слабкий відновник.

Ступені окислення +3 відповідають червоно-коричневий оксид Fe 2 O 3 і коричневий гідроксид Fe(OH) 3 . Вони мають амфотерний характер, хоч і кислотні, і основні властивості у них виражені слабо. Так, іони Fe 3+ націло гідролізуютьсянавіть у кислому середовищі. Fe(OH) 3 розчиняється (і то не повністю), тільки в концентрованих лугах. Fe 2 O 3 реагує зі лугами лише при сплавленні, даючи ферити(формальні солі кислоти неіснуючої у вільному вигляді кислоти HFeO 2):

Залізо (+3) найчастіше виявляє слабкі окисні властивості.

Ступені окислення +2 і +3 легко переходять між собою за зміни окислювально-відновних умов.

Крім того, існує оксид Fe 3 O 4 формальний ступінь окислення заліза в якому +8/3. Однак цей оксид можна розглядати як ферит заліза (II) Fe +2 (Fe +3 O 2) 2 .

Також існує ступінь окиснення +6. Відповідного оксиду та гідроксиду в вільному виглядіне існує, але отримані солі - ферати (наприклад, K 2 FeO 4). Залізо (+6) знаходиться у них у вигляді аніону. Феррат є сильними окислювачами.

Чисте металеве залізо стійке у воді та в розбавлених розчинах. лугів. Залізо не розчиняється в холодних концентрованих сірчаної та азотної кислотах через пасивацію поверхні металу міцною оксидною плівкою. Гаряча концентрована сірчана кислота, будучи сильнішим окислювачем, взаємодіє із залізом.

З солянийта розведеної (приблизно 20%-й) сірчаний кислотамизалізо реагує з утворенням солей заліза(II):

При взаємодії заліза з приблизно 70% сірчаною кислотою при нагріванні реакція протікає з утворенням сульфату заліза(III):

3.Оксиди та гідроксиди, КО та ВВ хар-ка ...

З'єднання заліза (II)

Оксид заліза(II) FeO має основні властивості, йому відповідає основа Fe(OH) 2 . Солі заліза (II) мають світло-зелений колір. При їх зберіганні, особливо у вологому повітрі, вони коричневіють за рахунок окиснення до заліза (III). Такий самий процес протікає при зберіганні водних розчинів солей заліза(II):

Із солей заліза(II) у водних розчинах стійка сіль Мора- подвійний сульфат амонію та заліза(II) (NH 4) 2 Fe(SO 4) 2 ·6Н 2 O.

Реактивом на іони Fe 2+ у розчині може служити гексаціаноферрат(ІІІ) калію K 3 (червона кров'яна сіль). При взаємодії іонів Fe 2+ і 3 випадає осад турнбульової сині:

Для кількісного визначення заліза (II) у розчині використовують фенантролін, що утворює із залізом (II) червоний комплекс FePhen 3 у широкому діапазоні рН (4-9)

З'єднання заліза (III)

Оксид заліза(III) Fe 2 O 3 слабко амфотерен, йому відповідає ще слабкіше, ніж Fe(OH) 2 , основа Fe(OH) 3 , яка реагує з кислотами:

Солі Fe 3+ схильні до утворення кристалогідратів. Вони іон Fe 3+ зазвичай оточений шістьма молекулами води. Такі солі мають рожевий або фіолетовий колір. Іон Fe 3+ повністю гідролізується навіть у кислому середовищі. При рН>4 цей іон практично повністю осідає у вигляді Fe(OH) 3:

При частковому гідролізі іону Fe 3+ утворюються багатоядерні оксо- і гідроксокатіони, через що розчини набувають коричневого кольору. Основні властивості гідроксиду заліза(III) Fe(OH) 3 виражені дуже слабо. Він здатний реагувати лише з концентрованими розчинами лугів:

Гідроксокомплекси заліза(III), що утворюються при цьому, стійкі тільки в сильно лужних розчинах. При розведенні розчинів водою вони руйнуються, причому осад випадає Fe(OH) 3 .

При сплавленні з лугами та оксидами інших металів Fe 2 O 3 утворює різноманітні ферити:

З'єднання заліза(III) у розчинах відновлюються металевим залізом:

Залізо(III) здатне утворювати подвійні сульфати з однозарядними катіонамитипу галунів, наприклад, KFe(SO 4) 2 - залізокалієві галун, (NH 4)Fe(SO 4) 2 - залізоамонійні галун і т. д.

Для якісного виявлення у розчині сполук заліза(III) використовують якісну реакцію іонів Fe 3+ з тіоціанат-іонами SCN − . При взаємодії іонів Fe 3+ з аніонами SCN − утворюється суміш яскраво-червоних роданідних комплексів заліза 2+ , + , Fe(SCN) 3 , - . Склад суміші (а отже, і інтенсивність її забарвлення) залежить від різних факторів, тому для точного якісного визначення заліза цей метод не застосовується.

Іншим якісним реактивом на іони Fe3+ служить гексаціаноферрат(II) калію K 4 (жовта кров'яна сіль). При взаємодії іонів Fe 3+ і 4 випадає яскраво-синій осад берлінської блакиті:

З'єднання заліза (VI)

Ферати- солі не існує у вільному вигляді залізної кислоти H 2 FeO 4 . Це з'єднання фіолетового кольору, за окисними властивостями нагадують перманганати, а по розчинності - сульфати. Отримують ферати при дії газоподібного хлоруабо озонуна завись Fe(OH) 3 в лугу наприклад, феррат(VI) ​​калію K 2 FeO 4 . Ферати пофарбовані у фіолетовий колір.

Ферати також можна отримати електролізом 30%-ного розчину лугу на залізному аноді:

Ферати – сильні окислювачі. У кислому середовищі розкладаються з виділенням кисню:

Окисні властивості ферратів використовують для знезараження води.

4.Біороль

1) У живих організмах залізо є важливим мікроелементом, що каталізує процеси обміну киснем (дихання).

2)Зазвичай залізо входить у ферменти у вигляді комплексу. Зокрема, цей комплекс присутній в гемоглобіні - найважливішому білку, що забезпечує транспорт кисню з кров'ю до всіх органів людини та тварин. І саме він забарвлює кров у характерний червоний колір.

4) Надлишкова доза заліза (200 мг і вище) може чинити токсичну дію. Передозування заліза пригнічує антиоксидантну систему організму, тому вживати препарати заліза здоровим людямне рекомендується.

ВИЗНАЧЕННЯ

Залізо- Елемент восьмої групи четвертого періоду Періодичної системихімічних елементів Д. І. Менделєєва.

А важкий номер - 26. Символ - Fe (лат. "ferrum"). Один із найпоширеніших у земній корі металів (друге місце після алюмінію).

Фізичні властивості заліза

Залізо – метал сірого кольору. У чистому вигляді воно досить м'яке, ковке та тягуче. Електронна конфігураціязовнішнього енергетичного рівня- 3d 6 4s 2 . У своїх сполуках залізо виявляє ступеня окиснення «+2» та «+3». Температура плавлення заліза - 1539С. Залізо утворює дві кристалічні модифікації: α- та γ-залізо. Перша з них має кубічні об'ємноцентровані грати, друга - кубічні гранецентровані. α-Залізо термодинамічно стійке у двох інтервалах температур: нижче 912 і від 1394С до температури плавлення. Між 912 і 1394С стійке γ-залізо.

Механічні властивості заліза залежать від його чистоти - вмісту в ньому навіть дуже малої кількості інших елементів. Тверде залізо має здатність розчиняти у собі багато елементів.

Хімічні властивості заліза

У вологому повітрі залізо швидко іржавіє, тобто. покривається бурим нальотом оксиду заліза гідратованого, який внаслідок своєї рихлості не захищає залізо від подальшого окислення. У воді залізо інтенсивно корродує; при рясному доступі кисню утворюються гідратні форми оксиду заліза (III):

2Fe + 3/2O 2 + nH 2 O = Fe 2 O 3 ×H 2 O.

При нестачі кисню або утрудненому доступі утворюється змішаний оксид (II, III) Fe 3 O 4:

3Fe + 4H 2 O (v) ↔ Fe 3 O 4 + 4H 2 .

Залізо розчиняється в соляній кислоті будь-якої концентрації:

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 .

Аналогічно відбувається розчинення у розведеній сірчаній кислоті:

Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2 .

У концентрованих розчинах сірчаної кислоти залізо окислюється до заліза (III):

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

Однак у сірчаній кислоті, концентрація якої близька до 100%, залізо стає пасивним і взаємодії практично не відбувається. У розведених та помірно концентрованих розчинах азотної кислотизалізо розчиняється:

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

При високих концентраціях азотної кислоти розчинення сповільнюється та залізо стає пасивним.

Як і інші метали залізо вступає в реакції з простими речовинами. Реакції взаємодії заліза з галогенами (незалежно від типу галогену) протікають під час нагрівання. Взаємодія заліза з бромом протікає при підвищеному тиску останньої пари:

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3;

3Fe + 4I 2 = Fe 3 I 8 .

Взаємодія заліза із сіркою (порошок), азотом та фосфором також відбувається при нагріванні:

6Fe + N 2 = 2Fe 3 N;

2Fe + P = Fe 2 P;

3Fe + P = Fe 3 P.

Залізо здатне реагувати з такими неметалами, як вуглець та кремній:

3Fe + C = Fe 3 C;

Серед реакцій взаємодії заліза зі складними речовинамиособливу роль відіграють наступні реакції - залізо здатне відновлювати метали, що стоять у ряду активності правіше за нього, з розчинів солей (1), відновлювати сполуки заліза (III) (2):

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu (1);

Fe + 2FeCl 3 = 3FeCl 2 (2).

Залізо, при підвищеному тиску, реагує з несолетворним оксидом – СО з утворенням речовин складного складу- карбонілів - Fe(CO) 5 , Fe 2 (CO) 9 і Fe 3 (CO) 12 .

Залізо за відсутності домішок стійке у воді та у розведених розчинах лугів.

Отримання заліза

Основний спосіб отримання заліза - з залізняку(гематит, магнетит) чи електроліз розчинів його солей (у разі отримують «чисте» залізо, тобто. залізо без домішок).

Приклади розв'язання задач

ПРИКЛАД 1