свойства на желязото
Този урок е посветен на изучаването на темата "Свойства на желязото". Ще се запознаете със свойствата на химичния елемент желязо, строежа на неговия атом и характерните степени на окисление. В урока ще бъдат разгледани и физичните и химичните свойства на простите и сложните вещества, образувани от желязото.
Тема: Химия на металите
Урок: Свойства на желязото
1. Химически елемент желязо
Желязото е елемент от вторична подгрупа на осма група от четвъртия период на Периодичната таблица на химичните елементи на Д. И. Менделеев с атомен номер 26. Означава се със символаFe. На външния четвърти слой на железния атом има 2 електрона:
Основните степени на окисление на желязото са +2 и +3, степента на окисление +6 е по-малко характерна за желязото.
Желязото е един от най-често срещаните метали в земната кора (на второ място след алуминия). В природата желязото рядко се среща в чиста форма, най-често се среща като част от желязо-никелови метеорити. Разпространението на желязото в земната кора е 4,65% (4-то място след O, Si, Al). Смята се също, че желязото съставлява по-голямата част от земното ядро.
Известни са голям брой руди и минерали, съдържащи желязо. Най-голямо практическо значение имат червената желязна руда (хематит, Fe2O3), магнитната желязна руда (магнетит, Fe3O4), кафявата желязна руда или лимонит.
Ориз. 1. Желязни руди: a - магнетит, b - червена желязна руда, c - железен пирит (пирит)
2. Просто вещество желязо
Обикновеното желязо е ковък сребристо-бял метал с висока химическа реактивност: желязото корозира бързо при високи температури или висока влажност на въздуха. В чист кислород желязото гори, а във фино диспергирано състояние се запалва спонтанно във въздуха.
Когато се съхранява завъздух при температури до 200 C, желязото постепенно се покрива с плътен филм от оксид, който предотвратява по-нататъшното окисляване на метала. При влажен въздух желязото се покрива с хлабав слой ръжда, който не пречи на достъпа на кислород и влага до метала и неговото разрушаване. Ръждата няма постоянен химичен състав, приблизително нейната химична формула може да бъде записана като Fe2O3 xH2O.
Желязото реагира с кислорода при нагряване. Когато желязото се изгаря в кислород, се образува Fe3O4 оксид (желязна скала):
3Fe + 2O2 = Fe3O4
Ориз. 2. Изгаряне на желязна тел в кислородна атмосфера
При нагряване на сяра и железен прах се образува сулфид, чиято приблизителна формула може да бъде записана като FeS.
При нагряване желязото реагира с халогени, азот, фосфор, силиций, въглерод.
Ориз. 3. Изгаряне на желязна тел в атмосфера на хлор
При високи температури (над 700°C) желязото реагира с водни пари:
3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2.
Желязото не се разтваря в студена концентрирана сярна и азотна киселина поради пасивирането на металната повърхност със силен оксиден филм. Горещата концентрирана сярна киселина, като по-силен окислител, взаимодейства с желязото.
Със солна и разредена (приблизително 20%) сярна киселина желязото реагира, за да образува железни (II) соли: