Железо. Химический элемент

Общая характеристика семейства железо

В побочной подгруппе VIII группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева находится 9 элементов: железо, кобальт, никель, рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина. В своих устойчивых соединениях эти элементы проявляют степень окисления +2, +3. Образуют оксиды состава RO и R₂O₃. Им соответствуют гидроксиды состава R(OH)₂

и R(OH)₃. Металлы семейства железа при нагревании взаимодействуют с кислородом, парами воды, галогенами, серой, фосфором, кремнием, углем и бором. В состоянии высших степеней окисления они проявляют окислительные свойства.

Железо

1. Физические свойства 

2. Нахождение  в природе

3. Важнейшие  соединения

4. Способы  получения 

5. Химические  свойства

6. Медико-биологическое  значение

Физические  свойства 

В свободном состоянии железо –  серебристо-белый металл с сероватым  оттенком. Чистое железо пластично. На практике обычно используются сплавы железа –чугуны и стали. t˚_пл.=1539˚С, плотность 7,87 г/см³. Железо состоит из четырех стабильных изотопов с массовыми числами 54, 56(основной), 57 и 58.  
 
 

Применяются радиоактивные изотопы 

Нахождение  в природе 

Железо  после алюминия – самый распространенный в природе металл. Общее содержание его в земной коре 5,1%. Железо входит в состав многих минералов. Важнейшими железными рудами являются:1) магнитный железняк Fe₃O₄(месторождения на Урале- горы Высокая, Благодать, Магнитная); 2)красный железняк Fe₂O₃

(Криворожское); 3) бурый железняк Fe₂O_3*H₂O(Керченское); 4) колчедан (пирит) FeS_2. 
 

Важнейшие соединения 

	Fe+2	Fe+3		Fe+6
Оксиды	FeO основный	Fe2O3 основный  со слабыми признаками амфотерности		FeO3 не выделен
Гидроксиды	Fe(OH)2 слабое основание	Fe(OH)3      HFeO2+ H2O амфотерный  гидроксид		H2FeO4 кислота, в свободном состоянии не выделена
Соли	FeCl2, FeSO4, Fe(NO3)2 и др.	Тип I FeCl3, Fe2(SO4)3	Тип II KFeO2, K3[Fe(OH)6] ферриты, или ферраты(III)	K2FeO4, BaFeO4, SrFeO4 ферраты(VI)

Способы получения 

В промышленности железо получают восстановлением  его из железных руд углеродом (коксом) и оксидом углерода (II) в доменных печах.

• C+O₂=CO(t˚C)
• CO₂+C=2CO(t˚C)

Восстановление  происходит в 3 стадии:

• 3Fe₂O₃+CO=2Fe₃O₄+ CO₂(450-500˚C)
• Fe₃O₄+ CO=3FeO +CO₂(600˚C)
• FeO+ CO=Fe +CO₂(700˚C)

Восстановление  происходит в 3 стадии:

• 3Fe₂O₃+CO=2Fe₃O₄+ CO₂(450-500˚C)
• Fe₃O₄+ CO=3FeO +CO₂(600˚C)
• FeO+ CO=Fe +CO₂(700˚C)

Очень чистое железо получают одним из способов:

Разложение  пентакарбонила Fe

• Fe(CO)₅= Fe+ 5CO

Восстановление  водородом чистого FeO

• FeO+ H₂=Fe+ H₂O

Электролиз  водных растворов солей Fe⁺²

• FeC₂O₄=Fe +2CO₂↑

ХИМИЧЕСКИЕ  свойства 

Железо – металл средней активности, проявляет общие свойства, характерные для металлов. 

1.  Взаимодействие  с O₂:

• 3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄ (FeO * Fe₂O₃)

2.  Взаимодействие  с галогенами и серой при  высокой температуре: 

• 2Fe + 3Cl₂ = 2Fe⁺³ Cl₃
• 2Fe + 3F₂ = 2Fe⁺³ F₃
• 2Fe + 3Br₂ = 2Fe⁺³ Br₃
• Fe + I₂ = Fe⁺² I₂
• Fe + S = Fe⁺² S

3.  Взаимодействие  с фосфором, углеродом, кремнием:

• 3Fe + C = Fe₃C (t˚C) Карбид железа (II, III), цементит
• 3Fe + Si = Fe₃Si (t˚C) Силицид железа  ( II, III)
• 3Fe + P = Fe₃P₂ (t˚C) Фосфид железа (II)

4. Уникальной  способностью железа является  способность к «ржавлению» во  влажном воздухе: 

• 4Fe + 6H₂O + 3O₂ = 4Fe(OH)₃

 

5.  Взаимодействие с «неокисляющими» кислотами (HCl, H₂SO₄ разб.):

• Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑
• Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂↑

6.  Взаимодействие с «окисляющими» кислотами (HNO₃, H₂SO₄ конц.):

• Fe + 4HNO₃ = Fe(NO₃)₃ + NO↑ + H₂O
• Fe + 6H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑ + H₂O

7.   Взаимодействие  с солями менее активных металлов:

• Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu
• Fe⁰ + Cu²⁺ = Fe²⁺ + Cu⁰

8.  Взаимодействие  с газообразным монооксидом углерода:

• Fe(порошок) + 5CO(г) = Fe(CO)₅ пентакарбонил железа

Медико-биологическое  значение железа: 

В организме взрослого человека содержится около 3,5 г железа. Для лечения  железодефицитных анемий, а так же при слабости и истощении организма, применяются следующие препараты  железа:

1. Аскорбинат железа (II)
2. Драже «Фероплекс» (сульфат железа(II) с аскорбиновой кислотой)
3. «Гематоген»
4. Сироп алоэ с железом

Презентацию выполнила  
ученица 9 «Б» класса 
Малеева Татьяна