Jernforbindelser. Hardware: fysiske og kjemiske egenskaper

De første produktene av jern og dets legeringer har blitt funnet under utgravninger og dato fra om fjerde årtusen f.Kr.. Det vil si at av de gamle egypterne og sumererne brukte meteoric forekomster av stoffet til å produsere smykker og husholdningsartikler, samt våpen.

I dag forskjellige typer av jernforbindelser og rent metall - dette er den mest vanlige og brukte materialet. jern-tallet ikke rart XX ble vurdert. Faktisk, før advent og utbredt plast og relatert materiale, er denne forbindelsen av avgjørende betydning for mennesker. Hva er den aktive element og som danner stoffet, anser vi i denne artikkelen.

Grunnstoff jern

Hvis vi ser på strukturen av atom, bør det første angi plasseringen i det periodiske system.

1. Serienummer - 26.
2. Perioden - den fjerde største.
3. Group of Eight, undergruppen sidelinjen.
4. Atomic vekt - 55,847.
5. Strukturen av eksterne, elektroniske skall er betegnet med formel 3d ⁶ 4s ^2.
6. Kjemisk element symbol - Fe.
7. Navn - jern, lesing i formelen - "Ferrum".
8. I naturen er det fire stabile isotoper av elementet med massenummer 54, 56, 57, 58.

Grunnstoff jern har også ca. 20 forskjellige isotoper som ikke er stabile. Mulige oksidasjons som kan utøve en aktiv atom:

• 0;
• 2;
• 3;
• 6.

Viktig er ikke bare selve elementet, men også de forskjellige forbindelser og legeringer.

fysiske egenskaper

Som et enkelt stoff, jern fysiske egenskaper har en utpreget metallism. Det vil si, sølv-hvite med grå fargetone metall med høy formbarhet og duktilitet og høyt smeltepunkt og kokepunkt. Hvis vi vurdere egenskapene i mer detalj, og deretter:

• Smeltepunkt - 1 539 ^0-C;
• Kokende - 2862 ⁰ C;
• Aktivitet - gjennomsnitt;
• ildfasthet - høy;
• oppviser utpreget magnetiske egenskaper.

Avhengig av betingelsene og temperaturer, er det flere modifiseringer som danner jern. Fysiske egenskaper av dem skiller seg fra det faktum at forskjellige krystallinske gitter.

1. Alfa-formen, eller en ferritt eksisterer til en temperatur på 769 ⁰ C.
2. Fra 769 til 917 ⁰ C - betaformen.
3. 917-1394 ⁰ C - gamma-form, eller austenitt.
4. Over 1394 ⁰ C - sigma jern.

Alle modifikasjoner som har forskjellige krystallgitterstrukturtyper, så vel som ulike magnetiske egenskaper.

kjemiske egenskaper

Som nevnt ovenfor, oppviser en enkel jernforbindelse høy reaktivitet. Imidlertid, i findelt form er i stand til å antennes spontant i luft og i ren oksygen brenner metallet selv.

Korrosjon evne er høy, slik at legeringene er dekket av dette stoffet legerende forbindelser. Jern er i stand til å samhandle med:

• syrer;
• oksygen (herunder luft);
• svovel;
• halogener;
• når det blir oppvarmet - nitrogen, fosfor, karbon og silisium;
• salter med mindre reaktive metaller, gjenopprette dem til enkle stoffer;
• akutt damp;
• med salter av jern i oksidasjonstilstand +3.

Åpenbart viser slik aktivitet, er det i stand til å danne forskjellige metallforbindelser og polare variert i egenskaper. Og så skjer det. Jern og dets forbindelser er ekstremt varierte, og brukes i forskjellige områder av vitenskap, teknologi, menneskelig industriell aktivitet.

Distribusjon i naturen

Naturlige forbindelser av jern er ganske vanlig, fordi det er den nest mest forekommende grunnstoffet i jorden etter aluminium. I den rene form av metallet er det svært sjelden i meteoritter, som indikerer dets store klaser det er på plass. Størstedelen av blandingen er inneholdt i malm, bergarter og mineraler.

Hvis vi snakker om prosentandelen av elementet i naturen, er det mulig å sitere følgende tall.

1. Kjerner av de terrestriske planetene - 90%.
2. Jordskorpen - 5%.
3. I jordens mantel - 12%.
4. Jordens kjerne - 86%.
5. Elvevann - 2 mg / L.
6. I sjøen og hav - 0,02 mg / l.

Den vanligste formen av jernforbindelser de følgende mineraler:

• magnetitt;
• limonitt limonitt og;
• vivianite;
• magnetkis;
• svovelkis;
• siderite;
• markasitt;
• loellingite;
• mispikel;
• milanterit og andre.

Det er langt ikke en komplett liste, fordi de er egentlig veldig mye. I tillegg, er vidt forskjellige legeringer som er laget av mennesker. Også dette slike jernforbindelser, uten noe som det er vanskelig å forestille seg moderne liv mennesker. Disse inkluderer to hovedtyper:

• støpejern;
• stål.

Dessuten er det et verdifullt tilskudd av jern i sammensetningen av mange nikkellegeringer.

jernforbindelser (II)

Disse omfatter de hvor oksidasjonstilstanden er to formingselement. De er nok mange, fordi de inkluderer:

• oksid;
• hydroksyd;
• binær forbindelse;
• komplekssalter;
• komplekse forbindelser.

Formlene av kjemiske forbindelser som utviser nevnte jern oksidasjonstilstand for hver klasse av individ. Vurdere de viktigste og vanligste.

1. Jernoksid (II). Svart pulver, uoppløselig i vann. Naturen av tilkobling - grunnleggende. Raskt kan oksidere, imidlertid, og redusert til en enkel substans kan også lett. Det oppløses i syre for å danne det tilsvarende salt. Formel - FeO.
2. Jernhydroxyd (II). Det er et hvitt, amorft bunnfall. Salter dannet ved omsetning med baser (alkalier). Er svakt basiske egenskaper, i stand til hurtig oksyderes i luft til jernforbindelser er tre. Formelen - Fe (OH) _2.
3. Salter element i nevnte oksidasjon. De er vanligvis blekgrønne oppløsning er godt oksyderes også i luft, får mørk brun farge og som passerer til 3. jernsalt oppløst i vann. Eksempler på forbindelser: _FeCl2, FeSO _4, Fe _{(NO3) 2.}

Den praktiske betydning blant merkede substanser som har flere forbindelser. Først, jernklorid (II). Det er hovedleverandør av ioner i menneskekroppen, pasientens blodmangel. Når denne sykdommen er diagnostisert i en pasient, han foreskrevet komplekse stoffblandinger, som er basert på den aktuelle forbindelse. Så det er etterfylling av jernmangel i kroppen.

For det andre, jernsulfat, det vil si ferrosulfat (II), med kobber brukes til å drepe skadedyr på planter. Metoden viser seg å være effektiv er ikke de første tolv årene, så det er meget verdsatt av gartnere.

Mohrs salt

Denne forbindelsen, som er en hydratisert jernsulfat og ammonium. Formel sin registrert som FeSO ₄ * _{(NH4) 2} SO ₄ * 6 H ₂ O. En av jernforbindelsene (II), som har blitt mye brukt i praksis. De viktigste bruksområdene bør være mannen.

1. Farmasi.
2. Vitenskapelige undersøkelser og laboratorium titrimetrisk analyse (for å bestemme innholdet av krom, kaliumpermanganat, vanadium).
3. Medisin - som et tilsetningsstoff i mat under mangel av jern i kroppen til pasienten.
4. For impregnering av tre produkter, som Mohrs salt beskytter mot forråtnelse prosesser.

Det er andre områder der substansen er brukt. Navnet den er oppkalt etter den tyske kjemikeren, først oppdaget egenskapene utstilt.

Stoffer med en grad av oksydasjon av jern (III)

Egenskapene for jernforbindelsene i hvilken den oppviser en grad av oksidasjon av tre, er noe forskjellig fra de som er betraktet ovenfor. Således, arten av det tilsvarende oksyd og hydroksyd er ikke enkel og amfotære uttrykt. La oss beskrive de grunnleggende stoffer.

1. Jernoksid (III). Powder finkornet, rødbrun farge. De vannoppløselige, svakt sure egenskaper viser flere amfotere. Formel: Fe _{2O 3.}
2. Jernhydroxyd (III). Et stoff som utskilles under innvirkning av baser til de tilsvarende jernsalter. Naturen av hans uttales amfotære, farge brun-brun. Formel: Fe (OH) _3.
3. Salter som inneholder kationet Fe3 ^+. Et slikt flertall tildelt, med unntak av karbonat, som hydrolyse finner sted og produserer karbondioksid. Eksempler på salter med formel: Fe (NO _{3) 3, Fe2 (SO4) 3, FeCl3,} Febr _3, og andre.

Blant eksemplene i praksis er viktig slik krystallinsk som _{FeCl3 *} 6H O _2, eller jern-III-kloridheksahydrat (III). Den brukes i medisin for å stoppe blødning og etterfylling av jernioner i kroppen i tilfeller av anemi.

Nonahydrat jernsulfat (III) blir benyttet for rensing av drikkevann, som oppfører seg som en koagulant.

jernforbindelser (VI)

Formel kjemiske forbindelser av jern, hvor det manifesterer en bestemt oksidasjonstilstand +6, kan skrives som følger:

• K ₂ FeO _4;
• Na ₂ FeO _4;
• MgFeO ₄ og andre.

De har alle en felles navn - ferrates - og har lignende egenskaper (sterke reduksjonsmidler). de er også i stand til å desinfisere og har en bakteriedrepende effekt. Dette tillater deres anvendelse ved behandling av drikkevann i en industriell skala.

komplekse forbindelser

Svært viktig i analytisk kjemi, og ikke bare er spesielle stoffer. Slik at formen i vandige saltløsninger. Denne kompleksforbindelse av jern. Den mest populære og godt studert av disse er følgende.

1. Hexacyanoferrat (II) kalium K ₄ [Fe (CN) _6]. Et annet navn for tilkoblingen - gul blod salt. Den brukes til kvalitativ bestemmelse av jern-ion i løsning Fe3 ^+. Som et resultat av oppløsningen blir vakker lys blå farge er blitt dannet ved en annen kompleks - berlinerblått Kfe ³⁺ [Fe2 ⁺ (CN) _6]. Siden oldtiden brukt som fargestoff for klut.
2. Hexacyanoferrat (III) kalium K ₃ [Fe (CN) _6]. Et annet navn - rødt blod salt. Brukes som en kvalitativ bestemmelse reagens Fe ²⁺ jernioner. Resultatet er et blått bunnfall, for fremstilling av turnbuleva blå. Det ble også brukt som et fargestoff for stoff.

Jern er en del av organiske stoffer

Jern og dets forbindelser er, som vi har sett, er av stor praktisk betydning i det økonomiske livet til personen. Men i tillegg sin biologiske rolle i kroppen er ikke mindre bra, snarere tvert imot.

Det er en meget viktig organisk forbindelse, et protein, som omfatter det aktive element. Dette hemoglobin. Det er takket være ham går på transport av oksygen og gjort ensartet og rettidig utveksling av gasser. Derfor, rollen av jern i vitale prosesser - er stort - puste.

Bare inne i menneskekroppen inneholder ca. 4 g av jern, som må stadig etterfylles gjennom mat konsumert.