Jernforbindelser. Hardware: fysiske og kemiske egenskaber

De første produkter af jern og dets legeringer er blevet fundet under udgravninger og dato fra omkring det 4. årtusinde f.Kr.. Det vil sige, af de gamle egyptere og Sumererne brugt meteoric aflejringer af stoffet til at producere smykker og husholdningsartikler, samt våben.

Dag, forskellige typer af jernforbindelser og rent metal - dette er den mest almindelige og anvendte materiale. Ikke underligt XX århundrede jern blev overvejet. Faktisk indtil fremkomsten og udbredt plast og relaterede materialer, denne forbindelse er af afgørende betydning for mennesker. Hvad er det aktive element, og som danner stoffet, mener vi, i dette papir.

Grundstof jern

Hvis vi ser på strukturen af atomet, skal det først angive dens placering i det periodiske system.

1. Serienummer - 26.
2. Periode - den fjerde største.
3. Group of Eight, undergruppen sidelinjen.
4. Atomic vægt - 55,847.
5. Strukturen af eksterne elektroniske skaller betegnet med formel 3d ⁶ 4s ^2.
6. Kemisk element symbol - Fe.
7. Navn - jern, læsning i formlen - "Ferrum".
8. I naturen er der fire stabile isotoper af elementet med massetal 54, 56, 57, 58.

Grundstof jern har også omkring 20 forskellige isotoper, der ikke er stabile. Mulig oxidation, der kan udvise aktiv atom:

• 0;
• 2;
• 3;
• 6.

Vigtigt er ikke kun selve elementet, men også sine forskellige forbindelser og legeringer.

fysiske egenskaber

Som et simpelt stof, jern fysiske egenskaber har en udtalt metallism. Det er, sølv-hvid med grå nuance metal med høj formbarhed og duktilitet og højtsmeltende og kogepunkter. Hvis vi betragter de karakteristika mere detaljeret, så:

• Smeltepunkt - 1 539 ⁰ C;
• Kogning - 2862 ⁰ C;
• Aktivitet - gennemsnittet;
• ildfasthed - høj;
• udviser udtalt magnetiske egenskaber.

Afhængigt af betingelserne og temperaturer, er der flere modifikationer, som danner jern. Fysiske egenskaber af de adskiller sig fra det faktum, at forskellige krystallinske gitter.

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

Alle ændringer har forskellige krystalgitter strukturtyper, samt forskellige magnetiske egenskaber.

kemiske egenskaber

Som nævnt ovenfor er en simpel jernforbindelse udviser høj reaktivitet. Men i findelt form er i stand til spontant antændes i luft og i rene oxygen forbrænder metallet selv.

Korrosion evne er høj, så legeringerne er omfattet af dette stof legeringselementer forbindelser. Jern er i stand til at interagere med:

• syrer;
• oxygen (indbefattet luft);
• svovl;
• halogener;
• ved opvarmning - nitrogen, phosphor, kulstof og silicium;
• salte med mindre reaktive metaller, genoprette dem til enkle stoffer;
• akut damp;
• med salte af jern i oxidationstrin +3.

Klart, udviser en sådan aktivitet, det er i stand til at danne forskellige metalforbindelser og polær varierede i egenskaber. Og så sker det. Jern og dets forbindelser er yderst varieret og anvendes i forskellige områder af videnskab, teknologi, human industriel aktivitet.

Fordeling i naturen

Naturlige forbindelser af jern er ganske almindelige, fordi det er den anden mest udbredte grundstof på jorden efter aluminium. I den rene form af metallet er det yderst sjælden i meteoritter og angiver store klynger er i rummet. Hovedparten af sammensætningen er indeholdt i malm, sten og mineraler.

Hvis vi taler om den procentdel af grundstoffet i naturen, er det muligt at citere de følgende figurer.

1. De kerner af de terrestriske planeter - 90%.
2. Jordskorpen - 5%.
3. I Jordens kappe - 12%.
4. Jordens kerne - 86%.
5. Flodvand - 2 mg / L.
6. I havet og ocean - 0,02 mg / l.

Den mest almindelige form for jern forbindelser følgende mineraler:

• magnetit;
• limonite og limonite;
• vivianite;
• magnetkis;
• svovlkis;
• siderit;
• marcasite;
• loellingite;
• mispikel;
• milanterit og andre.

Det er langt ikke en komplet liste, fordi de er virkelig meget. Desuden er vidt forskellige legeringer, skabt af mennesket. Også dette sådanne jernforbindelser, uden hvilken det er vanskeligt at forestille sig moderne liv folk. Disse omfatter to store typer:

• støbejern;
• stål.

Det er også en værdifuld tilføjelse af jern i sammensætningen af mange nikkellegeringer.

jernforbindelser (II)

Disse omfatter sådanne, hvor oxidationstrin er +2 element. De er tilstrækkeligt talrige, fordi de omfatter:

• oxid;
• hydroxid;
• binær forbindelse;
• komplekse salte;
• komplekse forbindelser.

Formlerne for kemiske forbindelser, som udviser de nævnte jern oxidationstrin for hver klasse af enkelte. Overvej de vigtigste og mest almindelige.

1. Jernoxid (II). Sort pulver, uopløselig i vand. Arten af forbindelsen - grundlæggende. Kan hurtigt oxiderer, dog, og reduceret til en simpel stof kan også nemt. Det opløses i syre til dannelse af det tilsvarende salt. Formula - FeO.
2. Jernhydroxid (II). Det er et hvidt amorft bundfald. Salte dannet ved omsætning med baser (alkali). Udviser svage basiske egenskaber, i stand til hurtigt oxideres i luft til jernforbindelser er +3. Formula - Fe (OH) _2.
3. Salte element i nævnte oxidation. De er som regel bleggrønne opløsning godt oxideres selv i luft, få mørkebrun farve og passerer til 3. Jernsaltet opløst i vand. Eksempler på forbindelser: _{FeCl2, FeSO4,} Fe _{(NO3) 2.}

Den praktiske betydning blandt mærkede stoffer har flere forbindelser. Første, jernchlorid (II). Det er den vigtigste leverandør af ioner i den menneskelige krop, patientens anæmi. Når denne sygdom er diagnosticeret hos en patient, han ordineret komplekse præparater, som er baseret på den pågældende forbindelse. Så der er genopfyldning af jernmangel i kroppen.

For det andet, jernsulfat, dvs. ferrosulfat (II), med kobber anvendes til at dræbe skadedyr på afgrøder. Fremgangsmåden viser sig at være effektivt, er ikke det første dusin år, så det er meget værdsat af gartnere.

Mohr salt

Denne forbindelse, som er en hydratiseret jernsulfat og ammonium. Formel hans registreres som _FeSO4 * _{(NH4) 2 SO4} * 6H ₂ O. En af jernforbindelser (II), som har været meget anvendt i praksis. De vigtigste anvendelsesområder bør være manden.

1. Farmaci.
2. Videnskabelige undersøgelser og laboratorium titrimetrisk analyse (til bestemmelse af indholdet af chrom, kaliumpermanganat, vanadium).
3. Medicin - som tilsætningsstof til fødevarer under mangel på jern i kroppen af patienten.
4. Til imprægnering af træprodukter, som Mohr salt beskytter mod henfaldsprocesser.

Der er andre områder, hvor stoffet anvendes. Dens navn er opkaldt efter den tyske kemiker, først opdaget egenskaberne udstillet.

Stoffer med en grad af oxidation af jern (III)

Egenskaberne af jernforbindelser, hvor den udviser en grad af oxidation af 3, er noget anderledes end dem, der tidligere. Således, arten af den tilsvarende oxider og hydroxider er ikke grundlæggende og amfotere udtrykkes. Lad os beskrive de grundlæggende stoffer.

1. Jernoxid (III). Pulver finkornet, rødbrun farve. De vanduopløselige, svagt sure viser egenskaber mere amfotert. Formel: Fe ₂ O _3.
2. Jernhydroxid (III). Et stof, der udfældes under aktionen af alkali til de tilsvarende jernsalte. Arten af hans udtalte amfotere, brun-brun. Formel: Fe (OH) _3.
3. Salte indeholdende kation Fe3 ^+. Sådan flerhed tildelt, undtagen carbonat, som forekommer hydrolyse og producerer carbondioxid. Eksempler på nogle salte med formlen: Fe _{(NO3) 3, Fe2 (SO4) 3, FeCl3, FeBr3,} og andre.

Blandt eksemplerne i praksis er vigtigt sådan krystallinsk som _{FeCl3 *} 6 _H2O, eller ferrichloridhexahydrat (III). Det anvendes i medicin til at standse blødning og opfyldning af jernioner i kroppen i tilfælde af anæmi.

Nonahydrate jernsulfat (III) anvendes til rensning af drikkevand, som opfører sig som en koagulant.

jernforbindelser (VI)

Formel kemiske forbindelser af jern, hvor den manifesterer en bestemt oxidationstrin +6, kan skrives som følger:

• _K2 FeO _4;
• Na ₂ FeO _4;
• MgFeO ₄ og andre.

De har alle et fælles navn - ferrater - og har lignende egenskaber (stærkt reduktionsmiddel). de er også i stand til at desinficere og har en bakteriedræbende effekt. Dette tillader deres anvendelse til behandling af drikkevand i industriel målestok.

komplekse forbindelser

Meget vigtigt i analytisk kemi, og ikke kun er særlige stoffer. Således at formen i vandige saltopløsninger. Denne kompleksforbindelse af jern. Den mest populære og vel undersøgte af disse er følgende.

1. Hexacyanoferrat (II) kalium K ₄ [Fe (CN) _6]. Et andet navn for forbindelsen - gul blod salt. Det anvendes til kvalitativ bestemmelse af jernioner i opløsning Fe3 ^+. Som et resultat af løsningen bliver smukke lyse blå farve er blevet dannet af en anden kompleks - preussiske blå Kfe ³⁺ [Fe2 ⁺ (CN) _6]. Siden oldtiden brugt som farvestof til klud.
2. Hexacyanoferrat (III) kalium _K3 [Fe (CN) _6]. Et andet navn - rød blod salt. Anvendes som kvalitative bestemmelse reagens Fe ²⁺ jernioner. Resultatet er et blåt bundfald med navnet turnbuleva blå. Den blev også brugt som et farvestof til stof.

Jern er en del af organiske stoffer

Jern og dets forbindelser er, som vi har set, er af stor praktisk betydning i det økonomiske liv i den person. Men derudover sin biologiske rolle i kroppen ikke er mindre stor, tværtimod.

Der er en meget vigtig organisk forbindelse, et protein, som omfatter det aktive element. Dette hæmoglobin. Det er takket være ham foregår transporten af ilt og gjort ensartet og rettidig udveksling af gasser. Derfor rolle jern i vitale processer - vejrtrækning - er enorm.

Lige inden den menneskelige krop indeholder omkring 4 gram jern, som konstant skal genopfyldes gennem maden indtages.