Sebatian besi. Hardware: fizikal dan kimia

Produk pertama besi dan aloi telah ditemui semasa penggalian dan tarikh dari kira-kira alaf SM ke-4. Iaitu, oleh orang Mesir purba dan Sumeria digunakan deposit mendadak bahan untuk menghasilkan barang kemas dan barangan isi rumah, dan juga senjata.

Hari ini, pelbagai jenis sebatian besi dan logam tulen - ini adalah bahan yang paling biasa dan digunakan. Tidak hairanlah XX besi abad telah dipertimbangkan. Malah, sehingga kedatangan dan plastik meluas dan bahan-bahan yang berkaitan, sebatian ini adalah penting tegas kepada manusia. Apakah elemen yang aktif dan yang membentuk bahan itu, kami mengambil kira dalam kertas ini.

Kimia besi unsur

Jika kita mengambil kira struktur atom, ia hendaklah terlebih dahulu menentukan lokasi dalam sistem berkala.

1. nombor siri - 26.
2. Tempoh - keempat terbesar.
3. Kumpulan Lapan, garisan tepi kumpulan kecil yang.
4. berat atom - 55,847.
5. Struktur peluru elektronik luaran diwakili oleh formula 3d ⁶ 4s ^2.
6. unsur kimia simbol - Fe.
7. Nama - besi, membaca dalam formula - "Ferrum".
8. Secara semula jadi, terdapat empat isotop stabil unsur dengan nombor jisim 54, 56, 57, 58.

Kimia besi unsur juga mempunyai kira-kira 20 isotop yang berbeza yang tidak stabil. pengoksidaan yang mungkin yang boleh mempamerkan atom aktif:

• 0;
• 2;
• 3;
• 6.

Penting bukan sahaja elemen itu sendiri, tetapi juga pelbagai sebatian dan aloi.

ciri-ciri fizikal

Sebagai bahan yang mudah, besi sifat fizikal mempunyai metallism ketara. Iaitu, perak-putih dengan kelabu warna logam mempunyai sifat lunak tinggi dan kemuluran dan lebur yang tinggi dan takat didih. Jika kita mengambil kira ciri-ciri dengan lebih terperinci, maka:

• takat lebur - 1 539 ⁰ C;
• Mendidih - 2862 ⁰ C;
• Aktiviti - purata;
• refractoriness - tinggi;
• pameran disebut sifat-sifat magnet.

Bergantung kepada keadaan dan suhu, terdapat beberapa pengubahsuaian yang membentuk besi. sifat-sifat fizikal mereka berbeza daripada fakta bahawa kekisi kristal yang berbeza.

1. Bentuk alpha, atau ferrite wujud pada suhu 769 ⁰ C.
2. Dari 769-917 ⁰ C - beta bentuk.
3. 917-1394 ⁰ C - gamma-bentuk, atau austenit.
4. Di atas 1394 ⁰ C - besi Jepun.

Semua pengubahsuaian telah berbeza jenis struktur kristal kekisi, serta sifat-sifat magnet yang berbeza.

sifat kimia

Seperti disebutkan di atas, sebatian besi mudah mempamerkan kereaktifan tinggi. Walau bagaimanapun, dalam bentuk halus mampu secara spontan menyalakan di udara dan oksigen tulen terbakar logam itu sendiri.

keupayaan kakisan adalah tinggi, jadi aloi dilindungi oleh bahan ini sebatian aloi. Besi mampu untuk berinteraksi dengan:

• asid;
• oksigen (termasuk udara);
• sulfur;
• halogen;
• apabila dipanaskan - nitrogen, fosforus, karbon dan silikon;
• garam dengan logam kurang reaktif, mengembalikan mereka kepada bahan-bahan yang mudah;
• wap akut;
• dengan garam besi dalam pengoksidaan negeri 3.

Jelas sekali, untuk memaparkan aktiviti itu, ia mampu untuk membentuk pelbagai sebatian logam dan kutub yang berbeza-beza dalam hartanah. Dan sebagainya ia berlaku. Besi dan sebatiannya amat pelbagai dan digunakan dalam pelbagai bidang sains, teknologi, aktiviti perindustrian manusia.

Pengedaran dalam alam semula jadi

sebatian semula jadi besi adalah perkara biasa, kerana ia adalah unsur kedua paling berlimpah di bumi selepas aluminium. Dalam tulen bentuk logam ia amat jarang berlaku dalam meteorit, menunjukkan kelompok yang besar di ruang. Sebahagian besar daripada komposisi itu terkandung dalam bijih, batu dan mineral.

Jika kita bercakap mengenai peratusan unsur dalam alam semula jadi, ia adalah mungkin untuk memetik angka-angka berikut.

1. Nukleus planet terestrial - 90%.
2. kerak bumi - 5%.
3. Dalam mantel Bumi - 12%.
4. teras bumi - 86%.
5. Sungai air - 2 mg / L.
6. Di laut dan lautan - 0.02 mg / l.

Bentuk yang paling biasa besi sebatian mineral berikut:

• magnetit;
• limonit dan limonit;
• vivianite;
• pyrrhotite;
• pyrite;
• siderite;
• markasit;
• loellingite;
• mispikel;
• milanterit dan lain-lain.

Ia adalah jauh tidak lengkap senarai, kerana mereka benar-benar sangat banyak. Di samping itu, aloi yang amat berbeza yang dicipta oleh manusia. Ini juga, sebatian besi itu, tanpa mana ia adalah sukar untuk membayangkan orang kehidupan moden. Ini termasuk dua jenis utama:

• besi;
• keluli.

Juga, ia adalah tambahan yang berharga besi dalam komposisi banyak aloi nikel.

sebatian besi (II)

Ini termasuk mereka di mana keadaan pengoksidaan adalah 2 membentuk elemen. Mereka cukup banyak, kerana mereka termasuk:

• oksida;
• hidroksida;
• kompaun binari;
• garam kompleks;
• sebatian kompleks.

Formula sebatian kimia yang pameran berkata keadaan pengoksidaan besi bagi setiap kelas individu. Pertimbangkan yang paling penting dan biasa.

1. oksida besi (II). serbuk hitam, tidak larut dalam air. Sifat sambungan - asas. cepat boleh mengoksidakan, bagaimanapun, dan dikurangkan kepada bahan yang mudah juga boleh dengan mudah. Ia larut dalam asid untuk membentuk garam yang sepadan. Formula - FeO.
2. hidroksida besi (II). Ia adalah mendakan amorfus putih. Garam dibentuk oleh tindak balas dengan bes (alkali). Mempamerkan sifat-sifat yang lemah, mampu cepat teroksida di udara kepada sebatian besi adalah +3. Formula - Fe (OH) _2.
3. unsur garam dalam pengoksidaan berkata. Mereka biasanya penyelesaian pucat hijau juga teroksida walaupun di udara, mendapatkan warna coklat gelap dan berpindah kepada 3. garam besi larut dalam air. Contoh sebatian: FeCL _2, FeSO _4, Fe (NO _{3) 2.}

Kepentingan praktikal di kalangan bahan dilabel mempunyai lebih banyak sebatian. Pertama, besi klorida (II). Ia adalah pembekal utama ion dalam badan manusia, anemia pesakit. Apabila penyakit ini didiagnosis di pesakit, beliau ditetapkan persediaan kompleks, yang berdasarkan kompaun yang berkenaan. Jadi ada penambahan kekurangan zat besi dalam badan.

Kedua, besi sulfat, iaitu sulfat ferus (II), dengan tembaga digunakan untuk membunuh perosak pada tanaman. Kaedah ini terbukti berkesan bukan belas tahun pertama, jadi ia adalah sangat dihargai oleh tukang kebun.

garam Mohr

Kompaun ini, yang merupakan sulfat besi terhidrat dan ammonium. Formula direkodkan sebagai FeSO ₄ * (NH _{4) 2} SO ₄ * 6H ₂ O. Satu sebatian besi (II), yang telah digunakan secara meluas dalam amalan. Perkara-perkara utama penggunaan harus lelaki itu.

1. Pharmaceutics.
2. Kajian saintifik dan analisis makmal titrimetric (untuk menentukan kandungan kromium, kalium permanganat, vanadium).
3. Perubatan - sebagai bahan tambahan dalam makanan di bawah kekurangan zat besi dalam badan pesakit.
4. Untuk hal memberi produk kayu, garam Mohr melindungi daripada proses pereputan.

Terdapat kawasan-kawasan lain di mana bahan itu digunakan. namanya ia dinamakan selepas ahli kimia Jerman, pertama kali ditemui sifat dipamerkan.

Bahan-bahan dengan ijazah pengoksidaan besi (III)

Sifat-sifat sebatian besi di mana ia mempamerkan tahap pengoksidaan +3, agak berlainan daripada mereka yang dianggap di atas. Oleh itu, sifat oksida yang sama dan hidroksida tidak asas dan amfoterik dinyatakan. Marilah kita menerangkan bahan-bahan asas.

1. Besi oksida (III). Serbuk halus, berwarna perang kemerahan warna. Air larut, lemah berasid menunjukkan sifat lebih amfoterik. Formula: Fe ₂ O _3.
2. Besi hidroksida (III). Suatu bahan yang mendak semasa tindakan alkali kepada garam besi sepadan. Sifat amfoterik beliau disebut, warna coklat-coklat. Formula: Fe (OH) _3.
3. Garam termasuk kation Fe ^3+. kemajmukan itu diperuntukkan, kecuali karbonat, kerana hidrolisis berlaku dan menghasilkan karbon dioksida. Contoh beberapa garam formula: Fe (NO _{3) 3,} Fe ₂ (SO _{4) 3,} FeCL _3, FeBr _3, dan lain-lain.

Antara contoh-contoh dari segi praktikal adalah penting kristal seperti FeCL _{3 *} 6H ₂ O, atau ferik klorida hexahydrate (III). Ia digunakan dalam perubatan untuk menghentikan pendarahan dan penambahan ion besi dalam badan dalam kes-kes anemia.

Nonahydrate besi sulfat (III) digunakan untuk penulenan air minuman, kerana berkelakuan sebagai koagulan a.

sebatian besi (VI)

sebatian formula kimia besi, di mana ia memanifestasikan pengoksidaan keadaan tertentu 6, boleh ditulis seperti berikut:

• K ₂ FeO _4;
• Na ₂ FeO _4;
• MgFeO ₄ dan lain-lain.

Mereka semua mempunyai nama yang sama - ferrates - dan mempunyai ciri-ciri yang serupa (agen penurunan yang kuat). mereka juga mampu untuk membasmi dan mempunyai kesan bakteria. Ini membolehkan penggunaan mereka untuk rawatan air minuman pada skala industri.

sebatian kompleks

Sangat penting dalam kimia analisis, dan bukan sahaja adalah bahan khas. Apa-apa bentuk yang dalam penyelesaian garam akueus. Ini sebatian kompleks besi. Yang paling popular dan belajar ini adalah seperti berikut.

1. Hexacyanoferrate (II) kalium K ₄ [Fe (CN) _6]. Nama lain untuk sambungan - garam darah kuning. Ia digunakan untuk penentuan kualitatif ion besi dalam larutan Fe ^3+. Hasil daripada penyelesaian menjadi cantik warna biru terang telah dibentuk oleh kompleks lain - Prussian blue KFe ³⁺ [Fe ²⁺ (CN) _6]. Sejak zaman purba digunakan sebagai pewarna untuk kain.
2. Hexacyanoferrate (III) kalium K ₃ [Fe (CN) _6]. Nama lain - garam darah merah. Digunakan sebagai kualitatif ion besi penentuan reagen Fe ^2+. Hasilnya ialah mendakan biru mempunyai warna biru turnbuleva. Ia juga digunakan sebagai pewarna untuk kain.

Besi adalah sebahagian daripada bahan-bahan organik

Besi dan sebatiannya, seperti yang kita lihat, adalah sangat penting praktikal dalam kehidupan ekonomi orang itu. Walau bagaimanapun, di samping itu, peranan biologi dalam badan adalah tidak kurang besar, agak berlawanan.

Ada yang sangat penting sebatian organik, protein, yang termasuk unsur aktif. hemoglobin ini. Kita berterima kasih kepada-Nya berlaku pengangkutan oksigen dan dibuat seragam dan pertukaran tepat pada masanya gas. Oleh itu, peranan zat besi dalam proses penting - pernafasan - adalah besar.

Hanya di dalam badan manusia mengandungi kira-kira 4 gram besi, yang perlu sentiasa ditambah melalui makanan yang dimakan.