Propiedades oxidativas del hierro. hierro en la naturaleza. Propiedades químicas de estos compuestos.

Los primeros productos hechos de hierro y sus aleaciones se encontraron durante las excavaciones y se remontan aproximadamente al cuarto milenio antes de Cristo. Es decir, incluso los antiguos egipcios y sumerios utilizaron depósitos de meteoritos de esta sustancia para fabricar joyas y artículos para el hogar, así como armas.

Hoy en día, varios tipos de compuestos de hierro, así como metales puros, son las sustancias más comunes y utilizadas. No es de extrañar que el siglo XX fuera considerado de hierro. Después de todo, antes de la llegada y el uso generalizado del plástico y los materiales relacionados, este compuesto era de importancia decisiva para los humanos. Qué es este elemento y qué sustancias forma, lo consideraremos en este artículo.

hierro elemento quimico

Si consideramos la estructura del átomo, primero debemos indicar su ubicación en el sistema periódico.

1. Número ordinal - 26.
2. El período es el cuarto grande.
3. El octavo grupo, el subgrupo secundario.
4. El peso atómico es 55.847.
5. La estructura de la capa externa de electrones se denota por la fórmula 3d 6 4s 2 .
6. -Fe.
7. El nombre es hierro, la lectura en la fórmula es "ferrum".
8. En la naturaleza existen cuatro isótopos estables del elemento en cuestión con los números de masa 54, 56, 57, 58.

El elemento químico hierro también tiene alrededor de 20 isótopos diferentes que no son estables. Los posibles estados de oxidación que puede presentar un átomo dado son:

No solo es importante el elemento en sí, sino también sus diversos compuestos y aleaciones.

Propiedades físicas

Como sustancia simple, el hierro tiene una metalicidad pronunciada. Es decir, es un metal de color blanco plateado con un tinte gris, que tiene un alto grado de ductilidad y ductilidad y un alto punto de fusión y ebullición. Si consideramos las características con más detalle, entonces:

• punto de fusión - 1539 0 С;
• hirviendo - 2862 0 C;
• actividad - promedio;
• refractariedad - alta;
• exhibe pronunciadas propiedades magnéticas.

Dependiendo de las condiciones y las diferentes temperaturas, hay varias modificaciones que forma el hierro. Sus propiedades físicas difieren del hecho de que las redes cristalinas difieren.

Todas las modificaciones tienen diferentes tipos de estructuras de redes cristalinas y también difieren en las propiedades magnéticas.

Propiedades químicas

Como se mencionó anteriormente, la sustancia simple hierro exhibe una actividad química media. Sin embargo, en un estado finamente disperso, es capaz de autoencenderse en el aire y el metal mismo se quema en oxígeno puro.

La capacidad de corrosión es alta, por lo que las aleaciones de esta sustancia están recubiertas con compuestos de aleación. El hierro puede interactuar con:

• ácidos;
• oxígeno (incluido el aire);
• gris;
• halógenos;
• cuando se calienta, con nitrógeno, fósforo, carbono y silicio;
• con sales de metales menos activos, reduciéndolos a sustancias simples;
• con vapor de agua fuerte;
• con sales de hierro en estado de oxidación +3.

Es obvio que, mostrando tal actividad, el metal es capaz de formar varios compuestos, diversos y de propiedades polares. Y así sucede. El hierro y sus compuestos son sumamente diversos y se utilizan en diversas ramas de la ciencia, la tecnología y la actividad humana industrial.

Distribución en la naturaleza

Los compuestos naturales de hierro son bastante comunes, ya que es el segundo elemento más común en nuestro planeta después del aluminio. Al mismo tiempo, en su forma pura, el metal es extremadamente raro, como parte de los meteoritos, lo que indica sus grandes acumulaciones en el espacio. La masa principal está contenida en la composición de minerales, rocas y minerales.

Si hablamos del porcentaje del elemento en cuestión en la naturaleza, se pueden dar las siguientes cifras.

1. Los núcleos de los planetas terrestres - 90%.
2. En la corteza terrestre - 5%.
3. En el manto de la Tierra - 12%.
4. En el núcleo de la tierra - 86%.
5. En agua de río - 2 mg/l.
6. En el mar y el océano - 0,02 mg / l.

Los compuestos de hierro más comunes forman los siguientes minerales:

• magnetita;
• limonita o mineral de hierro marrón;
• vivianita;
• pirrotita;
• pirita;
• siderita;
• marcasita;
• lelingita;
• contratiempo;
• milanterita y otros.

Esta es todavía una lista larga, porque realmente hay muchos de ellos. Además, varias aleaciones creadas por el hombre están muy extendidas. Estos también son compuestos de hierro, sin los cuales es difícil imaginar la vida moderna de las personas. Estos incluyen dos tipos principales:

• hierros fundidos;
• convertirse en.

El hierro también es una valiosa adición a muchas aleaciones de níquel.

Compuestos de hierro (II)

Estos incluyen aquellos en los que el estado de oxidación del elemento formador es +2. Son bastante numerosos, porque incluyen:

• óxido;
• hidróxido;
• compuestos binarios;
• sales complejas;
• compuestos complejos.

Las fórmulas de los compuestos químicos en los que el hierro presenta el grado de oxidación indicado son individuales para cada clase. Considere los más importantes y comunes de ellos.

1. Óxido de hierro (II). Polvo negro, insoluble en agua. La naturaleza de la conexión es básica. Es capaz de oxidarse rápidamente, sin embargo, también puede reducirse fácilmente a una sustancia simple. Se disuelve en ácidos para formar las sales correspondientes. Fórmula - FeO.
2. Hidróxido de hierro (II). Es un precipitado amorfo blanco. Formado por la reacción de sales con bases (álcalis). Muestra propiedades básicas débiles, es capaz de oxidarse rápidamente en el aire a compuestos de hierro +3. Fórmula - Fe (OH) 2.
3. Las sales de un elemento en el estado de oxidación especificado. Como regla general, tienen un color verde pálido de la solución, se oxidan bien incluso en el aire, adquiriendo y convirtiéndose en sales de hierro 3. Se disuelven en agua. Ejemplos de compuestos: FeCL 2 , FeSO 4 , Fe(NO 3) 2 .

   

   Varios compuestos son de importancia práctica entre las sustancias designadas. Primero, (II). Este es el principal proveedor de iones para el cuerpo humano con anemia. Cuando se diagnostica una dolencia de este tipo en un paciente, se le prescriben preparaciones complejas, que se basan en el compuesto en cuestión. Así es como se repone la deficiencia de hierro en el cuerpo.

   En segundo lugar, es decir, el sulfato de hierro (II), junto con el cobre, se usa para destruir las plagas agrícolas en los cultivos. El método ha demostrado su eficacia durante más de una docena de años, por lo que es muy apreciado por los jardineros y jardineros.

   Sal de Mora

   Este es un compuesto que es un hidrato cristalino de hierro y sulfato de amonio. Su fórmula está escrita como FeSO 4 * (NH 4) 2 SO 4 * 6H 2 O. Uno de los compuestos de hierro (II), que ha sido ampliamente utilizado en la práctica. Las principales áreas de uso humano son las siguientes.

   1. Farmacia.
   2. Investigación científica y análisis volumétricos de laboratorio (para determinar el contenido de cromo, permanganato de potasio, vanadio).
   3. Medicina: como aditivo a los alimentos con falta de hierro en el cuerpo del paciente.
   4. Para la impregnación de productos de madera, ya que la sal de Mora protege contra los procesos de descomposición.

   Hay otras áreas en las que esta sustancia encuentra aplicación. Obtuvo su nombre en honor al químico alemán que descubrió por primera vez las propiedades manifestadas.

   Sustancias con un estado de oxidación de hierro (III)

   Las propiedades de los compuestos de hierro, en los que exhibe un estado de oxidación de +3, son algo diferentes de las discutidas anteriormente. Así, la naturaleza del óxido e hidróxido correspondiente ya no es básica, sino anfótera pronunciada. Damos una descripción de las principales sustancias.

   
   

   Entre los ejemplos dados, desde un punto de vista práctico, es importante un hidrato cristalino como FeCL 3 * 6H 2 O, o cloruro de hierro (III) hexahidratado. Se usa en medicina para detener el sangrado y reponer los iones de hierro en el cuerpo con anemia.

   El sulfato de hierro (III) pentahidratado se utiliza para purificar el agua potable, ya que se comporta como un coagulante.

   Compuestos de hierro (VI)

   Las fórmulas de los compuestos químicos del hierro, donde presenta un estado de oxidación especial de +6, se pueden escribir de la siguiente manera:

   • K2FeO4;
   • Na2FeO4;
   • MgFeO 4 y otros.

   Todos ellos tienen un nombre común, ferratos, y tienen propiedades similares (agentes reductores fuertes). También son capaces de desinfectar y tener un efecto bactericida. Esto les permite ser utilizados para el tratamiento de agua potable a escala industrial.

   compuestos complejos

   Las sustancias especiales son muy importantes en química analítica y no solo. Los que se forman en soluciones acuosas de sales. Estos son compuestos complejos de hierro. Los más populares y mejor estudiados son los siguientes.

   1. Hexacianoferrato de potasio (II) K 4 . Otro nombre para el compuesto es sal de sangre amarilla. Se utiliza para la determinación cualitativa de iones de hierro Fe 3+ en solución. Como resultado de la exposición, la solución adquiere un hermoso color azul brillante, ya que se forma otro complejo: el azul de Prusia KFe 3+. Desde la antigüedad se ha utilizado como
   2. Hexacianoferrato de potasio (III) K 3 . Otro nombre es sal de sangre roja. Se utiliza como reactivo cualitativo para la determinación de iones de hierro Fe 2+ . Como resultado, se forma un precipitado azul, que se llama azul de Turnbull. También se utiliza como tinte para telas.

   

   Hierro en materia orgánica

   El hierro y sus compuestos, como ya hemos visto, son de gran importancia práctica en la vida económica del hombre. Sin embargo, además de esto, su papel biológico en el cuerpo no es menos grande, al contrario.

   Hay una proteína muy importante, que incluye este elemento. Esta es la hemoglobina. Es gracias a él que se transporta oxígeno y se lleva a cabo un intercambio de gases uniforme y oportuno. Por lo tanto, el papel del hierro en el proceso vital, la respiración, es simplemente enorme.

   

   En total, el cuerpo humano contiene unos 4 gramos de hierro, que debe reponerse constantemente a través de los alimentos consumidos.

El hierro es el octavo elemento del cuarto período de la tabla periódica. Su número en la tabla (también llamado atómico) es 26, que corresponde al número de protones en el núcleo y de electrones en la capa electrónica. Se designa con las dos primeras letras de su equivalente latino: Fe (lat. Ferrum, se lee como "ferrum"). El hierro es el segundo elemento más común en la corteza terrestre, el porcentaje es del 4,65% (el más común es el aluminio, Al). En su forma nativa, este metal es bastante raro, más a menudo se extrae de un mineral mezclado con níquel.

En contacto con

¿Cuál es la naturaleza de este compuesto? El hierro como átomo consta de una red cristalina metálica, lo que asegura la dureza de los compuestos que contienen este elemento y la estabilidad molecular. Es en relación con esto que este metal es un cuerpo sólido típico, a diferencia, por ejemplo, del mercurio.

El hierro como sustancia simple- metal de color plateado con propiedades típicas de este grupo de elementos: maleabilidad, brillo metálico y ductilidad. Además, el hierro tiene una alta reactividad. Esta última propiedad se evidencia por el hecho de que el hierro se corroe muy rápidamente en presencia de alta temperatura y humedad adecuada. En oxígeno puro, este metal se quema bien, y si se tritura en partículas muy pequeñas, no solo se quemarán, sino que se encenderán espontáneamente.

A menudo llamamos al hierro no un metal puro, sino sus aleaciones que contienen carbono ©, por ejemplo, acero (<2,14% C) и чугун (>2,14%C). También son de gran importancia industrial las aleaciones, a las que se añaden metales de aleación (níquel, manganeso, cromo y otros), por lo que el acero se vuelve inoxidable, es decir, aleado. Así, en base a esto, queda claro qué amplia aplicación industrial tiene este metal.

Fe característica

propiedades quimicas del hierro

Echemos un vistazo más de cerca a las características de este elemento.

Propiedades de una sustancia simple.

• Oxidación en aire a alta humedad (proceso corrosivo):

4Fe + 3O2 + 6H2O \u003d 4Fe (OH) 3 - hidróxido de hierro (III) (hidróxido)

• Combustión de un alambre de hierro en oxígeno con formación de un óxido mixto (contiene un elemento con un estado de oxidación de +2 y un estado de oxidación de +3):

3Fe+2O2 = Fe3O4 (escamas de hierro). La reacción es posible cuando se calienta a 160 ⁰C.

• Interacción con agua a alta temperatura (600−700 ⁰C):

3Fe+4H2O = Fe3O4+4H2

• Reacciones con no metales:

a) Reacción con halógenos (¡Importante! Con esta interacción adquiere el estado de oxidación del elemento +3)

2Fe + 3Cl2 \u003d 2FeCl3 - cloruro férrico

b) Reacción con azufre (¡Importante! En esta interacción, el elemento tiene un estado de oxidación de +2)

Sulfuro de hierro (III) - Fe2S3 se puede obtener durante otra reacción:

Fe2O3+ 3H2S=Fe2S3+3H2O

c) Formación de pirita

Fe + 2S \u003d FeS2 - pirita. Presta atención al grado de oxidación de los elementos que componen este compuesto: Fe (+2), S (-1).

• Interacción con sales metálicas en la serie electroquímica de actividad metálica a la derecha del Fe:

Fe + CuCl2 \u003d FeCl2 + Cu - cloruro de hierro (II)

• Interacción con ácidos diluidos (por ejemplo, clorhídrico y sulfúrico):

Fe+HBr = FeBr2+H2

Fe+HCl = FeCl2+ H2

Tenga en cuenta que estas reacciones producen hierro con un estado de oxidación de +2.

• En ácidos no diluidos, que son los agentes oxidantes más fuertes, la reacción sólo es posible cuando se calienta; en ácidos fríos, el metal se pasiva:

Fe + H2SO4 (concentrado) = Fe2 (SO4) 3 + 3SO2 + 6H2O

Fe+6HNO3 = Fe(NO3)3+3NO2+3H2O

• Las propiedades anfóteras del hierro se manifiestan solo cuando interactúan con álcalis concentrados:

Fe + 2KOH + 2H2O \u003d K2 + H2 - precipitados de tetrahidroxiferrato de potasio (II).

Proceso de fabricación de hierro en un alto horno

• Tostación y posterior descomposición de minerales sulfurados y carbonatados (aislamiento de óxidos metálicos):

FeS2 -> Fe2O3 (O2, 850 ⁰C, -SO2). Esta reacción es también el primer paso en la síntesis industrial de ácido sulfúrico.

FeCO3 -> Fe2O3 (O2, 550−600 ⁰C, -CO2).

• Coque quemado (en exceso):

С (coque) + O2 (aire) —> CO2 (600−700 ⁰C)

CO2+С (coque) —> 2CO (750−1000 ⁰C)

• Recuperación de mineral que contiene óxido con monóxido de carbono:

Fe2O3 —> Fe3O4 (CO, -CO2)

Fe3O4 —> FeO (CO, -CO2)

FeO —> Fe(CO, -CO2)

• Carburación de hierro (hasta 6,7 ​​%) y fusión de hierro fundido (t⁰melting - 1145 ⁰C)

Fe (sólido) + C (coque) -> hierro fundido. La temperatura de reacción es de 900−1200 ⁰C.

En el hierro fundido, la cementita (Fe2C) y el grafito siempre están presentes en forma de granos.

Caracterización de compuestos que contienen Fe

Estudiaremos las características de cada conexión por separado.

Fe3O4

Óxido de hierro mixto o doble, que contiene un elemento con un estado de oxidación de +2 y +3. También se llama Fe3O4 oxido de hierro. Este compuesto es resistente a altas temperaturas. No reacciona con el agua, el vapor de agua. Descompuesto por ácidos minerales. Se puede reducir con hidrógeno o hierro a alta temperatura. Como puede comprender de la información anterior, es un producto intermedio en la cadena de reacción de la producción industrial de hierro.

Directamente, el óxido de hierro se utiliza en la producción de pinturas a base de minerales, cemento coloreado y productos cerámicos. Fe3O4 es lo que se obtiene ennegreciendo y pavonando el acero. Se obtiene un óxido mixto quemando hierro en el aire (la reacción se da arriba). Un mineral que contiene óxidos es la magnetita.

Fe2O3

Óxido de hierro (III), nombre trivial - hematites, compuesto de color marrón rojizo. Resistente a altas temperaturas. En su forma pura, no se forma durante la oxidación del hierro con oxígeno atmosférico. No reacciona con el agua, forma hidratos que precipitan. Reacciona mal con álcalis y ácidos diluidos. Se puede alear con óxidos de otros metales, formando espinelas, óxidos dobles.

El mineral de hierro rojo se utiliza como materia prima en la producción industrial de arrabio por el método de alto horno. También acelera la reacción, es decir, es un catalizador en la industria del amoníaco. Se utiliza en las mismas áreas que el óxido de hierro. Además, se utilizó como portador de sonido e imágenes en cintas magnéticas.

FeOH2

Hidróxido de hierro (II), compuesto que tiene propiedades tanto ácidas como básicas, predominando estas últimas, es decir, es anfótero. Una sustancia blanca que se oxida rápidamente en el aire, "se vuelve marrón" a hidróxido de hierro (III). Se descompone cuando se expone a la temperatura. Reacciona con soluciones débiles de ácidos y álcalis. No nos disolveremos en agua. En la reacción, actúa como agente reductor. Es un producto intermedio en la reacción de corrosión.

Detección de iones Fe2+ y Fe3+ (reacciones “cualitativas”)

El reconocimiento de iones Fe2+ y Fe3+ en soluciones acuosas se lleva a cabo utilizando compuestos complejos complejos: K3, sal de sangre roja y K4, sal de sangre amarilla, respectivamente. En ambas reacciones se forma un precipitado de color azul saturado con la misma composición cuantitativa, pero diferente posición del hierro con una valencia de +2 y +3. Este precipitado también se conoce como azul de Prusia o azul de Turnbull.

Reacción escrita en forma iónica

Fe2++K++3-  K+1Fe+2

Fe3++K++4-  K+1Fe+3

Un buen reactivo para detectar Fe3+ es el ion tiocianato (NCS-)

Fe3++ NCS-  3- - estos compuestos tienen un color rojo brillante ("sanguinolento").

Este reactivo, por ejemplo, tiocianato de potasio (fórmula - KNCS), le permite determinar incluso una concentración insignificante de hierro en soluciones. Por lo tanto, puede determinar si las tuberías están oxidadas al examinar el agua del grifo.

El hierro se conocía en tiempos prehistóricos, pero se usó ampliamente mucho más tarde, ya que es extremadamente raro en la naturaleza en estado libre, y su producción a partir de minerales solo fue posible en un cierto nivel de desarrollo tecnológico. Probablemente, por primera vez, una persona se familiarizó con el meteorito Hierro, como lo demuestran sus nombres en los idiomas de los pueblos antiguos: el antiguo egipcio "beni-pet" significa "hierro celestial"; el griego antiguo sideros está asociado con el latín sidus (genus case sideris) - una estrella, un cuerpo celeste. En los textos hititas del siglo XIV a. mi. El hierro se menciona como un metal que cayó del cielo. En las lenguas romances se ha conservado la raíz del nombre dado por los romanos (por ejemplo, francés fer, italiano ferro).

El método de obtención de hierro a partir de minerales se inventó en la parte occidental de Asia en el segundo milenio antes de Cristo. mi.; después de eso, el uso del Hierro se difundió en Babilonia, Egipto, Grecia; La Edad del Bronce fue sustituida por la Edad del Hierro. Homero (en el canto 23 de la Ilíada) cuenta que Aquiles premió al ganador de la competencia de lanzamiento de disco con un disco de grito de hierro. En Europa y la antigua Rusia durante muchos siglos, el hierro se obtenía mediante el proceso de elaboración del queso. El mineral de hierro se reducía con carbón vegetal en un horno construido en un pozo; Se bombeó aire al hogar con pieles, el producto de reducción: kritsu se separó de la escoria mediante golpes de martillo y se forjaron varios productos a partir de él. A medida que se perfeccionaban los métodos de soplado y aumentaba la altura del hogar, aumentaba la temperatura del proceso y parte del hierro se carburizaba, es decir, se obtenía hierro colado; este producto relativamente frágil se consideraba un producto de desecho. De ahí el nombre de hierro fundido "chushka", "arrabio" - Inglés. arrabio Más tarde se notó que cuando no se carga mineral de hierro, sino hierro fundido en el hogar, también se obtiene una floración de hierro con bajo contenido de carbono, y dicho proceso de dos etapas resultó ser más rentable que la masa cruda. En los siglos XII-XIII, el método de los gritos ya estaba muy extendido.

En el siglo XIV, el hierro fundido comenzó a fundirse no solo como un producto semiacabado para su posterior procesamiento, sino también como material para la fundición de diversos productos. La reconstrucción del hogar en un horno de cuba ("domnitsa"), y luego en un alto horno, también se remonta a la misma época. A mediados del siglo XVIII se empezó a utilizar en Europa el proceso de crisol para la obtención del acero, conocido en Siria en la primera etapa de la Edad Media, pero posteriormente olvidado. Con este método, el acero se obtenía fundiendo una carga de metal en pequeños recipientes (crisoles) a partir de una masa altamente refractaria. En el último cuarto del siglo XVIII, el proceso de encharcamiento de convertir hierro fundido en hierro comenzó a desarrollarse en el hogar de un horno de reverbero ardiente. La revolución industrial del siglo XVIII y principios del XIX, la invención de la máquina de vapor, la construcción de vías férreas, grandes puentes y la flota de vapor crearon una enorme demanda de hierro y sus aleaciones. Sin embargo, todos los métodos existentes de producción de hierro no podían satisfacer las necesidades del mercado. La producción en masa de acero comenzó solo a mediados del siglo XIX, cuando se desarrollaron los procesos Bessemer, Thomas y de hogar abierto. En el siglo XX surge y se generaliza el proceso de siderurgia eléctrica, dando acero de alta calidad.

Distribución del hierro en la naturaleza. En cuanto al contenido en la litosfera (4,65% en peso), el hierro ocupa el segundo lugar entre los metales (el aluminio ocupa el primer lugar). Migra vigorosamente en la corteza terrestre, formando unos 300 minerales (óxidos, sulfuros, silicatos, carbonatos, titanatos, fosfatos, etc.). El hierro participa activamente en procesos magmáticos, hidrotermales y supergénicos, que están asociados con la formación de varios tipos de depósitos de hierro. El hierro es un metal de las profundidades de la tierra, se acumula en las primeras etapas de la cristalización del magma, en rocas ultrabásicas (9,85%) y básicas (8,56%) (solo es un 2,7% en granitos). En la biosfera, el hierro se acumula en muchos sedimentos marinos y continentales, formando minerales sedimentarios.

Las reacciones redox desempeñan un papel importante en la geoquímica del hierro: la transición del hierro bivalente a trivalente y viceversa. En la biosfera, en presencia de materia orgánica, el Fe 3+ se reduce a Fe 2+ y migra fácilmente, y cuando se encuentra con el oxígeno atmosférico, el Fe 2+ se oxida, formando acumulaciones de hidróxidos de hierro trivalente. Los compuestos generalizados de hierro trivalente son rojos, amarillos y marrones. Esto determina el color de muchas rocas sedimentarias y su nombre: "formación de color rojo" (margas y arcillas rojas y marrones, arenas amarillas, etc.).

Propiedades físicas del hierro. La importancia del hierro en la tecnología moderna está determinada no solo por su amplia distribución en la naturaleza, sino también por una combinación de propiedades muy valiosas. Es de plástico, fácilmente falsificable tanto en frío como en caliente, se puede laminar, estampar y estirar. La capacidad de disolver el carbono y otros elementos es la base para obtener una variedad de aleaciones de hierro.

El hierro puede existir en forma de dos redes cristalinas: cúbica centrada en el cuerpo α y γ (bcc) y cúbica centrada en la cara (fcc). Por debajo de 910 °C, el α-Fe con una red bcc es estable (a = 2,86645 Å a 20 °C). Entre 910 °C y 1400 °C, la modificación γ con la red fcc es estable (a = 3,64 Å). Por encima de 1400 °C, se vuelve a formar la red δ-Fe bcc (a = 2,94 Å), que es estable hasta el punto de fusión (1539 °C). El α-Fe es ferromagnético hasta 769 °C (punto de Curie). Las modificaciones γ-Fe y δ-Fe son paramagnéticas.

Las transformaciones polimórficas del hierro y el acero durante el calentamiento y el enfriamiento fueron descubiertas en 1868 por D.K. Chernov. El carbono forma soluciones sólidas intersticiales con el hierro, en las que los átomos de C que tienen un radio atómico pequeño (0,77 Å) se encuentran en los intersticios de la red cristalina metálica, que consta de átomos más grandes (radio atómico de Fe 1,26 Å). Una solución sólida de carbono en γ-Fe se llama austenita, y en α-Fe se llama ferrita. Una solución sólida saturada de carbono en γ-Fe contiene 2,0 % de C en masa a 1130 °C; El α-Fe se disuelve solo del 0,02 al 0,04 % C a 723 °C y menos del 0,01 % a temperatura ambiente. Por lo tanto, cuando se enfría la austenita, se forma martensita, una solución sólida sobresaturada de carbono en α-Fe, que es muy dura y quebradiza. La combinación del temple con el revenido (calentamiento a temperaturas relativamente bajas para reducir las tensiones internas) permite dar al acero la combinación requerida de dureza y ductilidad.

Las propiedades físicas del Hierro dependen de su pureza. En los materiales industriales de hierro, el hierro suele ir acompañado de impurezas de carbono, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, azufre y fósforo. Incluso en concentraciones muy bajas, estas impurezas cambian mucho las propiedades del metal. Entonces, el azufre causa la llamada fragilidad roja, fósforo (incluso 10 -2% P) - fragilidad en frío; el carbono y el nitrógeno reducen la plasticidad, y el hidrógeno aumenta la fragilidad del hierro (la llamada fragilidad por hidrógeno). La reducción del contenido de impurezas a 10 -7 - 10 -9 % conduce a cambios significativos en las propiedades del metal, en particular a un aumento de la ductilidad.

Las siguientes son las propiedades físicas del Hierro, refiriéndose principalmente a un metal con un contenido total de impurezas inferior al 0,01% en masa:

Radio atómico 1.26Å

Radios iónicos Fe 2+ 0,80 Å, Fe 3+ 0,67 Å

Densidad (20°C) 7,874 g/cm3

t bala sobre 3200°С

Coeficiente de temperatura de dilatación lineal (20°C) 11,7 10 -6

Conductividad térmica (25°C) 74,04 W/(m·K)

La capacidad calorífica del hierro depende de su estructura y cambia de forma compleja con la temperatura; capacidad calorífica específica media (0-1000°C) 640,57 j/(kg·K) .

Resistividad eléctrica (20°C) 9,7 10 -8 ohm m

Coeficiente de temperatura de la resistencia eléctrica (0-100°C) 6,51 10 -3

Módulo de Young 190-210 10 3 MN / m 2 (19-21 10 3 kgf / mm 2)

Coeficiente de temperatura del módulo de Young 4 10 -6

Módulo de corte 84,0 10 3 MN/m 2

Resistencia a la tracción a corto plazo 170-210 MN/m2

Elongación relativa 45-55%

Dureza Brinell 350-450 MN/m2

Límite elástico 100 MN/m2

Resistencia al impacto 300 MN/m2

Propiedades químicas del Hierro. La configuración de la capa externa de electrones del átomo es 3d 6 4s 2 . El hierro presenta una valencia variable (los compuestos más estables son el hierro bivalente y trivalente). Con oxígeno, el hierro forma óxido (II) FeO, óxido (III) Fe 2 O 3 y óxido (II,III) Fe 3 O 4 (compuesto de FeO con Fe 2 O 3 que tiene una estructura de espinela). En aire húmedo a temperaturas ordinarias, el hierro se cubre con óxido suelto (Fe 2 O 3 nH 2 O). Debido a su porosidad, el óxido no impide el acceso de oxígeno y humedad al metal y, por lo tanto, no lo protege de una mayor oxidación. Como resultado de varios tipos de corrosión, cada año se pierden millones de toneladas de hierro. Cuando el hierro se calienta en aire seco por encima de los 200 °C, se cubre con una película de óxido muy fina que protege al metal de la corrosión a temperaturas ordinarias; esta es la base del método técnico de protección del Hierro - pavonado. Cuando se calienta en vapor de agua, el hierro se oxida para formar Fe 3 O 4 (por debajo de 570 °C) o FeO (por encima de 570 °C) y libera hidrógeno.

El hidróxido de Fe (OH) 2 se forma como un precipitado blanco por la acción de álcalis cáusticos o amoníaco sobre soluciones acuosas de sales de Fe 2+ en una atmósfera de hidrógeno o nitrógeno. Cuando entra en contacto con el aire, el Fe(OH) 2 primero se vuelve verde, luego se vuelve negro y finalmente se convierte rápidamente en hidróxido de Fe(OH) 3 marrón rojizo. El óxido de FeO exhibe propiedades básicas. El óxido Fe 2 O 3 es anfótero y tiene una función ligeramente ácida; al reaccionar con óxidos más básicos (por ejemplo, con MgO, forma ferritas, compuestos del tipo Fe 2 O 3 nMeO, que tienen propiedades ferromagnéticas y se usan ampliamente en radioelectrónica. Las propiedades ácidas también son pronunciadas en el hierro 6-valente, que existe en forma de ferratos, por ejemplo K 2 FeO 4 , sales de ácido férrico no aisladas en estado libre.

El hierro reacciona fácilmente con halógenos y haluros de hidrógeno, dando sales, como cloruros FeCl 2 y FeCl 3 . Cuando el hierro se calienta con azufre, se forman sulfuros de FeS y FeS 2 . Carburos de hierro - Fe 3 C (cementita) y Fe 2 C (e-carburo) - precipitan de soluciones sólidas de carbono en hierro al enfriarse. Fe 3 C también se libera de soluciones de carbono en hierro líquido a altas concentraciones de C. El nitrógeno, como el carbono, da soluciones sólidas intersticiales con hierro; de ellos se aíslan nitruros Fe 4 N y Fe 2 N. Con hidrógeno, el hierro da solo hidruros ligeramente estables, cuya composición no se ha establecido con precisión. Cuando se calienta, el hierro reacciona vigorosamente con el silicio y el fósforo para formar siliciuros (p. ej., Fe 3 Si y fosfuros (p. ej., Fe 3 P).

Los compuestos de hierro con muchos elementos (O, S y otros), que forman una estructura cristalina, tienen una composición variable (por ejemplo, el contenido de azufre en monosulfuro puede variar de 50 a 53,3 at.%). Esto se debe a defectos en la estructura cristalina. Por ejemplo, en el óxido de hierro (II), algunos de los iones Fe 2+ en los sitios de la red son reemplazados por iones Fe 3+; para mantener la neutralidad eléctrica, algunos sitios de la red que pertenecen a los iones Fe 2+ permanecen vacíos.

El potencial de electrodo normal del hierro en soluciones acuosas de sus sales para la reacción Fe = Fe 2+ + 2e es -0,44 V, y para la reacción Fe = Fe 3+ + 3e es -0,036 V. Así, en la serie de actividades, el hierro está a la izquierda del hidrógeno. Se disuelve fácilmente en ácidos diluidos con la liberación de H 2 y la formación de iones Fe 2+. La interacción del hierro con el ácido nítrico es peculiar. El HNO 3 concentrado (densidad 1,45 g/cm 3 ) pasiva el Hierro debido a la formación de una película protectora de óxido en su superficie; el HNO 3 más diluido disuelve el hierro con la formación de iones Fe 2+ o Fe 3+, reduciéndose a NH 3 o N 2 y N 2 O. Las soluciones de sales de hierro bivalente en el aire son inestables: el Fe 2+ se oxida gradualmente a Fe 3+. Las soluciones acuosas de sales de hierro son ácidas debido a la hidrólisis. La adición de iones tiocianato SCN- a soluciones de sales de Fe 3+ da un color rojo sangre brillante debido a la aparición de Fe(SCN) 3, lo que permite revelar la presencia de 1 parte de Fe 3+ en aproximadamente 10 6 partes de agua. El hierro se caracteriza por la formación de compuestos complejos.

Conseguir Hierro. El hierro puro se obtiene en cantidades relativamente pequeñas por electrólisis de soluciones acuosas de sus sales o por reducción de sus óxidos con hidrógeno. La producción de hierro suficientemente puro está aumentando gradualmente mediante su reducción directa a partir de concentrados de mineral con hidrógeno, gas natural o carbón a temperaturas relativamente bajas.

El uso del hierro. El hierro es el metal más importante de la tecnología moderna. En su forma pura, debido a su baja resistencia, el hierro prácticamente no se usa, aunque los productos de acero o hierro fundido a menudo se denominan "hierro" en la vida cotidiana. La mayor parte del hierro se utiliza en forma de aleaciones con composiciones y propiedades muy diferentes. Las aleaciones de hierro representan aproximadamente el 95% de todos los productos metálicos. Aleaciones ricas en carbono (más del 2% en peso): hierro fundido, se funden en altos hornos a partir de minerales ricos en hierro. El acero de diversos grados (con un contenido de carbono inferior al 2 % en peso) se funde a partir de hierro fundido en hornos y convertidores eléctricos y de hogar abierto mediante la oxidación (quemado) del exceso de carbono, eliminando las impurezas nocivas (principalmente S, P, O) y añadiendo elementos de aleación. Los aceros de alta aleación (con un alto contenido de níquel, cromo, tungsteno y otros elementos) se funden en hornos de arco eléctrico e inducción. Los nuevos procesos, como la refundición al vacío y por electroescoria, la fusión por plasma y haz de electrones, y otros, se utilizan para la producción de aceros y aleaciones de hierro para fines especialmente importantes. Se están desarrollando métodos para la fundición de acero en unidades de operación continua que aseguren una alta calidad del metal y la automatización del proceso.

A partir del hierro se crean materiales que pueden soportar altas y bajas temperaturas, vacío y altas presiones, medios agresivos, altas tensiones alternas, radiaciones nucleares, etc. La producción de hierro y sus aleaciones está en constante crecimiento.

El hierro como material artístico se ha utilizado desde la antigüedad en Egipto, Mesopotamia e India. Desde la Edad Media, numerosos productos de hierro altamente artísticos se han conservado en países europeos (Inglaterra, Francia, Italia, Rusia y otros): cercas forjadas, bisagras de puertas, soportes de pared, veletas, accesorios de cofres, luces. Los productos forjados a partir de varillas y productos de chapa perforada (a menudo con un revestimiento de mica) se distinguen por formas planas, una silueta gráfica lineal clara y son efectivamente visibles contra un fondo de aire claro. En el siglo XX, el hierro se utiliza para la fabricación de celosías, vallas, tabiques interiores calados, candelabros y monumentos.

Hierro en el cuerpo. El hierro está presente en los organismos de todos los animales y en las plantas (alrededor del 0,02% en promedio); es necesario principalmente para el intercambio de oxígeno y los procesos oxidativos. Hay organismos (los llamados concentradores) capaces de acumularlo en grandes cantidades (por ejemplo, las bacterias del hierro, hasta un 17-20% de hierro). Casi todo el hierro de los organismos animales y vegetales está asociado a las proteínas. La deficiencia de hierro causa retraso en el crecimiento y clorosis de la planta asociada con una producción reducida de clorofila. Un exceso de hierro también tiene un efecto nocivo sobre el desarrollo de las plantas, provocando, por ejemplo, la esterilidad de las flores de arroz y la clorosis. En suelos alcalinos se forman compuestos de hierro que son inaccesibles para las raíces de las plantas, y las plantas no lo reciben en cantidades suficientes; en suelos ácidos, el hierro pasa a compuestos solubles en exceso. Con una deficiencia o exceso de compuestos de hierro asimilables en los suelos, se pueden observar enfermedades de las plantas en grandes áreas.

El hierro ingresa al cuerpo de animales y humanos con los alimentos (el hígado, la carne, los huevos, las legumbres, el pan, los cereales, las espinacas y las remolachas son los más ricos en hierro). Normalmente, una persona recibe de 60 a 110 mg de hierro con la dieta, lo que excede significativamente su requerimiento diario. La absorción del hierro ingerido con los alimentos se produce en la parte superior del intestino delgado, desde donde pasa a la sangre unido a proteínas y es transportado con la sangre a diversos órganos y tejidos, donde se deposita en forma de complejo hierro-proteína - ferritina. El principal depósito de hierro en el cuerpo es el hígado y el bazo. Debido a la ferritina, se sintetizan todos los compuestos del cuerpo que contienen hierro: el pigmento respiratorio, la hemoglobina, se sintetiza en la médula ósea, la mioglobina se sintetiza en los músculos, y los citocromos y otras enzimas que contienen hierro se sintetizan en varios tejidos. El hierro se excreta del cuerpo principalmente a través de la pared del intestino grueso (en humanos, alrededor de 6 a 10 mg por día) y en una pequeña cantidad por los riñones. La necesidad de hierro del cuerpo varía con la edad y la condición física. Para 1 kg de peso, los niños necesitan - 0,6, los adultos - 0,1 y las mujeres embarazadas - 0,3 mg de hierro por día. En los animales, la necesidad de Hierro es aproximadamente (por 1 kg de materia seca de la dieta): para vacas lecheras - al menos 50 mg, para animales jóvenes - 30-50 mg; para lechones - hasta 200 mg, para cerdas gestantes - 60 mg.

Brazhnikova Alla Mikhailovna,

Escuela secundaria GBOU №332

Distrito Nevsky de San Petersburgo

Este manual considera preguntas sobre el tema "Química del hierro". Además de las cuestiones teóricas tradicionales, se consideran cuestiones que van más allá del nivel básico. Contiene preguntas de autocontrol, que permiten a los estudiantes verificar el nivel de asimilación del material educativo relevante en preparación para el examen.

CAPITULO 1. EL HIERRO ES UNA SUSTANCIA SIMPLE.

La estructura del átomo de hierro. .

El hierro es un elemento d, ubicado en un subgrupo lateral del grupo VIII del sistema periódico. El metal más común en la naturaleza. después aluminio. Es parte de muchos minerales: mineral de hierro marrón (hematita) Fe 2 O 3, mineral de hierro magnético (magnetita) Fe 3 O 4, pirita FeS 2.

Estructura electronica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 .

Valencia : II, III, (IV).

Estados de oxidación: 0, +2, +3, +6 (solo en ferratos K 2 FeO 4).

propiedades físicas.

El hierro es un metal blanco plateado brillante, p.f. - 1539 0 C.

Recibo.

El hierro puro se puede obtener reduciendo óxidos con hidrógeno cuando se calienta, así como por electrólisis de soluciones de sus sales. Proceso de dominio: obtención de hierro en forma de aleaciones con carbono (hierro fundido y acero):

1) 3Fe 2 O 3 + CO → 2Fe 3 O 4 + CO 2

2) Fe 3 O 4 + CO → 3FeO + CO 2

3) FeO + CO → Fe + CO 2

Propiedades químicas.

I. Interacción con sustancias simples - no metales

1) Con cloro y azufre (cuando se calienta). Con un agente oxidante más fuerte, el cloro oxida el hierro a Fe 3+, con uno más débil, el azufre, a Fe 2+:

2Fe2 + 3Cl → 2FeCl3

2) Con carbón, silicio y fósforo (a alta temperatura).

3) En aire seco, se oxida con oxígeno, formando incrustaciones, una mezcla de óxidos de hierro (II) y (III):

3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4 (FeO Fe 2 O 3)

II. Interacción con sustancias complejas.

1) La corrosión (oxidación) del hierro se produce en el aire húmedo:

4Fe + 3O 2 + 6H 2 O → 4Fe(OH) 3

A alta temperatura (700 - 900 0 C) en ausencia de oxígeno, el hierro reacciona con el vapor de agua, desplazando el hidrógeno:

3Fe+ 4H 2 O → Fe 3 O 4 + 4H 2

2) Desplaza el hidrógeno de los ácidos clorhídrico y sulfúrico diluidos:

Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2

Fe + H 2 SO 4 (razb.) \u003d FeSO 4 + H 2

Los ácidos sulfúrico y nítrico altamente concentrados no reaccionan con el hierro a temperaturas ordinarias debido a su pasivación.

Con ácido nítrico diluido, el hierro se oxida a Fe 3+, los productos de reducción de HNO 3 dependen de su concentración y temperatura:

8Fe + 30HNO 3 (muy bien dec.) → 8Fe(NO 3) 3 + 3NH 4 NO 3 + 9H 2 O

Fe + 4HNO 3 (dif.) → Fe (NO 3) 3 + NO + 2H 2 O

Fe + 6HNO 3 (conc.) → (temperatura) Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

3) Reacción con soluciones de sales metálicas a la derecha de hierro en la serie electroquímica de voltajes metálicos:

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

CAPÍTULO2. COMPUESTOS DE HIERRO(II).

Oxido de hierro(II) .

El óxido de FeO es un polvo negro, insoluble en agua.

Recibo.

Recuperación del óxido de hierro (III) a 500 0 C por acción del monóxido de carbono (II):

Fe2O3 + CO → 2FeO + CO2

Propiedades químicas.

El óxido principal, corresponde al hidróxido de Fe (OH) 2: se disuelve en los ácidos, formando sales de hierro (II):

FeO+2HCl → FeCl2 + H2O

Hidróxido de hierro (II).

El hidróxido de hierro Fe(OH) 2 es una base insoluble en agua.

Recibo.

La acción de los álcalis sobre las sales de hierro () sin acceso al aire:

FeSO4 + NaOH → Fe(OH)2 ↓+ Na2SO4

Propiedades químicas.

El hidróxido Fe(OH) 2 exhibe propiedades básicas, se disuelve bien en ácidos minerales y forma sales.

Fe(OH)2 + H2SO4 → FeSO4 + 2H2O

Cuando se calienta, se descompone:

Fe(OH) 2 → (temperatura) FeO+ H 2 O

propiedades redox.

Los compuestos de hierro (II) exhiben propiedades reductoras suficientemente fuertes, son estables solo en una atmósfera inerte; en el aire (lentamente) o en una solución acuosa bajo la acción de agentes oxidantes (rápidamente) pasan a compuestos de hierro (III):

4 Fe(OH) 2 (precipitado) + O 2 + 2H 2 O→ 4 Fe(OH) 3 ↓

2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3

10FeSO 4 + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 → 5 Fe 2 (SO 4) 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8 H 2 O

Los compuestos de hierro (II) también pueden actuar como agentes oxidantes:

FeO+ CO→ (temperatura) Fe+ CO

CAPITULO 3. COMPUESTOS DE HIERRO (tercero).

Oxido de hierro(tercero)

El óxido de Fe 2 O 3 es el compuesto de hierro que contiene oxígeno natural más estable. Es un óxido anfótero, insoluble en agua. Se forma durante la cocción de la pirita FeS 2 (ver 20.4 "Obtención de SO 2".

Propiedades químicas.

1) Al disolverse en ácidos, forma sales de hierro (III):

Fe 2 O 3 + 6HCl → 2FeCl 3 + 3H 2 O

2) Cuando se fusiona con carbonato de potasio, forma ferrita de potasio:

Fe 2 O 3 + K 2 CO 3 → (temperatura) 2KFeO 2 + CO 2

3) Bajo la acción de agentes reductores, actúa como agente oxidante:

Fe 2 O 3 + 3H 2 → (temperatura) 2Fe + 3H 2 O

Hidróxido de hierro (tercero)

El hidróxido de hierro Fe (OH) 3 es una sustancia de color marrón rojizo, insoluble en agua.

Recibo.

Fe 2 (SO 4 ) 3 + 6NaOH → 2Fe(OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4

Propiedades químicas.

El hidróxido de Fe (OH) 3 es una base más débil que el hidróxido de hierro (II), tiene una anfotericidad débilmente pronunciada.

1) Soluble en ácidos débiles:

2Fe(OH) 3 + 3H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O

2) Cuando se hierve en una solución de NaOH al 50%, se forma

Fe(OH)3 + 3NaOH → Na3

sales de hierro (tercero).

Sujeto a fuerte hidrólisis en solución acuosa:

Fe 3+ + H 2 O ↔ Fe (OH) 2+ + H +

Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2H 2 O ↔ Fe (OH) SO 4 + H 2 SO 4

Bajo la acción de fuertes agentes reductores en una solución acuosa, exhiben propiedades oxidantes, convirtiéndose en sales de hierro (II):

2FeCl3 + 2KI → 2FeCl2 + I2 + 2KCl

Fe 2 (SO 4 ) 3 + Fe → 3 Fe

CAPÍTULO4. REACCIONES CUALITATIVAS.

Reacciones cualitativas a iones Fe 2+ y Fe 3+.

1. El reactivo para el ion Fe 2+ es el hexacianoferrato de potasio (III) (sal de sangre roja), que da como resultado un precipitado azul intenso de una sal mixta: hexacianoferrato de potasio-hierro (II) (III) o Turnbull azul:

FeCl2 + K3 → KFe2+ ↓ + 2KCl

1. El reactivo para el ion Fe 3+ es el ion tiocianato (ion tiocianato) SNC -, al interactuar con sales de hierro (III), se forma una sustancia de color rojo sangre - tiocianato de hierro (III):

FeCl3 + 3KCNS → Fe(CNS)3 + 3KCl

3) Los iones Fe 3+ también se pueden detectar usando hexacianoferrato de potasio (II) (sal de sangre amarilla). En este caso, se forma una sustancia insoluble en agua de color azul intenso: hexacianoferrato de potasio-hierro (III) (II) o azul de Prusia:

FeCl 3 + K 4 → KFe 3+ ↓ + 3KCl

CAPÍTULO 5. SIGNIFICADO MÉDICO Y BIOLÓGICO DEL HIERRO.

El papel del hierro en el cuerpo.

Hierro participa en la formación de hemoglobina en la sangre, en la síntesis de hormonas tiroideas, en la protección del cuerpo contra las bacterias. Es necesario para la formación de células inmunoprotectoras, es necesario para el "trabajo" de las vitaminas B.

Hierro es parte de más de 70 enzimas diferentes, incluidas las respiratorias, que aseguran los procesos de respiración en células y tejidos, y están involucradas en la neutralización de sustancias extrañas que ingresan al cuerpo humano.

Hematopoyesis. Hemoglobina.

Intercambio de gases en los pulmones y tejidos.

La anemia por deficiencia de hierro.

La deficiencia de hierro en el cuerpo conduce a enfermedades como la anemia, la anemia.

La anemia por deficiencia de hierro (IDA) es un síndrome hematológico caracterizado por una síntesis alterada de hemoglobina debido a la deficiencia de hierro y que se manifiesta por anemia y sideropenia. Las principales causas de la ADH son la pérdida de sangre y la falta de alimentos y bebidas ricos en hemo.

El paciente puede verse afectado por la fatiga, la dificultad para respirar y las palpitaciones, especialmente después del esfuerzo físico, a menudo: mareos y dolores de cabeza, tinnitus e incluso desmayos. Una persona se vuelve irritable, se altera el sueño, disminuye la concentración de atención. Debido a que se reduce el flujo de sangre a la piel, se puede desarrollar una mayor sensibilidad al frío. También hay síntomas del tracto gastrointestinal: una fuerte disminución del apetito, trastornos dispépticos (náuseas, cambios en la naturaleza y frecuencia de las heces).

El hierro es una parte integral de los complejos biológicos vitales, como la hemoglobina (transporte de oxígeno y dióxido de carbono), la mioglobina (almacenamiento de oxígeno en los músculos), los citocromos (enzimas). El cuerpo de un adulto contiene 4-5 g de hierro.

LISTA DE LITERATURA UTILIZADA:

1. KN Zelenin, V.P. Sergutina, V.O. Malt "Aprobamos perfectamente el examen de química". Elbl-SPb LLC, 2001.
2. K.A. Makarov "Química médica". Editorial de la Universidad Médica Estatal de San Petersburgo de San Petersburgo, 1996.
3. N. L. Química General Glinka. Leningrado "Química", 1985.
4. VN Doronkin, A.G. Berezhnaya, T.V. Sazhnev, V. A. Fevraleva "Química. Pruebas temáticas para la preparación del examen. Editorial "Legión", Rostov del Don, 2012.

La gente lo conoce desde la antigüedad: los científicos atribuyen los artículos domésticos antiguos hechos de este material al cuarto milenio antes de Cristo.

No se puede imaginar la vida humana sin hierro. Se cree que el hierro se usa con fines industriales con más frecuencia que otros metales. Las estructuras más importantes están hechas de él. El hierro también se encuentra en pequeñas cantidades en la sangre. Es el contenido del vigésimo sexto elemento lo que colorea la sangre de rojo.

propiedades fisicas del hierro

En oxígeno, el hierro se quema para formar un óxido:

3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄.

Cuando se calienta, el hierro puede reaccionar con los no metales:

Además, a una temperatura de 700-900 ° C, reacciona con el vapor de agua:

3Fe + 4H₂O = Fe₃O₄ + 4H₂.

compuestos de hierro

Como saben, los óxidos de hierro tienen iones con dos estados de oxidación: +2 y + 3. Es extremadamente importante saber esto, porque se llevarán a cabo reacciones cualitativas completamente diferentes para diferentes elementos.

Reacciones cualitativas al hierro.

Se necesita una reacción cualitativa para determinar fácilmente la presencia de iones de una sustancia en soluciones o impurezas de otra. Considere las reacciones cualitativas del hierro ferroso y férrico.

Reacciones cualitativas para el hierro (III)

El contenido de iones férricos en una solución se puede determinar usando álcali. Con un resultado positivo, se forma una base: hidróxido de hierro (III) Fe (OH) ₃.

Hidróxido de hierro(III) Fe(OH)₃

La sustancia resultante es insoluble en agua y tiene un color marrón. Es el precipitado marrón el que puede indicar la presencia de iones férricos en la solución:

FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃↓+ 3NaCl.

Los iones Fe(III) también se pueden determinar usando K₃.

Una solución de cloruro férrico se mezcla con una solución amarillenta de sal de sangre. Como resultado, puede ver un hermoso precipitado azulado, lo que indicará que los iones férricos están presentes en la solución. encontrarás experimentos espectaculares sobre el estudio de las propiedades del hierro.

Reacciones cualitativas para el hierro (II)

Los iones Fe²⁺ reaccionan con la sal de sangre roja K₄. Si se forma un precipitado azulado cuando se agrega la sal, entonces estos iones están presentes en la solución.