Муниципально освітній заклад середня освітня школа № 39
Четвертний проект на тему:
«Будова і властивості заліза»
Виконав:
Перевірив:
Хабаровськ 2007р.
Зміст
1. Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
2. Властивості та використання заліза. Доменна піч ... ... ... ... .. ... .. 4
3. Список літератури ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 8
Введення
Залізо - один з найпоширеніших металів в земній корі. Люди навчилися добувати залізо з руди і обробляти його близько 4 тис. років тому.
Вміст заліза в земній корі становить 4,65%, а в цілому наша планета складається з заліза майже на 35%. В основному воно зосереджено в земному ядрі.
У природі залізо зустрічається у вигляді оксидів (сполук з киснем) залізних рудах. Дві основні залізні руди - це гематит і магнетит. Гематит - одна з основних залізних руд. Цей мінерал часто утворює грудки, схожі на нирки, - конкреції.
З XIV ст. для виплавки чавуну з залізної руди, змішаної з коксом, стали застосовувати доменні печі. Чавун - це майже чисте залізо з домішкою вуглецю, який включається в залізо в доменній печі при згорянні коксу. Вуглець надає чавуну твердість.
З другої половини XIX ст. все більше чавуну почали переробляти в сталь. Сталь містить менше вуглецю, ніж чавун, і тому вона більш пластична і стійка до різких ударних навантажень. При виплавці сталі вуглець частково видаляють з чавуну шляхом продування кисню через розплав і додають у сталь різні метали, кожен з яких надає їй особливі властивості.
Властивості та використання заліза. Доменна піч.
Залізну руду, кокс і вапняк поміщають в шахту доменної печі. Руда містить оксид заліза, кокс отримують нагріванням вугілля без доступу повітря, а вапняк складається з карбонату кальцію. Гаряче повітря подається в нижню частину доменної печі. По мірі згорання коксу міститься в ньому вуглець вступає в реакцію з киснем повітря, в ході якої утворюється оксид вуглецю. Палаючий кокс нагріває сировину в нижній частині печі до температури вище 1600 градусів за Цельсієм. При такій температурі кисень, що міститься в оксиді заліза, вступає в реакцію оксидом вуглецю. У результаті виходить діоксид вуглецю, а з руди вивільняється практично чисте залізо (чавун) і стікає на дно печі. Розплавлений чавун виливають з нижньої частини печі кожні 3-4 години. Вапняк взаємодіє з піском, глиною та іншими містяться в руді домішками, утворюючи так званий шлак. Розплавлений шлак, будучи легше чавунного розплаву, накопичується на поверхні металу і час від часу видаляється з печі через спеціальний отвір - летку.
З простими речовинами залізо реагує тільки при високій температурі: згорає на повітрі з утворенням оксиду Fe2O3, хлором окислюється Fe +3.
2Fe +3 Cl2 = 2FeCl3 - хлорид заліза (III).
При нагріванні з сіркою утворюється сульфід заліза (II) FeS, з вуглецем - карбід заліза Fe3C.
У розведених розчинах хлороводородной (соляної) та сірчаної кислот залізо розчиняється з утворенням сполук Fe (II):
Fe +2 HCl = FeCl2 + H2é.
Розбавлена азотна і концентрована сірчана кислота окислюють залізо до Fe +3:
Fe +4 HCl = Fe (NO3) 3 + NO +2 H2O,
2Fe +6 H2SO4 = Fe2 (SO4) 3 +3 SO2 +6 H2O.
Концентрована азотна кислота пасивує залізо, створюючи на поверхні захисну оксидну плівку.
Залізо витісняє малоактивні метали з розчинів їх солей:
Fe + CuSO4 = FeSO4 = Cu.
Гідроксид заліза (II) окислюється киснем повітря:
4Fe (OH) 2 + O2 +2 H2O = 4Fe (OH) 3.
З'єднання заліза (III) - оксид і гідроксид - обладют амфотерними властивостями. Так, оксид реагує при нагріванні з основними оксидами:
Fe2O3 + CaO = Ca (FeO2) 2.
Свежеосажденная гідроксид заліза (III) легко розчиняється в кислотах:
Fe (OH) 3 +3 HNO3 = Fe (NO3) 3 +3 H2O.
У лугах Fe (OH) 3 розчиняється тільки при тривалому кип'ятінні:
Fe (OH) 3 + NaOH = Na [Fe (OH) 4].
Залізо (III) утворює численні комплексні з'єднання: гідратів комплекси при гідролізі. Якісними реакціями на іони Fe +3 і Fe +3 також є реакції з утворенням забарвлених комплексних сполук:
Fe +2
FeSO4 + K3 [Fe (CN) 6] = KFe [Fe (CN) 6] â + K2SO4
4FeCl3 +3 K4 [Fe (CN) 6] = Fe4 [Fe (CN) 6] 3â +12 KCl
Взаємопереходів іонів заліза при передачі електронів:
Fe +2 Fe +3
обумовлюють роботу дихальних ферментів (цитохромів), зокрема, гемоглобіну, що переносить кисень від органів дихання до всіх клітин організму.
Список літератури
1. «Хімія і науково-технічний прогрес», І. М. Семенов, А. С. Максимов, А. А. Макарену, Москва "Освіта" 1999. . (Для учнів 10-11 класів)
2. «Енциклопедичний словник юного хіміка», Москва 2000р.
3. «Незвичайні властивості звичайних металів», В. А. Займовскій, Т. Л. Колупаєва, бібліотека "Квант"
Четвертний проект на тему:
«Будова і властивості заліза»
Виконав:
Перевірив:
Хабаровськ 2007р.
Зміст
1. Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
2. Властивості та використання заліза. Доменна піч ... ... ... ... .. ... .. 4
3. Список літератури ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 8
Введення
Залізо - один з найпоширеніших металів в земній корі. Люди навчилися добувати залізо з руди і обробляти його близько 4 тис. років тому.
Вміст заліза в земній корі становить 4,65%, а в цілому наша планета складається з заліза майже на 35%. В основному воно зосереджено в земному ядрі.
У природі залізо зустрічається у вигляді оксидів (сполук з киснем) залізних рудах. Дві основні залізні руди - це гематит і магнетит. Гематит - одна з основних залізних руд. Цей мінерал часто утворює грудки, схожі на нирки, - конкреції.
З XIV ст. для виплавки чавуну з залізної руди, змішаної з коксом, стали застосовувати доменні печі. Чавун - це майже чисте залізо з домішкою вуглецю, який включається в залізо в доменній печі при згорянні коксу. Вуглець надає чавуну твердість.
З другої половини XIX ст. все більше чавуну почали переробляти в сталь. Сталь містить менше вуглецю, ніж чавун, і тому вона більш пластична і стійка до різких ударних навантажень. При виплавці сталі вуглець частково видаляють з чавуну шляхом продування кисню через розплав і додають у сталь різні метали, кожен з яких надає їй особливі властивості.
Властивості та використання заліза. Доменна піч.
Залізну руду, кокс і вапняк поміщають в шахту доменної печі. Руда містить оксид заліза, кокс отримують нагріванням вугілля без доступу повітря, а вапняк складається з карбонату кальцію. Гаряче повітря подається в нижню частину доменної печі. По мірі згорання коксу міститься в ньому вуглець вступає в реакцію з киснем повітря, в ході якої утворюється оксид вуглецю. Палаючий кокс нагріває сировину в нижній частині печі до температури вище 1600 градусів за Цельсієм. При такій температурі кисень, що міститься в оксиді заліза, вступає в реакцію оксидом вуглецю. У результаті виходить діоксид вуглецю, а з руди вивільняється практично чисте залізо (чавун) і стікає на дно печі. Розплавлений чавун виливають з нижньої частини печі кожні 3-4 години. Вапняк взаємодіє з піском, глиною та іншими містяться в руді домішками, утворюючи так званий шлак. Розплавлений шлак, будучи легше чавунного розплаву, накопичується на поверхні металу і час від часу видаляється з печі через спеціальний отвір - летку.
Залізо - VIII В групи.
Електронна конфігурація його томи: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d. Це метал, проста речовина - відновник середньої сили. Основні ступені окислення заліза в сполуках: +2, +3. оксид заліза (II) FeO - основний оксид, його гідратне форма Fe (OH) 2 - нерозчинна основа, має відновні властивості. Оксид заліза (III) Fe2O3 - основний оксид з ознаками амфотерного оксиду. Його гідроксид Fe (OH) 3 - амфотерні гідроксид з переважанням основних властивостей. З'єднання заліза (III) - слабкі окислювачі. З сполук заліза вони найбільш хімічно інертні.
Чисте залізо, не містить домішок, - міцний і пластичний метал, який легко кується і прокочується. Залізо притягується магнітом. Щільність металу 7,87 г / смі, відноситься до важких металів (чорна металургія). Температура плавлення 1535 градусів за Цельсієм, кипіння - 3200 градусів за Цельсієм.З простими речовинами залізо реагує тільки при високій температурі: згорає на повітрі з утворенням оксиду Fe2O3, хлором окислюється Fe +3.
2Fe +3 Cl2 = 2FeCl3 - хлорид заліза (III).
При нагріванні з сіркою утворюється сульфід заліза (II) FeS, з вуглецем - карбід заліза Fe3C.
У розведених розчинах хлороводородной (соляної) та сірчаної кислот залізо розчиняється з утворенням сполук Fe (II):
Fe +2 HCl = FeCl2 + H2é.
Розбавлена азотна і концентрована сірчана кислота окислюють залізо до Fe +3:
Fe +4 HCl = Fe (NO3) 3 + NO +2 H2O,
2Fe +6 H2SO4 = Fe2 (SO4) 3 +3 SO2 +6 H2O.
Концентрована азотна кислота пасивує залізо, створюючи на поверхні захисну оксидну плівку.
Залізо витісняє малоактивні метали з розчинів їх солей:
Fe + CuSO4 = FeSO4 = Cu.
Гідроксид заліза (II) окислюється киснем повітря:
4Fe (OH) 2 + O2 +2 H2O = 4Fe (OH) 3.
З'єднання заліза (III) - оксид і гідроксид - обладют амфотерними властивостями. Так, оксид реагує при нагріванні з основними оксидами:
Fe2O3 + CaO = Ca (FeO2) 2.
Свежеосажденная гідроксид заліза (III) легко розчиняється в кислотах:
Fe (OH) 3 +3 HNO3 = Fe (NO3) 3 +3 H2O.
У лугах Fe (OH) 3 розчиняється тільки при тривалому кип'ятінні:
Fe (OH) 3 + NaOH = Na [Fe (OH) 4].
Залізо (III) утворює численні комплексні з'єднання: гідратів комплекси при гідролізі. Якісними реакціями на іони Fe +3 і Fe +3 також є реакції з утворенням забарвлених комплексних сполук:
Fe +2
FeSO4 + K3 [Fe (CN) 6] = KFe [Fe (CN) 6] â + K2SO4
4FeCl3 +3 K4 [Fe (CN) 6] = Fe4 [Fe (CN) 6] 3â +12 KCl
Взаємопереходів іонів заліза при передачі електронів:
Fe +2 Fe +3
обумовлюють роботу дихальних ферментів (цитохромів), зокрема, гемоглобіну, що переносить кисень від органів дихання до всіх клітин організму.
Список літератури
1. «Хімія і науково-технічний прогрес», І. М. Семенов, А. С. Максимов, А. А. Макарену, Москва "Освіта" 1999. . (Для учнів 10-11 класів)
2. «Енциклопедичний словник юного хіміка», Москва 2000р.
3. «Незвичайні властивості звичайних металів», В. А. Займовскій, Т. Л. Колупаєва, бібліотека "Квант"