Занимательная химия: Хром

Железо - Элемент XVIII группы четвертого периода периодической системы Менделеева, металл

Степень окисления +2,+3, иногда +6.

Один из наиболее распростаненных элементов в природе. Особено важен для живых организмов: является основным катализатором дыхательных процессов. Железо входит в состав гемоглобина крови (477 мг/л), учавствует в процессе переноса кислорода от легких к тканям. Железо встречается в природе в основном в виде руд.

Основные руды железа:
— магнетит (магнитный железняк) Fе_зО₄ (содержит до 72% железа), основные месторождения находятся на Урале.
— гематит (красный железняк) Fe₂О₃ (содержит до 65% железа), основное месторождение — Криворожское.
— лимонит (бурый железняк) Fe₂О₃ • nH₂O (содержит до 60% Ре), крупные месторождения в Крыму и на Урале.
— пирит (железный колчедан) FeS₂ (содержит около 46% железа), — сидерит (шпатовый железняк) FeСО₃ (содержит до 35% Железа).

Получение:
1. Чистое железо можно получить электролитическим восстановлением солей железа.
FeCl₂ = Fe²⁺ + 2Cl^-
2. Восстановление оксидов железа Fe₂O₃ и Fe₃O₄ при алюминотермии:
8Al + 3Fe₃O₄ = 9Fe + 4Al₂O₃
3. Основная масса железа используется не в чистом виде, а виде сплавов с углеродом (чугуна и стали) и другими элементами. Основная масса железа вырабатывается в доменных печах. Процесс, протекающий в доменной печи при получении сплавов железа, основан на восстановлении оксидов железа при нагревании:
3Fe₂O₃ + CO = 2Fe₃O₄ + CO₂
Fe₃O₄ + CO = 3FeO + CO₂
FeO + CO = Fe + CO₂
FeO + C = Fe + CO

Физические свойства:
Чистое железо — серебристо-белый металл, быстро тускнеющий (ржавеющий) на влажном воздухе или в воде, содержащей кислород. Железо пластично, легко подвергается ковке и прокатке, температура плавления 1539°С. Обладает сильными магнитными свойствами (ферромагнетик), хорошей тепло- и электропроводностью.
Химические свойства:
Железо — активный металл.
1. На воздухе образуется защитная оксидная пленка, препятствующая ржавению металла. 3Fe + 2O₂ = Fe2O3 • FeO (Феррит железа)
2. Во влажном воздухе железо окисляется и покрывается ржавчиной, которая частично состоит из гидратированного оксида железа (III). 4Fe + 3О₂ + 6Н₂О = 4Fe(ОН)₃ 3. Взаимодействует с хлором, углеродом и другими неметаллами при нагревании: 2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃
4.Железо вытесняет из растворов солей металлы, находящиеся в электрохимическом ряду напряжений правее железа:
Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu
5. Растворяется в разбавленных серной и соляной кислотах c выделением водорода:
Fe + 2Cl = FeCl₂ + H₂