คุณสมบัติของเหล็กไฮดรอกไซด์ 2. แผ่นโกงเคมีอนินทรีย์ วิธีการได้รับธาตุเหล็ก

ร่างกายมนุษย์มีธาตุเหล็กประมาณ 5 กรัม ส่วนใหญ่ (70%) เป็นส่วนหนึ่งของฮีโมโกลบินในเลือด

คุณสมบัติทางกายภาพ

ในสถานะอิสระ เหล็กเป็นโลหะสีขาวเงินและมีโทนสีเทา เหล็กบริสุทธิ์มีความเหนียวและมีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก ในทางปฏิบัติมักใช้โลหะผสมเหล็ก - เหล็กหล่อและเหล็กกล้า


Fe เป็นองค์ประกอบที่สำคัญและมีมากที่สุดในบรรดาโลหะ d ทั้ง 9 ชนิดของกลุ่มย่อยกลุ่ม VIII เมื่อรวมกับโคบอลต์และนิกเกิลจะก่อให้เกิด “ตระกูลเหล็ก”


เมื่อสร้างสารประกอบที่มีธาตุอื่นมักจะใช้อิเล็กตรอน 2 หรือ 3 ตัว (B = II, III)


เหล็ก เช่นเดียวกับองค์ประกอบ d เกือบทั้งหมดของกลุ่ม VIII ไม่มีวาเลนซีที่สูงกว่าเท่ากับหมายเลขกลุ่ม ความจุสูงสุดถึง VI และปรากฏน้อยมาก


สารประกอบทั่วไปส่วนใหญ่เป็นสารประกอบที่อะตอมของ Fe อยู่ในสถานะออกซิเดชัน +2 และ +3


วิธีการได้รับธาตุเหล็ก

1. เหล็กทางเทคนิค (ผสมกับคาร์บอนและสิ่งสกปรกอื่น ๆ) ได้มาจากการลดคาร์บอเทอร์มิกของสารประกอบธรรมชาติตามรูปแบบต่อไปนี้:




การฟื้นตัวจะเกิดขึ้นแบบค่อยเป็นค่อยไปใน 3 ขั้นตอน:


1) 3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2


2) เฟ 3 O 4 + CO = 3FeO + CO 2


3) FeO + CO = Fe + CO 2


เหล็กหล่อที่เกิดจากกระบวนการนี้มีคาร์บอนมากกว่า 2% ต่อจากนั้นใช้เหล็กหล่อเพื่อผลิตเหล็ก - โลหะผสมเหล็กที่มีคาร์บอนน้อยกว่า 1.5%


2. ได้ธาตุเหล็กที่บริสุทธิ์มากด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งต่อไปนี้:


ก) การสลายตัวของ Fe pentacarbonyl


เฟ(CO) 5 = เฟ + 5СО


b) การลด FeO บริสุทธิ์ด้วยไฮโดรเจน


FeO + H 2 = Fe + H 2 O


c) อิเล็กโทรไลซิสของสารละลายน้ำของเกลือ Fe +2


เฟค 2 O 4 = เฟ + 2CO 2

เหล็ก (II) ออกซาเลต

คุณสมบัติทางเคมี

Fe เป็นโลหะที่มีฤทธิ์ปานกลางและแสดงคุณสมบัติทั่วไปของโลหะ


คุณสมบัติพิเศษคือความสามารถในการ "ขึ้นสนิม" ในอากาศชื้น:



ในกรณีที่ไม่มีความชื้นในอากาศแห้ง เหล็กจะเริ่มทำปฏิกิริยาอย่างเห็นได้ชัดที่ T > 150°C เท่านั้น เมื่อเผาจะเกิด "เกล็ดเหล็ก" Fe 3 O 4:


3เฟ + 2O 2 = เฟ 3 โอ 4


เหล็กไม่ละลายในน้ำหากไม่มีออกซิเจน อย่างมาก อุณหภูมิสูง Fe ทำปฏิกิริยากับไอน้ำ โดยแทนที่ไฮโดรเจนจากโมเลกุลของน้ำ:


3 เฟ + 4H 2 O(ก.) = 4H 2


กลไกการเกิดสนิมคือการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมี ผลิตภัณฑ์สนิมถูกนำเสนอในรูปแบบที่เรียบง่าย ในความเป็นจริงจะเกิดชั้นหลวมของส่วนผสมของออกไซด์และไฮดรอกไซด์ที่มีองค์ประกอบแปรผัน ต่างจากฟิล์ม Al 2 O 3 ชั้นนี้ไม่ได้ปกป้องเหล็กจากการถูกทำลายเพิ่มเติม

ประเภทของการกัดกร่อน


ปกป้องเหล็กจากการกัดกร่อน


1. ปฏิกิริยากับฮาโลเจนและซัลเฟอร์ที่อุณหภูมิสูง

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3


2เฟ + 3F 2 = 2เฟฟ 3



เฟ + ฉัน 2 = เฟย 2



สารประกอบถูกสร้างขึ้นโดยมีพันธะไอออนิกเหนือกว่า

2. ปฏิกิริยากับฟอสฟอรัส คาร์บอน ซิลิคอน (เหล็กไม่ได้รวมเข้ากับ N2 และ H2 โดยตรง แต่จะละลายพวกมัน)

เฟ + P = เฟ x P y


Fe + C = Fe x C y


เฟ + ศรี = เฟ x ศรี y


สารที่มีองค์ประกอบแปรผันเกิดขึ้น เช่น เบอร์ทอลไลด์ (ธรรมชาติของพันธะโควาเลนต์มีมากกว่าในสารประกอบ)

3. ปฏิกิริยากับกรดที่ "ไม่ออกซิไดซ์" (HCl, H 2 SO 4 dil.)

เฟ 0 + 2H + → เฟ 2+ + เอช 2


เนื่องจาก Fe อยู่ในชุดกิจกรรมทางด้านซ้ายของไฮโดรเจน (E° Fe/Fe 2+ = -0.44 V) จึงสามารถแทนที่ H 2 จากกรดธรรมดาได้


เฟ + 2HCl = FeCl 2 + H 2


เฟ + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2

4. ปฏิกิริยากับกรด "ออกซิไดซ์" (HNO 3, H 2 SO 4 conc.)

เฟ 0 - 3e - → เฟ 3+


เหล็ก "passivate" HNO 3 และ H 2 SO 4 เข้มข้นดังนั้นที่อุณหภูมิปกติโลหะจึงไม่ละลายในนั้น เมื่อได้รับความร้อนสูงจะเกิดการละลายช้า (โดยไม่ปล่อย H 2)


ในส่วน เหล็ก HNO 3 ละลาย และเข้าสู่สารละลายในรูปของแคตไอออน Fe 3+ และไอออนของกรดจะลดลงเหลือ NO*:


เฟ + 4HNO 3 = เฟ(NO 3) 3 + NO + 2H 2 O


ละลายได้มากในส่วนผสมของ HCl และ HNO 3

5. ความสัมพันธ์กับด่าง

Fe ไม่ละลายในสารละลายด่างที่เป็นน้ำ มันทำปฏิกิริยากับด่างหลอมเหลวที่อุณหภูมิสูงมากเท่านั้น

6. การทำปฏิกิริยากับเกลือของโลหะที่มีฤทธิ์น้อย

เฟ + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu


เฟ 0 + Cu 2+ = เฟ 2+ + Cu 0

7. ปฏิกิริยากับก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (t = 200°C, P)

Fe (ผง) + 5CO (g) = Fe 0 (CO) 5 เหล็กเพนตะคาร์บอนิล

สารประกอบเฟ(III)

Fe 2 O 3 - เหล็ก (III) ออกไซด์

ผงสีน้ำตาลแดง n. ร. ใน H 2 O ในธรรมชาติ - "แร่เหล็กสีแดง"

วิธีการได้รับ:

1) การสลายตัวของเหล็ก (III) ไฮดรอกไซด์


2เฟ(OH) 3 = เฟ 2 O 3 + 3H 2 โอ


2) การยิงไพไรต์


4เฟส 2 + 11O 2 = 8SO 2 + 2เฟ 2 โอ 3


3) การสลายตัวของไนเตรต


คุณสมบัติทางเคมี

Fe 2 O 3 เป็นออกไซด์พื้นฐานที่มีสัญญาณของแอมโฟเทอริซิตี้


I. คุณสมบัติหลักแสดงออกมาในความสามารถในการทำปฏิกิริยากับกรด:


เฟ 2 O 3 + 6H + = 2เฟ 3+ + ZN 2 โอ


เฟ 2 O 3 + 6HCI = 2FeCI 3 + 3H 2 โอ


เฟ 2 O 3 + 6HNO 3 = 2เฟ(NO 3) 3 + 3H 2 O


ครั้งที่สอง คุณสมบัติของกรดอ่อน Fe 2 O 3 ไม่ละลายในสารละลายอัลคาลิสที่เป็นน้ำ แต่เมื่อผสมกับของแข็งออกไซด์ อัลคาไล และคาร์บอเนต จะเกิดเฟอร์ไรต์:


เฟ 2 O 3 + CaO = Ca(เฟO 2) 2


เฟ 2 O 3 + 2NaOH = 2NaFeO 2 + H 2 O


เฟ 2 O 3 + MgCO 3 = Mg(FeO 2) 2 + CO 2


III. Fe 2 O 3 - วัตถุดิบสำหรับการผลิตเหล็กในโลหะวิทยา:


เฟ 2 O 3 + ZS = 2เฟ + ZSO หรือ เฟ 2 O 3 + ZSO = 2Fe + ZSO 2

Fe(OH) 3 - เหล็ก (III) ไฮดรอกไซด์

วิธีการได้รับ:

ได้มาจากการกระทำของอัลคาไลต่อเกลือ Fe 3+ ที่ละลายน้ำได้:


FeCl 3 + 3NaOH = Fe(OH) 3 + 3NaCl


ในขณะที่เตรียม Fe(OH) 3 เป็นตะกอนเมือก-อสัณฐานสีน้ำตาลแดง


Fe(III) ไฮดรอกไซด์ยังเกิดขึ้นระหว่างการออกซิเดชันของ Fe และ Fe(OH) 2 ในอากาศชื้น:


4เฟ + 6H 2 โอ + 3O 2 = 4เฟ(OH) 3


4เฟ(OH) 2 + 2H 2 โอ + โอ 2 = 4เฟ(OH) 3


Fe(III) ไฮดรอกไซด์เป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของการไฮโดรไลซิสของเกลือ Fe 3+

คุณสมบัติทางเคมี

Fe(OH) 3 เป็นเบสที่อ่อนมาก (อ่อนกว่า Fe(OH) 2 มาก) แสดงคุณสมบัติความเป็นกรดที่เห็นได้ชัดเจน ดังนั้น Fe(OH) 3 จึงมีลักษณะเป็นแอมโฟเทอริก:


1) ปฏิกิริยากับกรดเกิดขึ้นได้ง่าย:



2) ตะกอนใหม่ของ Fe(OH) 3 ละลายในความเข้มข้นที่ร้อน สารละลายของ KOH หรือ NaOH ด้วยการก่อตัวของไฮดรอกโซคอมเพล็กซ์:


เฟ(OH) 3 + 3KOH = K 3


ในสารละลายอัลคาไลน์ Fe(OH) 3 สามารถออกซิไดซ์เป็นเฟอร์เรตได้ (เกลือของกรดเหล็ก H 2 FeO 4 ไม่ปล่อยออกมาในสถานะอิสระ):


2เฟ(OH) 3 + 10KOH + 3Br 2 = 2K 2 FeO 4 + 6KBr + 8H 2 O

เกลือ Fe 3+

สิ่งสำคัญในทางปฏิบัติที่สุดคือ: Fe 2 (SO 4) 3, FeCl 3, Fe(NO 3) 3, Fe(SCN) 3, K 3 4 - เกลือเลือดเหลือง = Fe 4 3 ปรัสเซียนบลู (ตกตะกอนสีน้ำเงินเข้ม)


b) Fe 3+ + 3SCN - = Fe(SCN) 3 ไทโอไซยาเนต Fe(III) (สารละลายสีแดงเลือด)

วางแผน.
การแนะนำ.

    ส่วนทางทฤษฎี
        การจำแนกประเภทของไฮดรอกไซด์
        การเตรียมไฮดรอกไซด์
        คุณสมบัติของไฮดรอกไซด์
      เหล็กเป็นสารธรรมดา
        ประวัติความเป็นมาของการค้นพบเหล็ก

        ทางกายภาพและ คุณสมบัติทางเคมีต่อม
      สารประกอบเหล็กที่มีสถานะออกซิเดชัน +2
        เหล็ก (II) ออกไซด์
        เหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์
    ส่วนการทดลอง.
บทสรุป.
อ้างอิง.

การแนะนำ.
เหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์เป็นสารอนินทรีย์ที่มีสูตร Fe(OH) 2 ซึ่งเป็นสารประกอบเหล็ก เกิดขึ้นในธรรมชาติในรูปของแร่อะมาคิไนต์ แร่ธาตุนี้มีสิ่งเจือปนของแมกนีเซียมและแมงกานีส (สูตรเชิงประจักษ์ Fe 0.7 Mg 0.2 Mn 0.1 (OH) 2) สีของแร่เป็นสีเหลืองเขียวหรือเขียวอ่อน ความแข็ง Mohs 3.5-4 ความหนาแน่น 2.925-2.98 g/cm3? Amphoteric ไฮดรอกไซด์ที่มีคุณสมบัติเด่นเหนือกว่า สารที่เป็นผลึกเป็นสีขาว (บางครั้งก็มีโทนสีเขียว) และมืดลงเมื่อเวลาผ่านไปในอากาศ เป็นสารประกอบขั้นกลางชนิดหนึ่งในการทำให้เกิดสนิมของเหล็ก เหล็กไฮดรอกไซด์ (II) ใช้ในการผลิตแบตเตอรี่เหล็ก-นิกเกิลที่มีมวลใช้งานอยู่
วัตถุประสงค์ของงานนี้คือเพื่อให้ได้ธาตุเหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์และศึกษาคุณสมบัติของมัน
ในระหว่างการทำงานมีการกำหนดงานต่อไปนี้:

    เลือกวรรณกรรมและศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของไฮดรอกไซด์ในกลุ่มสารประกอบอนินทรีย์ เหล็ก และสารประกอบในสถานะออกซิเดชัน +2 พิจารณาประวัติความเป็นมาของการค้นพบ การจำหน่ายในธรรมชาติ การผลิต
    เลือกวิธีการที่เหมาะสมที่สุดในการรับธาตุเหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์
    หาธาตุเหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์และศึกษาคุณสมบัติของมัน
    ส่วนทางทฤษฎี
      ไฮดรอกไซด์เป็นสารประกอบอนินทรีย์ประเภทหนึ่ง
        การจำแนกประเภทของไฮดรอกไซด์
ฐานแบ่งตามลักษณะหลายประการ
    ตามความสามารถในการละลายน้ำ
      เบสที่ละลายน้ำได้ (ด่าง): โซเดียมไฮดรอกไซด์ NaOH, โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ KOH, แบเรียมไฮดรอกไซด์ Ba(OH) 2, สตรอนเซียมไฮดรอกไซด์ Sr(OH) 2, ซีเซียมไฮดรอกไซด์ CsOH, รูบิเดียมไฮดรอกไซด์ RbOH
      เบสที่ไม่ละลายน้ำในทางปฏิบัติ: Mg(OH) 2, Ca(OH) 2, Zn(OH) 2, Cu(OH) 2, Al(OH) 3, Fe(OH) 3, Be(OH) 2
      ฐานอื่นๆ: NH 3 H 2 O
การแบ่งออกเป็นเบสที่ละลายน้ำได้และไม่ละลายน้ำเกือบจะเกิดขึ้นพร้อมๆ กับการแบ่งออกเป็นเบสแก่และเบสอ่อน หรือไฮดรอกไซด์ของโลหะและธาตุทรานซิชัน
    ตามปริมาณ กลุ่มไฮดรอกซิลในโมเลกุล จำนวนหมู่ไฮดรอกไซด์ในโมเลกุลฐานขึ้นอยู่กับความจุของโลหะและกำหนดความเป็นกรดของเบส
      โมโนแอซิด (โซเดียมไฮดรอกไซด์ NaOH)
      Diacid (ทองแดง(II) ไฮดรอกไซด์ Cu(OH) 2)
      ไตรแอซิด (เหล็ก (III) ไฮดรอกไซด์ Fe (OH) 3)
    โดยความผันผวน
      ระเหยได้: NH 3, CH 3 -NH 2
      ไม่ระเหย: ด่าง, เบสที่ไม่ละลายน้ำ
    ในด้านความมั่นคง
      เสถียร: โซเดียมไฮดรอกไซด์ NaOH, แบเรียมไฮดรอกไซด์ Ba(OH) 2
      ไม่เสถียร: แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ NH 3 ·H 2 O (แอมโมเนียไฮเดรต)
    ตามระดับของการแยกตัวด้วยไฟฟ้า
      เข้มข้น (? > 30%): ด่าง
      อ่อนแอ (?< 3 %): нерастворимые основания.
    โดยการมีออกซิเจน
      ที่ประกอบด้วยออกซิเจน: โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ KOH, สตรอนเซียมไฮดรอกไซด์ Sr(OH) 2
      ปราศจากออกซิเจน: แอมโมเนีย NH 3, เอมีน
    ตามประเภทการเชื่อมต่อ:
      เบสอนินทรีย์: มีหมู่ -OH หนึ่งหมู่ขึ้นไป
      เบสอินทรีย์: สารประกอบอินทรีย์ซึ่งเป็นตัวรับโปรตอน ได้แก่ เอมีน เอมิดีน และสารประกอบอื่นๆ
    การเตรียมไฮดรอกไซด์
1. แลกเปลี่ยนปฏิกิริยาระหว่างเกลือกับด่างในสารละลาย
นี่เป็นวิธีการทั่วไปในการรับทั้งเบสที่ละลายน้ำได้ (ด่าง) และเบสที่ไม่ละลายน้ำ ซึ่งเป็นวิธีการเตรียมทางห้องปฏิบัติการเพียงวิธีเดียว
การเตรียมด่างแก่:
นา 2 CO 3 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 + 2NaOH
การเตรียมฐานที่ไม่ละลายน้ำ:
CuSO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2 + K 2 SO 4
2. การให้ความชุ่มชื้นของออกไซด์พื้นฐาน
วิธีนี้สามารถผลิตได้เฉพาะความเป็นด่างที่เข้มข้นเท่านั้น เช่น ไฮดรอกไซด์ของโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ท ตัวอย่างเช่น:
เบ้า + H 2 O = บา(OH) 2
3. ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับน้ำ
ภายใต้สภาวะปกติ เฉพาะโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธเท่านั้นที่ทำปฏิกิริยากับน้ำ ในกรณีนี้จะเกิดอัลคาไลและไฮโดรเจนที่เกี่ยวข้อง:
บริติชแอร์เวย์ + 2H 2 O = บริติชแอร์เวย์(OH) 2 + เอช 2
4. อิเล็กโทรไลซิสของสารละลายเกลือที่เป็นน้ำ
ในอุตสาหกรรม NaOH และ KOH ผลิตขึ้นโดยอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายน้ำของโพแทสเซียมและโซเดียมคลอไรด์
KCl + 2H 2 O = 2KOH + H 2 + Cl 2
        คุณสมบัติของไฮดรอกไซด์
คุณสมบัติทางกายภาพ
อัลคาลิส (โซเดียม โพแทสเซียม ลิเธียมไฮดรอกไซด์) ก่อตัวเป็นผลึกแข็ง สีขาว และดูดความชื้นได้มาก จุดหลอมเหลวของ NaOH คือ 322°C, KOH คือ 405°C และ LiOH คือ 473°C โครงผลึกของโซเดียมไฮดรอกไซด์นั้นมีลูกบาศก์เหมือนกับ NaCl และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์นั้นมีรูปทรงสี่เหลี่ยม
ไฮดรอกไซด์ของแคลเซียม แมกนีเซียม เบริลเลียม และแบเรียมเกิดเป็นผงสีขาว ซึ่งค่อนข้างดูดความชื้นได้ แต่ไม่มากเท่ากับด่าง พวกมันก่อตัวเป็นตาข่ายคริสตัลหกเหลี่ยม อุณหภูมิหลอมละลายไม่สูงเนื่องจากการสลายตัวเป็นออกไซด์และน้ำ
ไฮดรอกไซด์ของโลหะอื่น ๆ (อลูมิเนียม ทองแดง สังกะสี ฯลฯ) ก่อให้เกิดการตกตะกอนที่มีสีต่างกัน ส่วนใหญ่มักเป็นสีขาว ไฮดรอกไซด์ที่มีสีถูกใช้เป็นเม็ดสีในการผลิตเคลือบฟันและเคลือบ
มีเพียงอัลคาไลเท่านั้นที่ละลายได้ดีในน้ำ ซึ่งน้อยกว่าโลหะฐานของกลุ่มที่สอง (กลุ่มย่อยหลัก) อย่างมีนัยสำคัญ และส่วนที่เหลือทั้งหมดแทบไม่ละลายในน้ำ
คุณสมบัติทางเคมี
โลหะไฮดรอกไซด์แสดงคุณสมบัติทางเคมีที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับกิจกรรมของโลหะที่รวมอยู่ในไฮดรอกไซด์
เบสทำปฏิกิริยากับกรดจนเกิดเป็นเกลือและน้ำ ปฏิกิริยานี้เรียกว่าปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลาง เนื่องจากหลังจากเสร็จสิ้น ตัวกลางจะเข้าใกล้ความเป็นกลาง:
2KOH+H 2 SO 4 =K 2 SO 4 +2H 2 O
หากฐานละลายในน้ำได้ก็จะทำปฏิกิริยากับออกไซด์ที่เป็นกรดและแอมโฟเทอริกทำให้เกิดเกลือและน้ำ:
2KOH+SO 3 =K 2 SO 4 +H 2 O
2RbOH+ZnO=Rb 2 ZnO 2 +H 2 O
นอกจากนี้ เบสที่ละลายน้ำได้สามารถทำปฏิกิริยากับเกลือเพื่อสร้างเกลือใหม่และเบสใหม่ โดยมีเงื่อนไขว่าเบสใหม่นั้นจะไม่ละลาย:
2NaOH+คูเอสโอ 4 =คู(OH) 2 +นา 2 SO 4
ไฮดรอกไซด์กลุ่มพิเศษประกอบด้วยไฮดรอกไซด์แอมโฟเทอริก ในระหว่างการแยกตัว พวกมันจะก่อตัวเป็นทั้ง H + แคตไอออนและ OH - ไฮดรอกไซด์ไอออนพร้อมกัน ซึ่งรวมถึง Zn(OH) 2, Al(OH) 3, Be(OH) 2, Pb(OH) 2 และอื่นๆ
แอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์ทำปฏิกิริยากับทั้งสารละลายกรดและด่าง เมื่อทำปฏิกิริยากับเบส พวกมันจะแสดงคุณสมบัติของกรด และเมื่อทำปฏิกิริยากับกรด พวกมันจะแสดงคุณสมบัติของเบส:
สังกะสี(OH) 2 +H 2 SO 4 =ZnSO 4 +2H 2 O
Cr(OH) 3 + 3NaOH = นา 3 (โซเดียม เฮกซะไฮดรอกโซโครเมต (III))
Al(OH) 3 + NaOH = Na (โซเดียมเตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนต (III))
จากมุมมองของทฤษฎีการแยกตัวด้วยไฟฟ้าคุณสมบัติของสารละลายฐาน (การเปลี่ยนแปลงสีของตัวบ่งชี้ความสบู่เมื่อสัมผัสปฏิกิริยากับกรดกรดออกไซด์และเกลือ) จะถูกกำหนดโดยการมีอยู่ของ OH - ไฮดรอกไซด์ไอออน ฐานมีสีตามตัวบ่งชี้ฟีนอลธาทาลีน - สีแดงเข้ม, สารลิตมัส - สีน้ำเงิน
เบสที่ไม่ละลายน้ำจะสลายตัวเมื่อถูกความร้อนให้เป็นโลหะออกไซด์และน้ำ
2เฟ(OH) 3 = เฟ 2 O 3 + 3H 2 โอ
Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O
      เหล็กเป็นสารธรรมดา
        ประวัติความเป็นมาของการค้นพบเหล็ก

เหล็กเป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่สมัยโบราณ วัตถุเหล็กที่เก่าแก่ที่สุดที่นักโบราณคดีพบมีอายุย้อนกลับไปถึง 4 พันปีก่อนคริสตกาล จ. เชื่อกันว่าวัสดุที่มนุษย์สร้างผลิตภัณฑ์เหล็กชนิดแรกคือเหล็กอุกกาบาต ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่เหล็กในหลายภาษาถูกเรียกว่า "โลหะแห่งสวรรค์" "หยดลงมาจากท้องฟ้า" ฯลฯ หลักฐานทางวิทยาศาสตร์ชิ้นแรกที่ระบุว่า "ก้อนหินเหล็กตกลงมาจากท้องฟ้า" จัดทำขึ้นในปี พ.ศ. 2318 โดยนักภูมิศาสตร์เชิงวิชาการและนักเดินทางแห่งเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก Peter Simon Pallas (พ.ศ. 2284-2354) ซึ่งนำก้อนอุกกาบาตเหล็กหนัก 600 กิโลกรัมมาที่เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก อุกกาบาตเหล็กที่ใหญ่ที่สุดในโลกคืออุกกาบาตโกเบ ซึ่งมีน้ำหนักประมาณ 60 ตัน ซึ่งถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2463 ในแอฟริกาตะวันตกเฉียงใต้ อุกกาบาตเหล็กที่ใหญ่ที่สุดที่พบว่าตกลงมานั้นตั้งอยู่ในกรุงมอสโกในพิพิธภัณฑ์แห่ง Russian Academy of Sciences เมื่อล้มลง (18 ตุลาคม พ.ศ. 2359 ตะวันออกไกล) อุกกาบาตตกและพบชิ้นส่วนสองชิ้นน้ำหนัก 256 กิโลกรัม มีช่วงหนึ่งที่เหล็กบนโลกมีค่ามากกว่าทองคำมาก นักประวัติศาสตร์โซเวียต G. Areshyan ศึกษาอิทธิพลของธาตุเหล็ก วัฒนธรรมโบราณประเทศแถบเมดิเตอร์เรเนียน เขาให้สัดส่วนต่อไปนี้: 1: 160: 1280: 6400 นี่คืออัตราส่วนของมูลค่าทองแดงเงินทองและเหล็กในหมู่ชาวฮิตไทต์โบราณ ดังที่โฮเมอร์เป็นพยานในโอดิสซีย์ ผู้ชนะเกมที่อคิลลีสจัดจะได้รับรางวัลเป็นทองคำชิ้นหนึ่งและเหล็กชิ้นหนึ่ง เหล็กเข้าแล้ว เท่าๆ กันจำเป็นสำหรับทั้งนักรบและคนไถ และความต้องการในทางปฏิบัติอย่างที่เราทราบกันดีคือกลไกที่ดีที่สุดในการผลิตและความก้าวหน้าทางเทคนิค
คำว่า "ยุคเหล็ก" ถูกนำมาใช้ในวิทยาศาสตร์ในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 นักโบราณคดีชาวเดนมาร์ก K.Yu. ทอมเซ่น. ขอบเขต "อย่างเป็นทางการ" ของช่วงเวลานี้ของประวัติศาสตร์มนุษยชาติ: จากศตวรรษที่ IX...VII พ.ศ เมื่อโลหะวิทยาเหล็กเริ่มพัฒนาในหมู่ผู้คนและชนเผ่าต่างๆ ในยุโรปและเอเชีย และก่อนการเกิดขึ้นของสังคมชนชั้นและรัฐในหมู่ชนเผ่าเหล่านี้ แต่ถ้ายุคต่างๆ ได้รับการตั้งชื่อตามวัสดุหลักของเครื่องมือ เห็นได้ชัดว่ายุคเหล็กยังคงดำเนินต่อไปจนถึงทุกวันนี้ บรรพบุรุษที่อยู่ห่างไกลของเราได้รับธาตุเหล็กได้อย่างไร ขั้นแรกเรียกว่าวิธีการเป่าชีส เตาชีสถูกสร้างขึ้นโดยตรงบนพื้นดิน โดยปกติจะอยู่บนเนินหุบเขาและคูน้ำ พวกเขาดูเหมือนท่อ ไปป์นี้เต็มไปด้วยถ่านและแร่เหล็ก ถ่านหินถูกจุด และลมที่พัดมาตามทางลาดของหุบเขาทำให้ถ่านหินลุกไหม้ แร่เหล็กลดลงและได้รับเปลือกอ่อน - เหล็กที่มีตะกรันรวมอยู่ด้วย เหล็กดังกล่าวเรียกว่าเหล็กเชื่อม มันมีคาร์บอนและสิ่งสกปรกที่ถูกถ่ายโอนมาจากแร่ กฤษฎาถูกปลอมแปลง เศษตะกรันหลุดออกมา และเหล็กซึ่งเต็มไปด้วยตะกรันก็ยังคงอยู่อยู่ใต้ค้อน เครื่องมือต่าง ๆ ถูกสร้างขึ้นจากมัน ยุคของเหล็กดัดนั้นยาวนาน แต่ผู้คนในสมัยโบราณและยุคกลางตอนต้นก็คุ้นเคยกับเหล็กชนิดอื่นเช่นกัน เหล็กดามัสกัสที่มีชื่อเสียง (หรือเหล็กสีแดงเข้ม) ถูกสร้างขึ้นในภาคตะวันออกในสมัยของอริสโตเติล (ศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสต์ศักราช) แต่เทคโนโลยีการผลิตตลอดจนกระบวนการผลิตใบมีดสีแดงเข้มนั้นถูกเก็บเป็นความลับ แร่เหล็กเริ่มถูกถลุงในแอฟริกาในช่วงสหัสวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราช ที่นี่แร่เหล็กมาถึงพื้นผิวโลก บางทีอาจพบได้ในตะกอนแม่น้ำ ในลุ่มน้ำ นักโบราณคดีชาวแซมเบซีค้นพบเตาหลอมดินเผา เหมืองแร่เหล็กที่ถูกทิ้งร้าง และกองตะกรัน ชนเผ่าท้องถิ่นย้ายจากยุคหินไปสู่ยุคเหล็กโดยตรง โดยข้ามยุคสำริดไป เมื่อเวลาผ่านไป เหล็กทุกแห่งได้เข้ามาแทนที่โลหะอื่นๆ และกลายเป็นวัสดุหลักในการผลิตเครื่องมือ อาวุธ กลไก และผลิตภัณฑ์อื่นๆ “ยุคเหล็ก” ที่เริ่มต้นในสมัยอันห่างไกลนั้นยังคงดำเนินต่อไปจนถึงทุกวันนี้ เหล็กและโลหะผสมคิดเป็นประมาณ 95% ของผลิตภัณฑ์โลหะทั้งหมดที่ผลิตในโลก ตอนนี้เหล็กจำนวนมากถูกหลอมเป็นเหล็กหล่อและเหล็กกล้า

        การค้นหาในธรรมชาติ การได้รับ การใช้
เหล็กค่อนข้างแพร่หลายในเปลือกโลก - คิดเป็นประมาณ 4.1% ของมวลเปลือกโลก (อันดับที่ 4 ในบรรดาองค์ประกอบทั้งหมดอันดับที่ 2 ในบรรดาโลหะ) ในเนื้อโลกและเปลือกโลก เหล็กมีความเข้มข้นอยู่ในซิลิเกตเป็นหลัก ในขณะที่ปริมาณของเหล็กมีความสำคัญในหินพื้นฐานและหินอัลตราเบสิก และมีหินที่เป็นกรดและหินกลางต่ำ
เป็นที่รู้จัก จำนวนมากแร่และแร่ธาตุที่มีธาตุเหล็ก สิ่งที่สำคัญที่สุดในทางปฏิบัติคือแร่เหล็กสีแดง (ออกไซด์, Fe 2 O 3; มี Fe มากถึง 70%), แร่เหล็กแม่เหล็ก (แม่เหล็ก, FeFe 2 O 4, Fe 3 O 4; มี 72.4% Fe), แร่เหล็กสีน้ำตาลหรือ ลิโมไนต์ (โกเอไทต์และไฮโดรโกเอไทต์ ตามลำดับ FeOOH และ FeOOH·nH 2 O) เกอเอไทต์และไฮโดรโกเอไทต์มักพบในเปลือกโลกที่ผุกร่อนซึ่งก่อตัวเรียกว่า "หมวกเหล็ก" ซึ่งมีความหนาหลายร้อยเมตร พวกมันยังสามารถมีต้นกำเนิดจากตะกอน โดยหลุดออกมาจากสารละลายคอลลอยด์ในทะเลสาบหรือพื้นที่ชายฝั่งทะเล ในกรณีนี้แร่เหล็กจะก่อตัวเป็นอูลิติกหรือพืชตระกูลถั่ว Vivianite Fe 3 (PO 4) 2 · 8H 2 O มักพบในพวกมันก่อตัวเป็นผลึกยาวสีดำและมวลรวมแนวรัศมี
เหล็กซัลไฟด์ยังแพร่หลายในธรรมชาติ - pyrite FeS 2 (กำมะถันหรือเหล็ก pyrite) และ pyrrhotite พวกมันไม่ใช่แร่เหล็ก - ไพไรต์ใช้ในการผลิตกรดซัลฟิวริก และไพโรไทต์มักประกอบด้วยนิกเกิลและโคบอลต์
รัสเซียครองอันดับหนึ่งของโลกในแง่ของปริมาณสำรองแร่เหล็ก ปริมาณธาตุเหล็กในน้ำทะเลคือ 1·10?5 -1·10?8%

เงินฝากหลัก.

จากการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกา ปริมาณสำรองแร่เหล็กที่พิสูจน์แล้วของโลกมีจำนวนประมาณ 178 พันล้านตัน แหล่งแร่เหล็กหลักตั้งอยู่ในบราซิล ออสเตรเลีย สหรัฐอเมริกา แคนาดา สวีเดน เวเนซุเอลา ไลบีเรีย ยูเครน ฝรั่งเศส และอินเดีย ในรัสเซีย มีการขุดแร่เหล็กใน Kursk Magnetic Anomaly (KMA) คาบสมุทร Kola คาเรเลีย และไซบีเรีย เงินฝากใต้มหาสมุทรซึ่งมีเหล็กร่วมกับแมงกานีสและโลหะมีค่าอื่น ๆ ที่พบในก้อนเนื้อเพิ่งได้รับบทบาทสำคัญ

ใบเสร็จ.

ในอุตสาหกรรม เหล็กได้มาจากแร่เหล็ก ส่วนใหญ่มาจากออกไซด์ (Fe 2 O 3) และแมกนีไทต์ (FeO Fe 2 O 3)
มีหลายวิธีในการสกัดเหล็กจากแร่ ที่พบบ่อยที่สุดคือกระบวนการโดเมน
ขั้นตอนแรกของการผลิตคือการลดปริมาณเหล็กที่มีคาร์บอนในเตาถลุงเหล็กที่อุณหภูมิ 2000°C ในเตาถลุงเหล็ก คาร์บอนในรูปของโค้ก แร่เหล็กในรูปของก้อนหรือเม็ด และฟลักซ์ (เช่น หินปูน) จะถูกป้อนจากด้านบน และถูกกระแสลมร้อนที่ถูกบังคับจากด้านล่างมาบรรจบกัน
ในเตาเผา คาร์บอนในรูปของโค้กจะถูกออกซิไดซ์เป็นคาร์บอนมอนอกไซด์ ออกไซด์นี้เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เมื่อขาดออกซิเจน:
2C + O = 2CO
ในทางกลับกัน คาร์บอนมอนอกไซด์จะลดธาตุเหล็กจากแร่ เพื่อให้ปฏิกิริยานี้ดำเนินไปเร็วขึ้น คาร์บอนมอนอกไซด์ที่ได้รับความร้อนจะถูกส่งผ่านเหล็ก (III) ออกไซด์:
3CO + เฟ 2 O 3 = 2เฟ + 3CO 2
มีการเพิ่มฟลักซ์เพื่อกำจัดสิ่งเจือปนที่ไม่ต้องการ (ส่วนใหญ่เป็นซิลิเกต เช่น ควอตซ์) ในแร่ที่ขุดได้ ฟลักซ์ทั่วไปประกอบด้วยหินปูน (แคลเซียมคาร์บอเนต) และโดโลไมต์ (แมกนีเซียมคาร์บอเนต) เพื่อขจัดสิ่งสกปรกอื่น ๆ จะใช้ฟลักซ์อื่น ๆ
ผลของฟลักซ์ (ในกรณีนี้คือแคลเซียมคาร์บอเนต) คือเมื่อได้รับความร้อน จะสลายตัวเป็นออกไซด์:
CaCO 3 = CaO + CO 2
แคลเซียมออกไซด์รวมกับซิลิคอนไดออกไซด์ทำให้เกิดตะกรัน - แคลเซียมเมตาซิลิเกต:
CaO + SiO 2 = CaSiO 3
ตะกรันซึ่งแตกต่างจากซิลิคอนไดออกไซด์ถูกละลายในเตาเผา ตะกรันซึ่งเบากว่าเหล็กลอยอยู่บนพื้นผิว - คุณสมบัตินี้ช่วยให้แยกตะกรันออกจากโลหะได้ ตะกรันสามารถนำไปใช้ในการก่อสร้างและการเกษตรได้ เหล็กหลอมที่ผลิตในเตาถลุงเหล็กมีคาร์บอน (เหล็กหล่อ) ค่อนข้างมาก ยกเว้นในกรณีที่ใช้เหล็กหล่อโดยตรง จะต้องมีการประมวลผลเพิ่มเติม
คาร์บอนส่วนเกินและสิ่งสกปรกอื่นๆ (ซัลเฟอร์, ฟอสฟอรัส) จะถูกกำจัดออกจากเหล็กหล่อโดยการเกิดออกซิเดชันในเตาเผาแบบเปิดหรือเครื่องแปลง เตาไฟฟ้ายังใช้สำหรับการถลุงเหล็กโลหะผสมอีกด้วย
นอกจากกระบวนการเตาถลุงเหล็กแล้ว กระบวนการผลิตเหล็กโดยตรงยังเป็นเรื่องปกติ ในกรณีนี้แร่ที่บดล่วงหน้าจะผสมกับดินเหนียวพิเศษเป็นเม็ด เม็ดจะถูกยิงและบำบัดในเตาหลอมที่มีผลิตภัณฑ์แปลงมีเทนร้อนซึ่งมีไฮโดรเจน ไฮโดรเจนลดธาตุเหล็กได้ง่าย:
เฟ 2 O 3 + 3H 2 = 2เฟ + 3 H 2 โอ
ในกรณีนี้เหล็กจะไม่ปนเปื้อนสิ่งเจือปนเช่นซัลเฟอร์และฟอสฟอรัสซึ่งเป็นสิ่งเจือปนทั่วไปในถ่านหิน ได้รับธาตุเหล็กใน รูปแบบที่มั่นคงและนำไปหลอมในเตาไฟฟ้าต่อไป
เหล็กบริสุทธิ์ทางเคมีได้มาจากอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายเกลือของมัน
การใช้เหล็ก
เหล็กเป็นโลหะที่สำคัญที่สุดของเทคโนโลยีสมัยใหม่ ในรูปแบบบริสุทธิ์ เหล็กไม่ได้ถูกนำมาใช้จริงเนื่องจากมีความแข็งแรงต่ำ แม้ว่าในชีวิตประจำวัน เหล็กหรือผลิตภัณฑ์เหล็กหล่อมักเรียกว่า "เหล็ก" เหล็กจำนวนมากถูกใช้ในรูปของโลหะผสมที่มีองค์ประกอบและคุณสมบัติแตกต่างกันมาก โลหะผสมเหล็กคิดเป็นประมาณ 95% ของผลิตภัณฑ์โลหะทั้งหมด โลหะผสมที่อุดมด้วยคาร์บอน (มากกว่า 2% โดยน้ำหนัก) - เหล็กหล่อ - ถูกถลุงในเตาถลุงเหล็กจากแร่ที่อุดมด้วยเหล็ก เหล็กเกรดต่างๆ (ปริมาณคาร์บอนน้อยกว่า 2% โดยน้ำหนัก) ถูกหลอมจากเหล็กหล่อในเตาเผาแบบเปิดและเตาไฟฟ้าและตัวแปลงโดยการออกซิไดซ์ (เผาไหม้) คาร์บอนส่วนเกิน กำจัดสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย (ส่วนใหญ่เป็น S, P, O) และเติม องค์ประกอบการผสม เหล็กกล้าโลหะผสมสูง (ที่มีนิกเกิล โครเมียม ทังสเตน และองค์ประกอบอื่นๆ ในปริมาณสูง) จะถูกหลอมในเตาอาร์กไฟฟ้าและเตาเหนี่ยวนำ สำหรับการผลิตเหล็กและโลหะผสมเหล็กเพื่อวัตถุประสงค์ที่สำคัญอย่างยิ่ง มีการใช้กระบวนการใหม่ๆ เช่น สุญญากาศ การหลอมด้วยไฟฟ้าสแลก การหลอมพลาสมาและลำแสงอิเล็กตรอน และอื่นๆ มีการพัฒนาวิธีการถลุงเหล็กในหน่วยปฏิบัติการอย่างต่อเนื่องเพื่อให้มั่นใจว่าโลหะมีคุณภาพสูงและระบบอัตโนมัติของกระบวนการ
วัสดุที่ทำจากเหล็กถูกสร้างขึ้นซึ่งสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงและต่ำ สุญญากาศ และ แรงกดดันสูงสภาพแวดล้อมที่รุนแรง แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับสูง การแผ่รังสีนิวเคลียร์ ฯลฯ การผลิตเหล็กและโลหะผสมมีการเติบโตอย่างต่อเนื่อง
เหล็กเป็นวัสดุทางศิลปะถูกนำมาใช้ตั้งแต่สมัยโบราณในอียิปต์ เมโสโปเตเมีย และอินเดีย ตั้งแต่ยุคกลาง เป็นต้นมา ผลิตภัณฑ์เหล็กที่มีศิลปะชั้นสูงจำนวนมากได้รับการอนุรักษ์ไว้ในประเทศต่างๆ ในยุโรป (อังกฤษ ฝรั่งเศส อิตาลี รัสเซีย และอื่นๆ) เช่น รั้วปลอม บานพับประตู ฉากยึดผนัง ใบพัดสภาพอากาศ กรอบอก และโคมไฟ การหลอมผ่านผลิตภัณฑ์ที่ทำจากแท่งและผลิตภัณฑ์ที่ทำจากเหล็กแผ่นขยาย (มักมีซับในไมกา) มีความโดดเด่นด้วยรูปทรงแบน มีภาพกราฟิกเชิงเส้นที่ชัดเจน และมองเห็นได้อย่างมีประสิทธิภาพบนพื้นหลังที่มีแสงจ้า ในศตวรรษที่ 20 เหล็กถูกนำมาใช้ทำตะแกรง รั้ว ฉากกั้นภายในแบบฉลุ เชิงเทียน และอนุสาวรีย์
        คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี
คุณสมบัติทางกายภาพ
เหล็กเป็นโลหะทั่วไปในสถานะอิสระจะมีสีเงิน สีขาวด้วยโทนสีเทา โลหะบริสุทธิ์มีความเหนียว สิ่งเจือปนต่างๆ จะเพิ่มความแข็งและความเปราะบาง มันมีคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่เด่นชัด สิ่งที่เรียกว่า "กลุ่มสามเหล็ก" มักจะมีความโดดเด่น - กลุ่มสามคนโลหะที่มีคุณสมบัติทางกายภาพ รัศมีอะตอม และค่าอิเลคโตรเนกาติวีตี้คล้ายคลึงกัน
เหล็กมีลักษณะเฉพาะด้วยความหลากหลาย มีการดัดแปลงผลึกสี่แบบ:
    สูงถึง 769 °C มี?-Fe พร้อมลูกบาศก์ตาข่ายที่มีศูนย์กลางที่ตัวถังและคุณสมบัติเฟอร์โรแมกเนติก
    ในช่วงอุณหภูมิ 769-917 °C มี?-Fe ซึ่งแตกต่างจาก?-Fe เฉพาะในพารามิเตอร์ของโครงตาข่ายลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางร่างกายและคุณสมบัติทางแม่เหล็กของพาราแมกเนติก
    ในช่วงอุณหภูมิ 917-1394 °C มี?-Fe มีตาข่ายลูกบาศก์ตรงกลางหน้า
    สูงกว่า 1,394 °C เสถียร?-Fe พร้อมโครงตาข่ายลูกบาศก์ตรงกลางตัวถัง
โลหะวิทยาไม่ได้แยกความแตกต่าง?-Fe เป็นเฟสที่แยกจากกันและพิจารณาว่าเป็นความหลากหลายของ?-Fe เมื่อเหล็กหรือเหล็กกล้าถูกให้ความร้อนเหนือจุดกูรี การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของไอออนจะทำให้ทิศทางของโมเมนต์แม่เหล็กหมุนของอิเล็กตรอนพลิกผัน แม่เหล็กเฟอร์โรแมกเนติกจะกลายเป็นพาราแมกเนติก - การเปลี่ยนเฟสในลำดับที่สองเกิดขึ้น แต่เป็นการเปลี่ยนเฟสในลำดับที่หนึ่งด้วย การเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ทางกายภาพพื้นฐานของคริสตัลจะไม่เกิดขึ้น
สำหรับเหล็กบริสุทธิ์ที่ความดันปกติ จากมุมมองของโลหะวิทยา มีการดัดแปลงที่เสถียรดังต่อไปนี้:
    จากศูนย์สัมบูรณ์ถึง 910 °C การปรับเปลี่ยน ?- ด้วยโครงตาข่ายลูกบาศก์คริสตัลที่อยู่ตรงกลางตัวเครื่องจะมีเสถียรภาพ
    ตั้งแต่ 910 ถึง 1400 °C การปรับเปลี่ยน ?- ด้วยโครงตาข่ายลูกบาศก์คริสตัลที่อยู่ตรงกลางใบหน้าจะมีเสถียรภาพ
    ตั้งแต่ 1,400 ถึง 1,539 °C การปรับเปลี่ยนด้วยโครงตาข่ายลูกบาศก์คริสตัลที่มีศูนย์กลางลำตัวจะมีเสถียรภาพ
การมีอยู่ขององค์ประกอบคาร์บอนและอัลลอยด์ในเหล็กทำให้อุณหภูมิของการเปลี่ยนเฟสเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก สารละลายคาร์บอนที่เป็นของแข็งในธาตุα-และβ-เหล็กเรียกว่าเฟอร์ไรต์ บางครั้งมีการแยกแยะความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิสูง?-เฟอร์ไรต์ และอุณหภูมิต่ำ?-เฟอร์ไรต์ แม้ว่าโครงสร้างอะตอมของพวกมันจะเหมือนกันก็ตาม สารละลายคาร์บอนที่เป็นของแข็งในธาตุเหล็กαเรียกว่าออสเทนไนต์
    ที่ความดันสูง การดัดแปลงของเหล็ก β ที่มีโครงตาข่ายอัดแน่นหกเหลี่ยมจะปรากฏขึ้น
ปรากฏการณ์ของความหลากหลายมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อโลหะวิทยาเหล็ก ขอบคุณอย่างแม่นยำ?-? การอบชุบด้วยความร้อนของเหล็กเกิดขึ้นที่การเปลี่ยนผ่านของคริสตัลแลตติซ หากไม่มีปรากฏการณ์นี้ เหล็กที่เป็นพื้นฐานของเหล็กคงไม่ได้รับการใช้อย่างแพร่หลายเช่นนี้
เหล็กเป็นวัสดุทนไฟและเป็นของโลหะที่มีฤทธิ์ปานกลาง จุดหลอมเหลวของเหล็กคือ 1539 °C จุดเดือดคือ 2862 °C
คุณสมบัติทางเคมี
เหล็กมีฤทธิ์ทางเคมีปานกลาง มันเผาไหม้ในบรรยากาศออกซิเจนทำให้เกิดออกไซด์ Fe 2 O 3 ในสถานะที่ถูกบดละเอียดโลหะจะลุกเป็นไฟได้เช่น สามารถลุกไหม้ได้เองในอากาศ ผงเหล็กละเอียดสามารถหาได้จากการสลายตัวด้วยความร้อนของเหล็กออกซาเลตในบรรยากาศไฮโดรเจน
เมื่อเก็บในอากาศที่อุณหภูมิสูงถึง 200°C เหล็กจะถูกค่อยๆ เคลือบด้วยฟิล์มออกไซด์ที่มีความหนาแน่น ซึ่งช่วยป้องกันการเกิดออกซิเดชันของโลหะต่อไป ในอากาศชื้นเหล็กจะถูกปกคลุมด้วยชั้นสนิมที่หลวมซึ่งไม่ได้ป้องกันการเข้าถึงออกซิเจนและความชื้นไปยังโลหะและการทำลายล้าง สนิมไม่มีองค์ประกอบทางเคมีคงที่ สามารถเขียนสูตรทางเคมีโดยประมาณได้เป็น Fe 2 O 3
เหล็กทำปฏิกิริยากับซัลเฟอร์หลอมเหลว เกิดเป็นซัลไฟด์ และทำปฏิกิริยาอย่างแข็งขันกับคลอรีน โบรมีน และไอโอดีน เกิดเป็นไตรคลอไรด์ ไตรโบรไมด์ และไดไอโอไดด์ เหล็กทำปฏิกิริยาเล็กน้อยกับฟลูออรีนเนื่องจากการก่อตัวของฟิล์มไตรฟลูออไรด์ที่มีความหนาแน่นและระเหยได้ต่ำบนพื้นผิว ที่อุณหภูมิสูงกว่า 500° C โลหะจะทำปฏิกิริยากับคาร์บอนแบบผันกลับได้:
3เฟ+ซี<=>Fe3C
เหล็กคาร์ไบด์ขององค์ประกอบนี้เรียกว่าซีเมนไทต์ พบได้ในเหล็กหล่อและเหล็กกล้า
เหล็กทำปฏิกิริยากับออกซิเจนเมื่อถูกความร้อน เมื่อเหล็กไหม้ในอากาศจะเกิด Fe 2 O 3 ออกไซด์ เมื่อถูกเผาในออกซิเจนบริสุทธิ์จะเกิด Fe 3 O 4 ออกไซด์ หากออกซิเจนหรืออากาศถูกส่งผ่านเหล็กหลอมเหลว จะเกิด FeO ออกไซด์ขึ้น
เมื่อถูกความร้อน เหล็กจะทำปฏิกิริยากับไนโตรเจน ก่อตัวเป็นเหล็กไนไตรด์ Fe3N กับฟอสฟอรัส ก่อตัวเป็นฟอสไฟด์ FeP, Fe 2 P และ Fe 3 P กับคาร์บอน เกิดเป็นคาร์ไบด์ Fe 3 C ด้วยซิลิคอน ก่อให้เกิดซิลิไซด์หลายชนิด เช่น FeSi ที่ความดันสูง เหล็กโลหะจะทำปฏิกิริยากับคาร์บอนมอนอกไซด์ CO และของเหลวจะเกิดขึ้นที่ สภาวะปกติเหล็กเพนตะคาร์บอนิลเฟ (CO) 5 ที่มีความผันผวนสูง เหล็กคาร์บอนิลขององค์ประกอบ Fe 2 (CO) 9 และ Fe 3 (CO) 12 เป็นที่รู้จักกันเช่นกัน เหล็กคาร์บอนิลทำหน้าที่เป็นวัสดุเริ่มต้นในการสังเคราะห์สารประกอบออร์กาโนไอรอน รวมถึงองค์ประกอบเฟอร์โรซีน
เหล็กโลหะบริสุทธิ์มีความเสถียรในน้ำและสารละลายอัลคาไลเจือจาง เหล็กไม่ละลายในกรดซัลฟิวริกและกรดไนตริกเข้มข้น เนื่องจากฟิล์มออกไซด์เข้มข้นจะซึมผ่านพื้นผิวของมัน ด้วยกรดไฮโดรคลอริกและกรดซัลฟิวริกเจือจาง (ประมาณ 20%) เหล็กจะทำปฏิกิริยากับเกลือของเหล็ก (II):
เฟ + 2HCl = FeCl 2 + H 2
เฟ + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2
เหล็กละลายในสารละลายกรดไนตริกเจือจางและเข้มข้นปานกลาง:
เฟ + 4HNO 3 = เฟ(NO 3) 3 + NO ^ + 2H 2 O
เมื่อเหล็กทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกประมาณ 70% ปฏิกิริยาจะเกิดเป็นเหล็ก (III) ซัลเฟต:
2เฟ + 4H 2 SO 4 = เฟ 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 4H 2 O
ภายใต้อิทธิพลของความชื้นและอากาศในบรรยากาศเหล็กจะกัดกร่อน (สนิม):
4Fe + 2H 2 O + 3O 2 = 4FeO(OH)
เหล็กที่ผลิตได้มากถึง 10% สูญเสียไปทุกปีเนื่องจากการกัดกร่อน
เหล็กบริสุทธิ์มากซึ่งมีซัลเฟอร์ คาร์บอน และฟอสฟอรัสเจือปนน้อยกว่า 0.01% มีความทนทานต่อการกัดกร่อน ใกล้กับเมืองเดลีในอินเดียมีเสาเหล็กที่สร้างขึ้นในศตวรรษที่ 9 BC ซึ่งไม่มีร่องรอยของสนิม ทำจากโลหะบริสุทธิ์มากโดยมีปริมาณเหล็กถึง 99.72% ลักษณะภูมิอากาศของพื้นที่นี้สามารถมีบทบาทสำคัญในการต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุของเสาที่มีชื่อเสียง
เหล็กโลหะจะทำปฏิกิริยาเมื่อถูกความร้อนด้วยสารละลายอัลคาไลเข้มข้น (มากกว่า 30%) ทำให้เกิดสารประกอบเชิงซ้อนไฮดรอกโซ ภายใต้อิทธิพลของสารออกซิไดซ์ที่แรงเมื่อถูกความร้อน เหล็กสามารถสร้างสารประกอบในสถานะออกซิเดชัน (+VI) - เฟอร์เรต:
เฟ + 2KNO 3 = K 2 เฟโอ 4 + 2NO
สำหรับเหล็ก ออกไซด์และไฮดรอกไซด์เป็นที่รู้จักในสถานะออกซิเดชัน (II) และ (III)
เหล็กเกิดเป็นเกลือธรรมดาโดยมีแอนไอออนเกือบทั้งหมด ไนเตรต ซัลเฟต เฮไลด์ (ยกเว้นฟลูออไรด์) อะซิเตต ฯลฯ ละลายได้ในน้ำ ไอออนบวกของเหล็ก (II) สามารถออกซิไดซ์ได้ด้วยตัวออกซิไดซ์หลายชนิดไปจนถึงไอออนบวกของเหล็ก (III) สารละลายของเกลือของเหล็ก (II) และเกลือที่เป็นของแข็งของมันจะค่อยๆ ออกซิไดซ์แม้จะเก็บไว้ในอากาศ:
4FeCO3 + 2H 2 O + O 2 = 4FeO(OH) + 2CO 2
4FeS + 6H 2 O + O 2 = 4FeO(OH) + 4H 2 วินาที
เมื่อถูกความร้อน เหล็กซัลเฟต ไนเตรต คาร์บอเนต และออกซาเลตจะสลายตัว ในกรณีนี้ เหล็ก (II) มักจะถูกออกซิไดซ์เป็นเหล็ก (III) ตัวอย่างเช่น:
2FeSO 4 = เฟ 2 O 3 + SO 3 + SO 2
เกลือของเหล็ก (III) ผ่านการไฮโดรไลซิสอย่างรุนแรง
      สารประกอบเหล็กในสถานะออกซิเดชัน +2
        เหล็ก (II) ออกไซด์
เหล็ก (II) ออกไซด์ – FeO เป็นสารผลึกสีดำ โมเลกุลมีโครงสร้างไอออนิก แสดงคุณสมบัติพื้นฐาน (แม้ว่าจะทำปฏิกิริยากับการหลอมของอัลคาไล แต่แสดงแอมโฟเทอริซิตี้ที่อ่อนแอ) มันไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำภายใต้สภาวะปกติ แต่เมื่อมีออกซิเจนในบรรยากาศและความร้อนต่ำ มันจะค่อยๆ ทำปฏิกิริยากับไอน้ำ แสดงคุณสมบัติของตัวรีดิวซ์แบบอ่อน เมื่อได้รับความร้อนก็จะสลายตัว แต่เมื่อได้รับความร้อนมากขึ้นก็จะเกิดขึ้นอีกครั้ง ทำปฏิกิริยากับกรด ออกซิไดซ์โดยออกซิเจนให้เป็นเหล็กออกไซด์ผสม ลดลงด้วยไฮโดรเจน คาร์บอน คาร์บอนมอนอกไซด์:
FeO + 2HCl = FeCl 2 + H 2 O,
FeO + 4NaOH = นา 4 FeO 3 + 2H 2 O
4FeO + 6H 2 O+ O 2 = 4Fe(OH) 3
เฟ2O เฟ3 O 4 +เฟ เฟ2O
6FeO + O 2 2Fe 3 O 4,
เฟ2O + H 2 เฟ + H 2 O,
เฟ2O + C เฟ2+CO
เฟ2O + CO เฟ2 + CO 2
FeO ได้มาจากการลดลงของเหล็กออกไซด์ผสมกับคาร์บอนมอนอกไซด์หรือการสลายตัวของสารประกอบเหล็กไดวาเลนต์ในบรรยากาศเฉื่อย:
เฟ 3 O 4 + CO 3FeO + CO 2,
เฟ(OH) 2 เฟ2O + H 2 O,
เฟCO 3 เฟโอ + CO 2 .
        เหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์
ธาตุเหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์เกิดขึ้นตามธรรมชาติเช่นเดียวกับแร่อะมาคิไนต์ แร่ธาตุนี้มีสิ่งเจือปนของแมกนีเซียมและแมงกานีส (สูตรเชิงประจักษ์ Fe 0.7 Mg 0.2 Mn 0.1 (OH) 2) สีของแร่เป็นสีเหลืองเขียวหรือเขียวอ่อน ความแข็ง Mohs 3.5-4 ความหนาแน่น 2.925-2.98 g/cm3?
เหล็กบริสุทธิ์ (II) ไฮดรอกไซด์เป็นสารผลึกสีขาว บางครั้งก็มีสีเขียวเนื่องจากมีเกลือเหล็กเจือปน เมื่อเวลาผ่านไป การสัมผัสกับอากาศจะมืดลงเนื่องจากการเกิดออกซิเดชัน ไม่ละลายในน้ำ (ความสามารถในการละลาย 5.8·10?6 โมล/ลิตร) สลายตัวเมื่อได้รับความร้อน มีระบบขัดแตะคริสตัลแบบสามเหลี่ยม
เหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์แสดงคุณสมบัติของฐาน - มันเข้าสู่ปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลางกับกรดเจือจางได้อย่างง่ายดายเช่นกรดไฮโดรคลอริก (เกิดสารละลายของเหล็ก (II) คลอไรด์):
เฟ(OH) 2 + 2HCl 2 = 2 H 2 O + FeCl 2
ภายใต้สภาวะที่รุนแรงยิ่งขึ้นจะมีคุณสมบัติเป็นกรดเช่นเมื่อมีโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น (มากกว่า 50%) เมื่อเดือดในบรรยากาศไนโตรเจนจะเกิดการตกตะกอนของโซเดียมเตตระไฮดรอกโซเฟอร์เรต (II):
เฟ(OH) 2 + 2NaOH = นา 2
ไม่ทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียไฮเดรต เมื่อถูกความร้อนจะทำปฏิกิริยากับสารละลายเข้มข้นของเกลือแอมโมเนียม เช่น แอมโมเนียมคลอไรด์:
เฟ(OH) 2 + 2NH 4 Cl = FeCl 2 + 2NH 3 + 2H 2 O
เมื่อถูกความร้อนจะสลายตัวเป็นเหล็ก (II) ออกไซด์: Fe(OH) 2 = FeO + H 2 O
ในปฏิกิริยานี้ เหล็กโลหะและไดไอออน (III)-เหล็ก (II) ออกไซด์ (Fe 3 O 4) จะเกิดขึ้นเป็นสิ่งสกปรก
ในรูปของสารแขวนลอย เมื่อต้มต่อหน้าออกซิเจนในชั้นบรรยากาศ จะถูกออกซิไดซ์เป็นเหล็กเมตาไฮดรอกไซด์ เมื่อถูกความร้อนด้วยอย่างหลังจะเกิดไดไอออน (III)-เหล็ก (II) ออกไซด์:
4Fe(OH) 2 + O 2 = 4FeO(OH) + 2H 2 O
เฟ(OH) 2 + 2เฟ2O(OH) = (เฟเฟ2)O + 2H 2 O
ปฏิกิริยาเหล่านี้ยังเกิดขึ้น (อย่างช้าๆ) ในระหว่างกระบวนการเกิดสนิมของเหล็ก
ไฮดรอกไซด์ของเหล็ก (II) สามารถรับได้ในรูปของตะกอนในปฏิกิริยาแลกเปลี่ยนของสารละลายของเกลือของเหล็ก (II) กับอัลคาไลเช่น:
เฟSO4 + 2KOH = เฟ(OH) 2 + K 2 SO 4
การก่อตัวของเหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์เป็นหนึ่งในขั้นตอนของการเกิดสนิมเหล็ก:
2เฟ + 2H 2 โอ + โอ 2 = 2 เฟ(OH) 2
เหล็กไฮดรอกไซด์ (II) ใช้ในการผลิตแบตเตอรี่เหล็ก-นิกเกิลที่มีมวลใช้งานอยู่
    ส่วนการทดลอง.
      การเตรียมธาตุเหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์และการศึกษาคุณสมบัติของมัน
เหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์เป็นแร่สีเหลืองเขียวหรือเขียวอ่อน ความแข็ง Mohs 3.5-4 ความหนาแน่น 2.925-2.98 g/cm3? Amphoteric ไฮดรอกไซด์ที่มีคุณสมบัติเด่นเหนือกว่า

ในเกลือของเหล็ก (II) เนื่องจากออกซิเดชันบางส่วนในอากาศ จึงมีแคตไอออนของเหล็ก (III) อยู่เสมอ ดังนั้นเพื่อศึกษาคุณสมบัติของ Fe 2+ ไอออนบวก แทนที่จะเป็นเหล็ก (II) ซัลเฟต คุณควรใช้เกลือของ Mohr ผลึกคู่ที่เสถียรที่สุด (NH 4) 2 SO 4 · FeSO 4 · 6H 2 O หรือใช้สารละลายที่เตรียมไว้ใหม่ ของธาตุเหล็ก (II) ซัลเฟต เนื่องจากความเสถียรของเหล็ก (II) ในสถานะผลึกนั้นสูงกว่าในสารละลาย สำหรับการวิจัยจึงจำเป็นต้องใช้สารละลายเกลือที่เตรียมสดใหม่

อุปกรณ์และรีเอเจนต์: ปิเปต หลอดทดลอง บีกเกอร์ กระดาษกรอง กรรไกร เกลือของมอร์, โซเดียมไฮดรอกไซด์, กรดซัลฟิวริก

สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่เป็นน้ำจะถูกเติมลงในสารละลายเกลือของ Mohr จนกระทั่งเกิดตะกอนสีเขียว ตะกอนที่แยกออกมาจะถูกกรองและแบ่งออกเป็นหลอดทดลองสามหลอด ปล่อยให้หลอดทดลองหนึ่งหลอดยืนอยู่ในอากาศ กวนตะกอนด้วยแท่งแก้ว หลังจากผ่านไป 2-3 นาที สีของตะกอนจะเริ่มเปลี่ยนไปเนื่องจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของธาตุเหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์เป็นธาตุเหล็ก (III) ไฮดรอกไซด์ เติมสารละลายกรดไฮโดรคลอริกเจือจางสองสามหยดลงในหลอดทดลองที่สองและเติมอัลคาไลส่วนเกินลงในหลอดที่สาม

ยานี้ได้มาจากปฏิกิริยาของเกลืออัลคาไลและเกลือเหล็ก +2 (เกลือของ Mohr):

คุณสมบัติการศึกษา:
Fe(OH) 2 + NaOH = ไม่เกิดปฏิกิริยาเพราะว่า Fe(OH) 2 แสดงคุณสมบัติพื้นฐาน
Fe(OH) 2 + H 2 SO 4 = FeSO 4 + 2H 2 O สีเปลี่ยนเป็นสีเขียวสกปรก
4Fe(OH) 2 + O 2 = 2Fe 2 O 3 + 4H 2 O ตะกอนในอากาศจะออกซิไดซ์ (สนิม) และกลายเป็นเหล็ก (III) ไฮดรอกไซด์
เพื่อให้ได้ 6 กรัม Fe(OH) 2 มาคำนวณสารแต่ละตัวที่ทำปฏิกิริยากัน
การคำนวณ:
(NH 4) 2 SO 4 FeSO 4 6H 2 O + 2NaOH = เฟ(OH) 2 v + นา 2 SO 4 + NH 4 O 2
M(เฟ(OH) 2) = 53 กรัม/โมล
n(เฟ(OH) 2) = 0.067 โมล
M(NaOH) = 40 กรัม/โมล
m(NaOH) = 0.067 โมล 40 กรัม/โมล? 2=5.36ก
M((NH 4) 2 SO 4 FeSO 4 · 6H 2 O) = 392 กรัม/โมล
ม.((NH 4) 2 SO 4 FeSO 4 · 6H 2 O) = 26g
- = (ฉัน/มธีออร์)?100% = (5.63/6)?100% =93.8%

บทสรุป.
ในหลักสูตรนี้ ได้ทำการศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของไฮดรอกไซด์ในฐานะกลุ่มของสารประกอบอนินทรีย์ เหล็ก และสารประกอบของไฮดรอกไซด์ในสถานะออกซิเดชัน +2 พิจารณาประวัติความเป็นมาของการค้นพบ การกระจายสินค้าในธรรมชาติ การผลิต เลือกวิธีการที่เหมาะสมที่สุดในการรับธาตุเหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์ ได้รับธาตุเหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์และศึกษาคุณสมบัติของมัน

อ้างอิง.
1. Glinka N. L. เคมีทั่วไป. - ล.: เคมี, 2531. - 702 น.
2. Kreshkov A. P. , Yaroslavtsev A. A. หลักสูตรเคมีวิเคราะห์ - อ.: เคมี พ.ศ. 2507 - 430 น.
3. Podobaev N. I. กระแสไฟฟ้า - อ.: การศึกษา, 2532, 100 น.
4. Polees M. E. เคมีวิเคราะห์. - อ.: แพทยศาสตร์, 2524. - 286 หน้า
5. Rabinovich V. A. , Khavin Z. Ya. หนังสืออ้างอิงทางเคมีโดยย่อ - ล.: เคมี, 2521. - 331 น.
6. สารานุกรมเคมี 5 เล่ม/ฉบับ ไอ. แอล. คนเนียนท์. - อ.: สารานุกรมโซเวียต, 2533.
7. Shchukarev S. A. เคมีอนินทรีย์ - ม.: บัณฑิตวิทยาลัย, 1970. - 437 น.
8. Rabinovich V.A., Khavin Z.Ya. "หนังสืออ้างอิงทางเคมีขนาดสั้น" L.: เคมี, 1977 หน้า 62
9. Lidin R. A. , Molochko V. A. , Andreeva L. L. ปฏิกิริยา สารอนินทรีย์: หนังสืออ้างอิง / เอ็ด. อาร์. เอ. ลิดิน่า. - ฉบับที่ 2 แก้ไขใหม่ และเพิ่มเติม - ม.: อีแร้ง, 2550. - หน้า 179. - 637 น.
10. อัคเมตอฟ เอ็น.เอส. เคมีทั่วไปและอนินทรีย์ –ม.: มัธยมปลาย, 2524. -681 น.
11. Karyakin Yu.V., Angelov I.I. สารเคมีบริสุทธิ์ – อ.: เคมี, 2517. – 168 น.

1. ออกซิเจนออกซิไดซ์เหล็กทำให้เกิดเกล็ดเหล็ก - ออกไซด์ผสม

คลอรีนเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง ดังนั้นจึงออกซิไดซ์เหล็กให้มีสถานะออกซิเดชันที่สูงขึ้น (+3) ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของเหล็ก (III) คลอไรด์ 2. ออกซิเจนและคลอรีนเป็นตัวออกซิไดซ์ เหล็กเป็นตัวรีดิวซ์


ปฏิกิริยาระหว่างธาตุเหล็กกับ กรดเข้มข้น 1. กรดไนตริกและกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเป็นของกรดออกซิไดซ์เช่น พวกมันแสดงคุณสมบัติออกซิไดซ์อย่างแรงเนื่องจากมีกรดตกค้าง ไนโตรเจนออกไซด์ (II) ที่ปล่อยออกมาในระหว่างการรีดักชันของกรดไนตริกจะถูกออกซิไดซ์อย่างง่ายดายโดยออกซิเจนในอากาศเป็นไนโตรเจนออกไซด์ (IV)


บันทึก:เหล็กไม่ทำปฏิกิริยากับกรดไนตริกเข้มข้นและกรดซัลฟิวริกเข้มข้นในความเย็น (passivates)

การเตรียมเหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์และปฏิกิริยากับกรด

ก) การดำเนินการ: เติมสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ลงในสารละลายเหล็ก (II) ซัลเฟตที่เตรียมไว้ใหม่ ข้อสังเกต: มีลักษณะเป็นตะกอนสีเขียว สมการปฏิกิริยา:


ข้อสรุป:สามารถรับไฮดรอกไซด์ของเหล็ก (II) และ (III) ได้จากปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนระหว่างเกลือที่ละลายน้ำได้ของเหล็ก (II) และ (III) ด้วยสารละลายอัลคาไลเพราะ ในกรณีนี้ การจับไอออนจะเกิดขึ้น:

ข) การดำเนินการ: เติมสารละลายกรดไฮโดรคลอริกลงในตะกอน ข้อสังเกต: ตะกอนจะละลาย สมการปฏิกิริยา:


ข้อสรุป:เพราะ

เป็นธาตุพื้นฐาน จึงทำปฏิกิริยากับกรดได้

การเตรียมเกลือของธาตุเหล็ก (III) ไฮดรอกไซด์และปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างเกลือที่สอดคล้องกัน

ก) การดำเนินการ: เติมสารละลายอัลคาไลลงในสารละลายของเหล็ก (III) คลอไรด์ ข้อสังเกต: เกิดการตกตะกอนสีน้ำตาล สมการปฏิกิริยา:


ข้อสรุป:ไอออน

สามารถกำหนดได้โดยใช้ปฏิกิริยาระหว่างเกลือกับด่างเพราะว่า ในกรณีนี้ แบบฟอร์มการตกตะกอน:

- สีเขียว;

- สีน้ำตาล. ข) การดำเนินการ: เติมกรดซัลฟิวริกลงในตะกอน ข้อสังเกต: ตะกอนจะละลาย สมการปฏิกิริยา:

68. สารประกอบเหล็ก

เหล็ก (II) ออกไซด์ FeO– เป็นสารผลึกสีดำ ไม่ละลายในน้ำและด่าง เฟ2Oตรงกับฐาน เฟ(OH)2.

ใบเสร็จ.สามารถรับเหล็ก (II) ออกไซด์ได้โดยการลดแร่เหล็กแม่เหล็กด้วยคาร์บอน (II) ออกไซด์ที่ไม่สมบูรณ์:

คุณสมบัติทางเคมีเป็นออกไซด์หลัก เมื่อทำปฏิกิริยากับกรดจะเกิดเป็นเกลือ:

เหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์ Fe(OH)2-สารผลึกสีขาว

ใบเสร็จ.เหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์ได้มาจากเกลือเหล็กไดวาเลนต์ภายใต้การกระทำของสารละลายอัลคาไล:

คุณสมบัติทางเคมีไฮดรอกไซด์พื้นฐาน ทำปฏิกิริยากับกรด:

ในอากาศ Fe(OH)2 ถูกออกซิไดซ์เป็น Fe(OH)3:

เหล็ก (III) ออกไซด์ Fe2O3– สารสีน้ำตาลที่พบในธรรมชาติในรูปของแร่เหล็กสีแดงไม่ละลายในน้ำ

ใบเสร็จ- เมื่อทำการยิงไพไรต์:

คุณสมบัติทางเคมีแสดงคุณสมบัติแอมโฟเทอริกที่อ่อนแอ เมื่อทำปฏิกิริยากับด่างจะเกิดเกลือ:

เหล็ก (III) ไฮดรอกไซด์ Fe(OH)3– สารสีน้ำตาลแดง ไม่ละลายในน้ำและมีความเป็นด่างส่วนเกิน

ใบเสร็จ- ได้มาจากการเกิดออกซิเดชันของเหล็ก (III) ออกไซด์และเหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์

คุณสมบัติทางเคมีเป็นสารประกอบแอมโฟเทอริก (มีคุณสมบัติเด่นเป็นพื้นฐาน) ตกตะกอนภายใต้การกระทำของอัลคาไลต่อเกลือของเหล็กเฟอร์ริก:

เกลือเหล็กได้จากการทำปฏิกิริยาเหล็กโลหะกับกรดที่เหมาะสม พวกมันถูกไฮโดรไลซ์อย่างมากซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกมัน สารละลายที่เป็นน้ำ– สารรีดิวซ์ที่มีพลัง:

เมื่อได้รับความร้อนสูงกว่า 480 °C จะสลายตัวและเกิดเป็นออกไซด์:

เมื่ออัลคาลิสทำปฏิกิริยากับเหล็ก (II) ซัลเฟต จะเกิดธาตุเหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์:

ก่อให้เกิดผลึกไฮเดรต - FeSO4?7Н2О (เหล็กซัลเฟต) เหล็ก (III) คลอไรด์ FeCl3 –สารผลึกสีน้ำตาลเข้ม

คุณสมบัติทางเคมีมาละลายน้ำกันเถอะ FeCl3แสดงคุณสมบัติออกซิไดซ์

ตัวรีดิวซ์ - แมกนีเซียม, สังกะสี, ไฮโดรเจนซัลไฟด์, ออกซิไดซ์โดยไม่ให้ความร้อน

เหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์- สารอนินทรีย์ที่มีสูตร Fe(OH)2 ซึ่งเป็นสารประกอบเหล็ก Amphoteric ไฮดรอกไซด์ที่มีคุณสมบัติเด่นเหนือกว่า สารที่เป็นผลึกเป็นสีขาว (บางครั้งก็มีโทนสีเขียว) และมืดลงเมื่อเวลาผ่านไปในอากาศ เป็นสารประกอบขั้นกลางชนิดหนึ่งในการทำให้เกิดสนิมของเหล็ก

  • 1 อยู่ในธรรมชาติ
  • 2 คุณสมบัติทางกายภาพ
  • 3 คุณสมบัติทางเคมี
  • 4 ใบเสร็จรับเงิน
  • 5 การสมัคร
  • 6 หมายเหตุ

อยู่ในธรรมชาติ

ธาตุเหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์เกิดขึ้นตามธรรมชาติเช่นเดียวกับแร่อะมาคิไนต์ แร่ธาตุนี้มีสิ่งเจือปนของแมกนีเซียมและแมงกานีส (สูตรเชิงประจักษ์ Fe0.7Mg0.2Mn0.1(OH)2) สีของแร่เป็นสีเหลืองเขียวหรือเขียวอ่อน ความแข็ง Mohs 3.5-4 ความหนาแน่น 2.925-2.98 g/cm³

คุณสมบัติทางกายภาพ

เหล็กบริสุทธิ์ (II) ไฮดรอกไซด์เป็นสารผลึกสีขาว บางครั้งก็มีสีเขียวเนื่องจากมีเกลือเหล็กเจือปน เมื่อเวลาผ่านไป การสัมผัสกับอากาศจะมืดลงเนื่องจากการเกิดออกซิเดชัน ไม่ละลายในน้ำ (ความสามารถในการละลาย 5.8·10−6 โมล/ลิตร) สลายตัวเมื่อได้รับความร้อน มีระบบขัดแตะคริสตัลแบบสามเหลี่ยม

คุณสมบัติทางเคมี

เหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์ผ่านปฏิกิริยาต่อไปนี้

มันแสดงคุณสมบัติของฐาน - มันเข้าสู่ปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลางกับกรดเจือจางได้อย่างง่ายดายเช่นกรดไฮโดรคลอริก (เกิดสารละลายของเหล็ก (II) คลอไรด์):

ภายใต้สภาวะที่รุนแรงยิ่งขึ้น มันจะแสดงคุณสมบัติที่เป็นกรด เช่น เมื่อเดือดในบรรยากาศไนโตรเจน เมื่อโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น (มากกว่า 50%) จะเกิดการตกตะกอนของโซเดียมเตตระไฮดรอกโซเฟอร์เรต (II):

ไม่ทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียไฮเดรต เมื่อถูกความร้อนจะทำปฏิกิริยากับสารละลายเข้มข้นของเกลือแอมโมเนียม เช่น แอมโมเนียมคลอไรด์:

เมื่อถูกความร้อนจะสลายตัวเป็นเหล็ก (II) ออกไซด์:

ในปฏิกิริยานี้ เหล็กที่เป็นโลหะและไดไอออน (III)-เหล็ก (II) ออกไซด์ (Fe3O4) จะก่อตัวขึ้นเป็นสารเจือปน

ในรูปของสารแขวนลอย เมื่อต้มต่อหน้าออกซิเจนในชั้นบรรยากาศ จะถูกออกซิไดซ์เป็นเหล็กเมตาไฮดรอกไซด์ เมื่อถูกความร้อนด้วยอย่างหลังจะเกิดไดไอออน (III)-เหล็ก (II) ออกไซด์:

ปฏิกิริยาเหล่านี้ยังเกิดขึ้น (อย่างช้าๆ) ในระหว่างกระบวนการกัดกร่อนของเหล็ก

ใบเสร็จ

เหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์สามารถรับได้ในรูปของตะกอนในการแลกเปลี่ยนปฏิกิริยาของสารละลายของเกลือของเหล็ก (II) กับอัลคาไล ตัวอย่างเช่น:

การก่อตัวของเหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์เป็นหนึ่งในขั้นตอนของการเกิดสนิมเหล็ก:

แอปพลิเคชัน

เหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์ใช้ในการผลิตแบตเตอรี่เหล็ก-นิกเกิลที่มีมวลใช้งานอยู่

หมายเหตุ

  1. Amankinite ที่ webmineral.com เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 21 เมษายน 2012
  2. 1 2 Lidin R. A. , Molochko V. A. , Andreeva L. L. ปฏิกิริยาของสารอนินทรีย์: หนังสืออ้างอิง / Ed. อาร์. เอ. ลิดิน่า. - ฉบับที่ 2 แก้ไขใหม่ และเพิ่มเติม - ม.: อีแร้ง, 2550. - หน้า 179. - 637 น. - ไอ 978-5-358-01303-2.
  3. Lidin R.A., Andreeva L.L., Molochko V.A. ค่าคงที่ของสารอนินทรีย์: หนังสืออ้างอิง / Ed. อาร์. เอ. ลิดิน่า. - ฉบับที่ 2 แก้ไขใหม่ และเพิ่มเติม - ม.: อีแร้ง, 2549. - หน้า 109, 467, 580, 605. - 685 น. - ไอ 5-7107-8085-5.
p·o·r ไฮดรอกไซด์

ข้อมูลเกี่ยวกับเหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์