Презентация на тему: Элемент железо

900igr.net

Железо - один из семи металлов древности. Весьма вероятно, что человек познакомился с железом метеоритного происхождения раньше, чем с другими металлами.

Многие древние народы познакомились с железом, как с металлом, упавшим с неба, т. е. как с метеоритным железом. O том, что древние люди пользовались вначале именно железом метеоритного происхождения, свидетельствуют и распространенные у некоторых народов мифы о богах или демонах, сбросивших с неба железные предметы и орудия, - плуги, топоры и пр. Интересен также факт, что к моменту открытия Америки индейцы и эскимосы Северной Америки не были знакомы со способами получения железа из руд, но умели обрабатывать метеоритное железо.

В древности и в средние века семь известных тогда металлов сопоставляли с семью планетами, что символизировало связь между металлами и небесными телами .Такое сопоставление стало обычным более 2000 лет назад и постоянно встречается в литературе вплоть до XIX века.

Железо – второй по распространённости металл на планете(после алюминия). Содержание в земной коре составляет 4,65% по массе. Известно свыше 300 минералов, из которых слогаются месторождения железных руд. Промышленное значение имеют руды с содержанием Fe свыше 16%. Важнейшие рудные минералы, содержащие железо: магнитный железняк Fe3O4 (содержит 72,4% Fe), гематит Fe2O3 (65% Fe), гетит Fe2O3H2O ,(до 60%Fe),

В периодической системе железо находится в четвертом периоде, в побочной подгруппе VIII группы. Химический знак Fe (феррум). Порядковый номер 26, электронная формула 1s2 2s2 2p6 3d6 4s2. Валентные электроны у атома железа находятся на последнем электронном слое (4s2) и предпоследнем (3d6). В химических реакциях железо может отдавать эти электроны и проявлять степени окисления +2, +3 и, иногда+6.

Чистое железо - серебристо-белый металл, обладает большой ковкостью, пластичностью и сильными магнитными свойствами. Плотность железа 7,87 г/см3, температура плавления 1539С.

Железо имеет две кристаллические модификации. Ниже 910 С устойчиво железо, обладающее объемно-центрированной кубической решеткой.Между 910-1400 устойчиво железо с гранецентрированной решеткой.

Получение железа. В промышленности железо получают восстановлением его из железных руд углеродом (коксом) и оксидом углерода (II) в доменных печах. Химизм доменного процесса следующий: C + O2 =CO2, CO2 + C =2CO, 3Fe2O3 + CO= 2Fe3O4 + CO2, Fe3O4 + CO =3FeO + CO2, FeO + CO= Fe + CO2.

Химические свойства. В реакциях железо является восстановителем. Однако при обычной температуре оно не взаимодействует даже с самыми активными окислителями (галогенами, кислородом, серой), но при нагревании становится активным и реагирует с ними 2Fe + 3Cl2= 2FeCl3 Хлорид железа (III) 3Fe + 2O2 =Fe3O4 Оксид железа (III) Fe + S= FeS Сульфид железа (II) При очень высокой температуре железо реагирует с углеродом, кремнием и фосфором 3Fe + C= Fe3C Карбид железа (цементит) 3Fe + Si= Fe3Si Силицид железа 3Fe + 2P= Fe3P2 Фосфид железа (II) Во влажном воздухе железо быстро окисляется (корродирует) 4Fe + 3O2 + 6H2O= 4Fe(OH)3,

Железо находится в середине электрохимического ряда напряжений металлов, поэтому является металлом средней активности. Восстановительная способность у железа меньше, чем у щелочных, щелочноземельных металлов и у алюминия. Только при высокой температуре раскаленное железо реагирует с водой: 3Fe + 4H2O= FeO*Fe2O3+ 4H2

При обычной температуре железо не взаимодействует с концентрированной серной кислотой, так как пассивируется ею. При нагревании концентрированная серная кислота окисляет железо до сульфата железа (III) 2Fe + 6H2SO4 =Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O. Разбавленная азотная кислота окисляет железо до нитрата железа (III) Fe + 4HNO3= Fe(NO3)3 + NO + 2H2O.

Из растворов солей железо вытесняет металлы, которые расположены правее его в электрохимическом ряду напряжений Fe + CuSO4= FeSO4 + Cu. Соединения железа (II) . Оксид железа (II) FeO черное кристаллическое вещество, нерастворимое в воде. Оксид железа (II) получают восстановлением оксида железа(III) оксидом углерода (II) Fe3O4 + CO= 3FeO + CO2.

Оксид железа (III) Fe2O3 порошок бурого цвета, не растворяется в воде. Оксид железа (III) получают разложением гидрооксида железа (III) 2Fe(OH)3= Fe2O3 + 3H2O

Гидрооксид железа (II) Fe(OH)2 порошок белого цвета, не растворяется в воде. Получают его из солей железа (II) при взаимодействии их со щелочами FeSO4 + 2NaOH= Fe(OH)2 + Na2SO4,

Железо реагирует с разбавленными серной и соляной кислотами, вытесняя из кислот водород Fe + 2HCl =FeCl2 + H2 Fe + H2SO4= FeSO4 + H2

Металлическое железо взаимодействует при нагревании с концентрированными (более 30%) растворами щелочей, образуя гидроксокомплексы. Под действием сильных окислителей при нагревании железо может образовывать соединения в степени окисления (+VI) – ферраты: Fe + 2KNO3 = K2FeO4 + 2NO 

Применение и биологическая роль железа и его соединений. Важнейшие сплавы железа: чугуны и стали являются основными конструкционными материалами практически во всех отраслях современного производства.

Хлорид железа (III) FeCl3 применяется для очистки воды. В органическом синтезе FeCl3 применяется как катализатор. Нитрат железа Fe(NO3)3 используют при окраске тканей.

Железо является одним из важнейших микроэлементов в организме человека и животных (в организме взрослого человека содержится в виде соединений около 4 г Fe). Оно входит в состав гемоглобина, миоглобина, различных ферментов и других сложных железобелковых комплексов, которые находятся в печени и селезенке. Железо стимулирует функцию кроветворных Органов.

Главные месторождения находятся в России, Норвегии, Швеции, США.