Vas - teljes sejt jellemzése, a kémiai tulajdonságai a vas és vegyületei
A fő oxidációs - +2, +3
Egyszerű anyag vas - képlékeny fémből ezüstös fehér színű, magas kémiai reakcióképesség vas korrodál gyorsan magas hőmérsékleten vagy magas nedvességtartalmú levegő. A tiszta oxigén vas égések, és köd formájában, és spontán begyullad a levegőben.
A kémiai tulajdonságai egyszerű anyagok - vas:
A rozsdásodás és égési oxigén
1) A levegő, a vas könnyen oxidálódik a nedvesség jelenlétében (rozsda):
Szív-verni vas huzal égő oxigénben alkotnak skála - vas-oxid (II, III):
2) magas hőmérsékleten (700-900 ° C) a vas reakcióba lép a vízgőzzel:
3) Vas reagál nemfémek melegítéssel:
Fe + S - t ° → FeS (600 ° C)
Fe + 2S → Fe +2 (S2 -1) (700 ° C)
4) A feszültségtartomány marad hidrogén, reagáltatunk híg savakkal sósavval és H2 SO4. ahol a kialakult vas-só (II) és a hidrogén szabadul fel:
Fe + 2 HCI → FeCl2 + H2 - (reakciók nélkül végezzük hozzáférést a levegő, vagy a Fe +2 fokozatosan átalakult oxigén Fe +3)
A koncentrált savban oldódó oxidánsok vas csak melegítéssel, azonnal megy Fe 3+ kation:
(Jéghideg, tömény salétromsav és kénsav passzivált vas).
Vas-szeg merített kékes színű oldatot réz-szulfát fokozatosan terjed ki egy kis piros réz
5) Vas kiszorítja fémek szemben a tőle jobbra az elektrokémiai sorban oldatok sóik.
Amfoter vas történik csak koncentrált lúgos forralással:
és csapadék képződik tetragidroksoferrata (II) nátrium.
Műszaki vas - vas ötvözetek szén: vas tartalmaz 2,06-6,67% C acél 0,02-2,06% C, gyakran jelen más természetes szennyeződések (S, P, Si), és mesterségesen bevezetett speciális adalékanyagok (Mn , Ni, Cr), amely egy vas ötvözetből technikailag hasznos tulajdonságokkal - keménység, a termikus ellenállás és a korrózióállóság, képlékenység és mások.
A nagyolvasztó vasgyártás folyamata
A nagyolvasztó vasgyártás folyamata az alábbi lépésekből áll:
a) készítmény (pörkölés), szulfid és karbonát ércek - fordítás az oxid érc:
b) az égési koksz a forró robbanás:
c) csökkentjük az oxid-érc, szén-monoxid CO egymás után:
d) carburizing a vas (legfeljebb 6,67% C) és megolvasztjuk vas:
A vas mindig jelen formájában cementit szemcsék Fe2 C. és grafit.
acélgyártás
Előállítása a tiszta vas az iparban - az elektrolízis vas sók oldatban, például:
(Vannak más speciális módszerek, beleértve a hidrogén-csökkentését a vas-oxidok).
Tiszta vas használják a termelés különleges ötvözetek gyártása során a magok a elektromágnesek és transzformátorok, vas - a termelés öntvények és acél, acél - mint építési és szerszám anyagokat, beleértve a kopás, hő- és korrózióálló.
Vas-oxid (II) FeO. Amfoter oxid erősen dominál az alapvető tulajdonságait. Black egy szerkezete Fe 2+ iont O 2-. Hevítve, bomlik először, majd képződött újra. Ez nem égése során a vas a levegőben. Ez nem reagál a vízzel. Elbontjuk savak, kondenzált lúgok. Lassan oxidálódik nedves levegő. Helyreállítása hidrogén koksz. Részt vesz a nagyolvasztó folyamat olvasztása vas. Ezt használják a kerámia komponenst és ásványi színek. Az egyenletek a legfontosabb reakciók:
4FeO ⇌ (Fe II Fe2 III) + Fe (560-700 ° C-on 900-1000 ° C)
FeO + H2 = H2 O + Fe (ultratiszta) (350 ° C)
FeO + C (koksz) = Fe + CO (fent 1000 ° C)
FeO + CO = Fe + CO 2 (900 ° C)
Megközelítés a laboratóriumban. hőbontásával vas vegyületek (II) levegő távollétében:
FeSOz = FeO + CO2 (490-550 ° C)
Dizheleza-oxid (III) - vas (II) (Fe II Fe2 III) O4. Double-oxidot tartalmaz. Fekete olyan szerkezete ionos Fe 2+ (Fe 3+) 2 (O 2-) 4. A termikusan stabil a magas hőmérsékletet. Ez nem reagál a vízzel. Lebontják savak. Helyreállítása hidrogénatom, a forró vas. Részt vesz a vasgyártás nagyolvasztó folyamatot. Ezt használják például ásványi összetevő színeket (vörös vas-oxid), kerámia, színes cement. Termék fajlagos felületi oxidáció acéltermékek (feketedés, kékülési). Az összetétel megfelel a barna rozsda és sötét skála a vas. Gross-formula Fe3 O4 nem ajánlott a használata. Az egyenletek a legfontosabb reakciók:
(Fe II Fe2 III) O4 + 4H2O + 4H2 = 3fe (ultratiszta 1000 ° C)
(Fe II Fe2 III) O4 + Fe ⇌4FeO (900-1000 ° C-on 560-700 ° C-on)
Elkészítés: a vas égés (cm.) A levegő.
A természetben - oxid magnetit vasérc.
Vas-oxid (III) Fe 2O 3. Amfoter oxid túlnyomórészt alapvető tulajdonságait. Vörös-barna, és egy ionos szerkezete (Fe 3+) 2 (O 2-) 3. A termikusan stabil a magas hőmérsékletet. Ez nem égése során a vas a levegőben. Nem reagál a vízzel, az oldatból esik barna színű, amorf hidrátot Fe2 O3 NH2 O. lassan reagál savakkal és lúgokkal. Helyreállítása a szén-monoxid, olvadt vas. Ez ötvözött fémek oxidjai és képez egy dupla-oxidok - a spinell (műszaki termékek úgynevezett ferritek). Nyersanyagként használt az olvasztási nyersvas a nagyolvasztó folyamatot, a katalizátort az ammónia termelés, a kerámia komponenst, és az ásványi cementek színű festékek, a termit hegesztési acélszerkezetek, mint a hangvivő és a kép a mágnesszalagon fényező szerként az acél és üveg.
Az egyenletek a legfontosabb reakciók:
Előállítása a laboratóriumban - termikus bomlása vas-sókat (III) levegőben:
A természetben - oxidos vasérc hematit Fe2 O3 és Fe2 O3 limonitos NH2 O
vas-hidroxid (II) Fe (OH) 2. Amfoter hidroxid túlnyomórészt alapvető tulajdonságait. Fehér (néha egy zöldes árnyalatú) kommunikációs Fe - OH előnyösen kovalens. Termikusan instabil. Könnyen oxidálódik a levegőben, különösen a nedves állapotban (sötét). Vízben nem oldódik. Ez reagál híg savakkal, tömény lúgok. Tipikus redukálószer. Köztes ha a vasat a rozsda. Használt gyártásához az aktív tömeg vas-nikkel akkumulátor.
Az egyenletek a legfontosabb reakciók:
Megközelítés. kicsapással alkáli-oldatot vagy ammónia-hidráttal inert légkörben:
Metahidroxidot zhelezaFeO (OH). Amfoter hidroxid túlnyomórészt alapvető tulajdonságait. Világosbarna, miatt Fe - O és Fe - OH előnyösen kovalens. Hevítve, olvadás nélkül bomlik. Vízben nem oldódik. Kicsapódik az oldatból barna, amorf polihidrát Fe2 O3 NH2 O, amely átjut FeO (OH) fenntartása mellett híg lúgos oldat, vagy szárítással. Úgy reagál savakkal, lúgokkal nehéz. Gyenge oxidálószer és egy redukálószer. Szinterezve Fe (OH) 2. Köztes ha a vasat a rozsda. Alapjául sárga ásványi festékek és zománcok, az abszorber off-gáz-katalizátor a szerves szintézisekben.
A vegyület összetétele a Fe (OH) 3 nem ismert (kapott).
Az egyenletek a legfontosabb reakciók:
2FeO (OH) + ZN2 = 4H2O + 2Fe (különlegesen tiszta, 500-600 ° C)
Előállítás kicsapással só-oldatot vas (III) hidrát Fe2 O3 NH2 O és annak részleges dehidratálásával (lásd fent.).
A természetben - limonitos vas Fe2 O3 NH2 O-oxid érc és ásványi goethitet FeO (OH).
K2FeO4 kálium-ferrát. Oksosol. Piros-lila, lebomlik a nagy melegben. Ez oldódik tömény KOH-oldattal, reagálnak a forró vízzel, nem stabil savas környezetben. Erős oxidálószer.
Kvalitatív reakció - a kialakulását a vörös csapadék bárium ferrát. Szintéziséhez használt ferrit - iparilag fontos bináris vas-oxid (III) és más fémek.
Az egyenletek a legfontosabb reakciók:
FeO4 2+ Ba 2+ = VaFeO4 (piros.) ↓ (a konc. KOH)
Megközelítés. által alkotott oxidációs a vas vegyületek, például meta-hidroxid FeO (OH), brómos vizet, és az intézkedés alapján erős oxidáló szerekkel (szintereléssel) a vas
és az elektrolízis az oldat:
(Kálium-ferrát kialakítva az anódon).
Kimutatása Fe 2+ és Fe 3+ vizes oldatban hajtjuk végre reagensek K3 [Fe (CN) 6] és K4 [Fe (CN) 6], illetve; mindkét esetben csepp kék terméket azonos összetételű és szerkezetű, KFE III [Fe II (CN) 6]. A laboratóriumban ezt csapadékot nevezzük berlini kék. vagy Turnbull-kék:
Fe 2+ + K + + [Fe (CN) 6] 3- = KFE III [Fe II (CN) 6] ↓
Fe 3+ + K + + [Fe (CN) 6] 4- = KFE III [Fe II (CN) 6] ↓
A kémiai neveket a kiindulási reagensek és a reakció termékek:
K3 Fe III [Fe (CN) 6] - ferrát (III) kálium-
K4 Fe III [Fe (CN) 6] - ferrát (II) kálium-
KFE III [Fe II (CN) 6] - ferrát (II) vas (III) kálium-
Továbbá, egy jó reagens Fe 3+ ionok egy tiocianát-ion NSS -. vas (III) csatlakoztatva, és van egy fényes vörös ( „vér”) színezés:
Fe 3+ + 6NSS - = [Fe (NSS) 6] 3-
Ez a reagens is vasnyomokat lehet kimutatni (például formájában KNSS só) (III) csapvízben, amikor áthalad a vas cső, a belső borította rozsda.
