인체에는 약 5g의 철분이 포함되어 있으며, 대부분(70%)은 혈액 헤모글로빈의 일부입니다.
물리적 특성
자유 상태에서 철은 칙칙한 색조를 띠는 은백색 금속입니다. 순수한 철은 연성이 있고 강자성 특성을 가지고 있습니다. 실제로는 일반적으로 철 합금(주철 및 강철)이 사용됩니다.
Fe는 VIII족 하위 그룹의 9개 d-금속 중 가장 중요하고 가장 풍부한 원소입니다. 코발트, 니켈과 함께 "철족"을 형성합니다.
다른 원소와 화합물을 형성할 때 전자 2~3개를 사용하는 경우가 많다(B = II, III).
VIII족의 거의 모든 d-원소와 마찬가지로 철은 그룹 번호와 동일한 더 높은 원자가를 나타내지 않습니다. 최대 원자가는 VI에 도달하며 극히 드물게 나타납니다.
가장 일반적인 화합물은 Fe 원자가 +2 및 +3 산화 상태에 있는 화합물입니다.
철분을 얻는 방법
1. 공업용 철(탄소 및 기타 불순물과 합금)은 다음 계획에 따라 천연 화합물의 탄소열 환원을 통해 얻습니다.
회복은 3단계로 점진적으로 이루어집니다.
1) 3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2
2) Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2
3) FeO + CO = Fe + CO 2
이 공정을 통해 생성된 주철에는 2% 이상의 탄소가 포함되어 있습니다. 이후 주철은 탄소 함량이 1.5% 미만인 강철-철 합금을 생산하는 데 사용됩니다.
2. 다음 방법 중 하나로 매우 순수한 철을 얻습니다.
a) Fe 펜타카르보닐의 분해
Fe(CO) 5 = Fe + 5СО
b) 순수한 FeO2를 수소로 환원
FeO + H 2 = Fe + H 2 O
c) Fe +2 염 수용액의 전기 분해
FeC2O4 = Fe + 2CO2
철(II) 옥살산염
화학적 성질
Fe는 중간 활성의 금속입니다. 일반 속성, 금속의 특성.
독특한 특징은 습한 공기에서 "녹슬어지는" 능력입니다.
건조한 공기에 수분이 없으면 철은 T > 150°C에서만 눈에 띄게 반응하기 시작합니다. 하소하면 "철 스케일"Fe 3 O 4가 형성됩니다.
3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4
철은 산소가 없으면 물에 녹지 않습니다. 매우 높은 온도에서 Fe는 수증기와 반응하여 물 분자에서 수소를 대체합니다.
3 Fe + 4H 2 O(g) = 4H 2
녹이 발생하는 메커니즘은 전기화학적 부식입니다. 녹 제품은 단순화된 형태로 제공됩니다. 실제로, 다양한 조성의 산화물과 수산화물 혼합물의 느슨한 층이 형성됩니다. Al 2 O 3 필름과 달리 이 층은 철이 더 이상 파괴되지 않도록 보호하지 않습니다.
부식의 종류
철을 부식으로부터 보호
1. 고온에서 할로겐 및 황과의 상호 작용.
2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3
2Fe + 3F 2 = 2FeF 3
Fe + I 2 = FeI 2
지배적인 화합물이 형성됩니다. 이온 유형연락.
2. 인, 탄소, 규소와의 상호 작용(철은 N2 및 H2와 직접 결합하지 않고 용해함).
Fe + P = Fe x Py
Fe + C = Fe x C y
Fe + Si = Fe x Si y
베르톨리드(결합의 공유 성질이 화합물에서 우세함)와 같은 다양한 구성의 물질이 형성됩니다.
3. "비산화" 산(HCl, H 2 SO 4 dil.)과의 상호작용
Fe 0 + 2H + → Fe 2+ + H 2
Fe는 활동도 계열에서 수소 왼쪽(E° Fe/Fe 2+ = -0.44 V)에 위치하므로 일반 산에서 H 2를 대체할 수 있습니다.
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
4. "산화" 산(HNO 3, H 2 SO 4 농도)과의 상호작용
Fe 0 - 3e - → Fe 3+
농축된 HNO 3 및 H 2 SO 4는 철을 "부동태화"하므로 상온에서는 금속이 용해되지 않습니다. 강한 가열로 인해 천천히 용해됩니다(H 2 방출 없음).
섹션에서 HNO 3 철은 용해되어 Fe 3+ 양이온의 형태로 용액이 되고 산성 음이온은 NO*로 환원됩니다.
Fe + 4HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + NO + 2H 2 O
HCl과 HNO 3의 혼합물에 매우 잘 녹습니다.
5. 알칼리와의 관계
Fe는 알칼리 수용액에 용해되지 않습니다. 매우 높은 온도에서만 용융된 알칼리와 반응합니다.
6. 덜 활성인 금속염과의 상호작용
Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu
Fe 0 + Cu 2+ = Fe 2+ + Cu 0
7. 기체 일산화탄소와의 반응 (t = 200°C, P)
Fe(분말) + 5CO(g) = Fe 0(CO) 5 철 펜타카르보닐
Fe(III) 화합물
Fe 2 O 3 - 산화철(III).
적갈색 분말, n. 아르 자형. H 2 O. 자연에서 - "적철광석".
획득 방법:
1) 수산화철(III)의 분해
2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O
2) 황철석 소성
4FeS 2 + 11O 2 = 8SO 2 + 2Fe 2 O 3
3) 질산염 분해
화학적 성질
Fe 2 O 3 는 양쪽성의 징후가 있는 염기성 산화물입니다.
I. 주요 특성은 산과 반응하는 능력으로 나타납니다.
Fe 2 O 3 + 6H + = 2Fe 3+ + ZH 2 O
Fe2O3 + 6HCI = 2FeCl3 + 3H2O
Fe 2 O 3 + 6HNO 3 = 2Fe(NO 3) 3 + 3H 2 O
II. 약한 산성 특성. Fe 2 O 3는 알칼리 수용액에 용해되지 않지만 다음과 융합되면 고체 산화물, 알칼리 및 탄산염은 페라이트를 형성합니다.
Fe 2 O 3 + CaO = Ca(FeO 2) 2
Fe 2 O 3 + 2NaOH = 2NaFeO 2 + H 2 O
Fe 2 O 3 + MgCO 3 = Mg(FeO 2) 2 + CO 2
III. Fe 2 O 3 - 야금에서 철 생산을 위한 공급원료:
Fe 2 O 3 + ZS = 2Fe + ZSO 또는 Fe 2 O 3 + ZSO = 2Fe + ZSO 2
Fe(OH) 3 - 수산화철(III)
획득 방법:
가용성 Fe 3+ 염에 대한 알칼리의 작용으로 얻음:
FeCl 3 + 3NaOH = Fe(OH) 3 + 3NaCl
준비 당시 Fe(OH) 3 는 적갈색 점액성 무정형 퇴적물이었습니다.
Fe(III) 수산화물은 습한 공기에서 Fe와 Fe(OH) 2가 산화되는 동안에도 형성됩니다.
4Fe + 6H 2 O + 3O 2 = 4Fe(OH) 3
4Fe(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Fe(OH) 3
Fe(III) 수산화물은 Fe 3+ 염의 가수분해의 최종 생성물입니다.
화학적 성질
Fe(OH) 3 는 매우 약한 염기입니다(Fe(OH) 2 보다 훨씬 약함). 눈에 띄는 산성 특성을 보여줍니다. 따라서 Fe(OH) 3 는 양쪽성 특성을 갖습니다.
1) 산과의 반응이 쉽게 일어납니다.
2) Fe(OH)3의 새로운 침전물이 뜨거운 농축액에 용해됩니다. 수산화물 복합체를 형성하는 KOH 또는 NaOH 용액:
Fe(OH) 3 + 3KOH = K 3
안에 알칼리성 용액 Fe(OH) 3는 철산염(철산 H 2 FeO 4의 염은 자유 상태에서 방출되지 않음)으로 산화될 수 있습니다.
2Fe(OH) 3 + 10KOH + 3Br 2 = 2K 2 FeO 4 + 6KBr + 8H 2 O
Fe 3+ 염
가장 실질적으로 중요한 것은 다음과 같습니다: Fe 2 (SO 4) 3, FeCl 3, Fe(NO 3) 3, Fe(SCN) 3, K 3 4 - 노란색 혈액 염 = Fe 4 3 프러시안 블루(진한 파란색 침전물)
b) Fe 3+ + 3SCN - = Fe(SCN) 3 티오시아네이트 Fe(III) (혈색 용액)
산화철 III는 산소와 철의 화합물입니다. 무기물질. 공식 Fe2O3.
물리적 특성:
- 고체 상태
- 적갈색
- 열적으로 안정하다
- 융점 1566 °C
- 밀도 5.242g/cm3
화학적 성질:
- 물과 반응하지 않는다
- 다른 금속의 산화물과 융합하여 이중 산화물을 형성합니다 - 스피넬
- 알칼리 및 산과 천천히 반응합니다.
애플리케이션:
- 유리 및 강철용 광택제
- 유색 미네랄 페인트 및 시멘트 생산
- 철제련의 원료
- 테르밋 용접
- 자기 테이프의 저장 매체(디지털 및 아날로그)
- 암모니아 생산용 촉매
- 도자기 생산
- 식품산업(E172)
산화철의 제조 3
방법 1. 400~600ml 잔에 50ml를 붓고, 질산(HNO3) 및 약간의 물. 다음으로 철분을 조금씩 첨가해 주세요.
철분이 모두 용해되면 다양한 불순물로부터 액체를 걸러내는 것이 필요합니다. 여과 후에는 붉은색 액체가 남아 있어야 합니다. 여기에 수산화칼륨(KOH) 용액을 첨가합니다.
용액에서 침전물이 즉시 형성되기 시작합니다(이것이 바로 우리에게 필요한 것입니다). 솔루션을 필터링합니다. 수집된 침전물(Fe(OH)3)을 철판이나 강철판(호일은 사용할 수 없음) 위에 놓고 100도로 예열된 오븐에 넣습니다.
출력은 다음과 같은 분말(Fe2O3)입니다.
방법 2.염산(HCl) 한 잔에 약간의 과산화수소(H2O2)를 첨가합니다. 다음으로 용액에 철분을 첨가하십시오. 반응이 시작되며 그 동안 점차적으로 과산화수소를 첨가해야 합니다.
용액이 먼저 색칠되기 시작합니다 노란색, 그리고 나서 진한 빨간색으로 변합니다.
그런 다음 소량의 물과 수산화 칼륨을 첨가하십시오. 검은색 침전물(Fe(OH))이 형성되기 시작하여 공기 중에서 갈색으로 변합니다.
그리고 침전물을 700°C로 가열된 오븐에 보냅니다.
방법 3.황산철(FeSO4) 100g과 소다회(Na2CO3) 50g을 잘 섞는다. 프라이팬에 넣고 센 불에 올려 놓습니다. 가끔씩 저어주면서 혼합물을 가열합니다. 분말이 가열되면 색상이 변합니다(파란색 -> 진한 보라색 -> 검은색 -> 적갈색). 가루의 색이 붉게 변하면 불을 높여 저어가며 20분 정도 끓인다. 시간이 지나면 불을 끄고 혼합물(Fe2O3)을 식힙니다.
사이트의 자료를 기반으로 함: pirotehnika.ruhelp.com
수산화나트륨을 생산하는 주요 방법은 나트륨과 물의 상호작용, 소다와 소석회의 상호작용, 전기분해이다. 수용액 식탁용 소금. 다음 방정식을 작성해 보겠습니다.
나트륨과 물의 반응
2Na + 2H2O →2NaOH + H2
소다와 소석회의 상호 작용
Na 2 CO 3 + Ca(OH) 2 →2NaOH + CaCO 3 ↓
식염 수용액의 전기분해
2NaCl + 2H 2 O (전기분해) → 2NaOH + H 2 + Cl 2
수산화철 II는 불용성 염기이므로 가용성 II 산과 알칼리의 상호 작용을 통해 쉽게 얻을 수 있으며, 또한 산화물과 물의 상호 작용을 통해 얻을 수도 있습니다. 모든 반응은 공기에 접근하지 않고 수행되어야 합니다. 왜냐하면 공기 중에서 철 II 수산화물은 철 III 수산화물로 빠르게 산화되기 때문입니다. ( 4 철(오) 2 +2시간 2 오+오 2 =4 철(오) 3 ). 방정식을 작성해 봅시다:
FeSO 4 + 2NaOH → Fe(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4
FeCl 2 + 2KOH → Fe(OH) 2 ↓ + 2KCl
FeO + H 2 O → Fe(OH) 2 ↓
계산을 하지 않고 반응에 대한 엔트로피 변화의 부호를 계산합니다.
2CH4(g) ← C2H2(g) + 3H2(g)
N 2(g) + 3H 2(g) ← 2NH 3(g)
2C (석묵) +O 2(g) ← 2CO (G)
경우:
a) 2몰의 기체 출발 물질에서 4몰의 기체 생성물을 얻으므로 엔트로피가 증가하므로 엔트로피 변화의 부호는 "+"입니다.
b) 4몰의 기체 출발 물질에서 2몰의 기체 생성물을 얻으므로 엔트로피가 감소하므로 엔트로피 변화의 부호는 "-"입니다.
c) 1몰의 기체 출발 물질에서 2몰의 기체 생성물을 얻으므로 엔트로피가 증가하므로 엔트로피 변화의 부호는 "+"입니다.
^ 금속은 몇 그램인가요? 몰 질량그 당량은 12.15 g/mol이며 정상적인 조건에서 112 cm 3 의 산소와 상호작용합니다.
이종 반응 C(k) + CO 2(g) ← 2CO(g)는 산화물로부터 금속을 탄소열로 생산하는 모든 과정의 과정을 결정합니다. 시스템의 압력이 4배 감소할 때 이 반응 속도는 몇 번 변합니까? 계산을 통해 답을 확인하세요.
대중행동의 법칙에 따르면 속도는 화학 반응화학양론적 계수와 동일한 거듭제곱으로 취한 반응 물질의 농도에 정비례합니다. 우리는 순방향 반응의 속도가 어떻게 변하는지 알아내야 합니다. 반응은 이질적이기 때문에 화학 반응 속도는 기체상의 농도, 즉 이산화탄소의 농도에만 의존하므로, 수학적 표현이 반응에 대한 대량 행동 법칙은 다음과 같은 형식을 갖습니다.
v=k[이산화탄소 2 ]
초기 순간에 [CO 2 ] (init) = x라고 가정하면 시스템 압력을 4배 줄인 후 이산화탄소 농도도 4배, 즉 [CO 2 ] (con) = 0.25x 감소합니다.
따라서:
다섯 1 = 케이[와 함께영형 2 ] (시작) = kx;
v 2 =k[CO 2 ] (kon) =k0.25x
계산에서 알 수 있듯이 압력 변화 전의 반응 속도는 4배 더 크므로 시스템 압력을 4배 줄이면 직접 반응 속도가 4배 감소합니다.
답: 4배로 줄어들 것입니다.
수소를 이용한 WCl 6 증기의 환원은 텅스텐 WCl 6 (g) + 3H 2 (g) ← W (k) + 6HCl (g), Δ r H 0 = 44.91 kJ를 생성하는 방법 중 하나입니다. 금속 수율을 높이려면 압력과 온도를 어떻게 변경해야 합니까?
금속 수율을 높여야 하므로 평형을 반응 생성물 쪽으로(오른쪽) 이동해야 합니다.
4몰의 기체 생성물에서 6몰의 기체 생성물을 얻으므로 직접 공정 중에 시스템의 압력이 증가하므로 LeChatelier의 원리에 따라 평형을 오른쪽으로 이동하려면 압력을 낮춰야 합니다. .
열을 흡수하면 직접적인 반응이 일어나기 때문에 평형을 오른쪽으로 이동시키려면 온도를 높여야 합니다.
금속 수율을 높이려면 압력을 낮추고 온도를 높이는 것이 필요합니다.
^ 0.1 mol의 KOH가 200 ml에 용해되면 등가 용액의 몰 농도를 결정하십시오.
^ 에게 분자 방정식 Na 2 SO 3 + 2HCl ← 2NaCl + H 2 SO 3 이온-분자 쓰기.
분자:
Na 2 SO 3 + 2HCl ← 2NaCl + H 2 SO 3
완전 이온 분자:
2나 + + SO3 2- + 2H + + 2Cl - → 2나 + + 2Cl - +H2SO3
약칭 이온 분자:
2H + + SO3 2- → H 2 SO 3
CaCO 3, ZnSO 4, (NH 4) 2 S 염의 가수분해에 대한 분자 및 이온-분자 방정식을 작성합니다. 용액 매질을 지정합니다. 각 염의 용액에 알칼리를 첨가하면 가수분해 평형은 어디로 이동합니까?
나는 무대:
2CaCO 3 + 2HOH → Ca(HCO 3) 2 + Ca(OH) 2
2Ca 2+ + 2CO 3 2- + 2HOH →Ca 2+ + 2HCO 3 - + Ca 2+ + 2OH -
CO 3 2- + HOH →HCO 3 - + OH -
II 단계:
Ca(HCO 3) 2 + 2HOH → Ca(OH) 2 + 2H 2 CO 3
Ca 2+ + 2HCO 3 - + 2HOH → Ca 2+ + 2OH - + 2H 2 CO 3
HCO 3 - + HOH → H 2 CO 3 + OH -
> 따라서 pH>7(알칼리성)
알칼리를 첨가하면 용액의 수산화 이온 농도가 증가합니다. 즉, 가역 반응 생성물의 농도가 증가하므로 LeChatelier의 원리에 따라 가수 분해 평형이 출발 물질쪽으로 이동합니다 (왼쪽) .
가수 분해 ZnSO 4 (강산과 약염기의 염이므로 양이온을 따라 가수분해가 일어납니다)
나는 무대:
2ZnSO 4 + 2HOH →(ZnOH) 2 SO 4 + H 2 SO 4
2Zn 2+ + 2SO 4 2- + 2HOH →2ZnOH + + SO 4 2- + 2H + + SO 4 2-
Zn 2+- + HOH →ZnOH + + H +
II 단계:
(ZnOH) 2 SO 4 + 2HOH → 2Zn(OH) 2 + H 2 SO 4
2ZnOH + + SO4 2 + 2HOH→ 2Zn(OH) 2 + 2H + + SO 4 2-
^ ZnOH + + HOH → Zn(OH) 2 + H +
< 따라서 pH<7(산성)
알칼리를 첨가하면 용액 내 수산화물 이온의 농도가 증가하여 가수분해의 결과로 형성된 수소화물 이온과 결합합니다. 즉, 가역적 반응 생성물의 농도가 감소하므로 LeChatelier의 원리에 따라 가수분해 평형은 가수분해 생성물 쪽으로 이동합니다(오른쪽).
가수 분해 (NH 4 ) 2 에스 (약산과 약염기의 염이므로 양이온과 음이온을 따라 가수분해가 진행됩니다)
(NH4)2S + 2HOH → 2NH4OH + H2S
2NH4 + + S2- + 2HOH →2NH4OH + H2S
= 따라서 pH=7(중성 환경)
이 경우 알칼리를 첨가해도 영향을 미치지 않습니다. 화학 평형황화암모늄의 가수분해.
반응식을 완성하고 전자이온법을 이용하여 계수를 정리하라
