Si të merrni fe2o3 nga fe oh. Hekuri dhe komponimet e tij
Trupi i njeriut përmban rreth 5 g hekur, pjesa më e madhe e tij (70%) është pjesë e hemoglobinës në gjak.
Vetitë fizike
Në gjendje të lirë, hekuri është një metal i bardhë argjendi me një nuancë gri. Hekuri i pastër është duktil dhe ka veti feromagnetike. Në praktikë, zakonisht përdoren lidhjet e hekurit - giza dhe çeliqet.
Fe është elementi më i rëndësishëm dhe më i zakonshëm i nëntë d-metaleve të nëngrupit dytësor të grupit VIII. Së bashku me kobaltin dhe nikelin, ajo formon "familjen e hekurit".
Kur formon komponime me elementë të tjerë, shpesh përdor 2 ose 3 elektrone (B \u003d II, III).
Hekuri, si pothuajse të gjithë elementët d të grupit VIII, nuk tregon një valencë më të lartë të barabartë me numrin e grupit. Valenca maksimale e saj arrin VI dhe është jashtëzakonisht e rrallë.
Komponimet më tipike janë ato në të cilat atomet e Fe janë në gjendje oksidimi +2 dhe +3.
Metodat për marrjen e hekurit
1. Hekuri tregtar (në një aliazh me karbon dhe papastërti të tjera) përftohet nga reduktimi karbotermik i përbërjeve të tij natyrore sipas skemës:
Rimëkëmbja ndodh gradualisht, në 3 faza:
1) 3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2
2) Fe 3 O 4 + CO = 3 FeO + CO 2
3) FeO + CO \u003d Fe + CO 2
Gize që rezulton nga ky proces përmban më shumë se 2% karbon. Në të ardhmen, çeliqet merren nga lidhjet e gize-hekurit që përmbajnë më pak se 1.5% karbon.
2. Hekuri shumë i pastër përftohet në një nga mënyrat e mëposhtme:
a) zbërthimi i pentakarbonil Fe
Fe(CO) 5 = Fe + 5CO
b) reduktimin hidrogjenor të FeO të pastër
FeO + H 2 \u003d Fe + H 2 O
c) elektroliza e tretësirave ujore të kripërave të Fe +2
FeC 2 O 4 \u003d Fe + 2СO 2
oksalat hekuri (II).
Vetitë kimike
Fe - një metal me aktivitet mesatar, shfaq veti të përgjithshme karakteristike të metaleve.
Një veçori unike është aftësia për të "ndryshkur" në ajër të lagësht:
Në mungesë të lagështirës me ajrin e thatë, hekuri fillon të reagojë dukshëm vetëm në T > 150°C; kur kalcinohet, formohet "peshë hekuri" Fe 3 O 4:
3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4
Hekuri nuk tretet në ujë në mungesë të oksigjenit. Në temperatura shumë të larta, Fe reagon me avujt e ujit, duke zhvendosur hidrogjenin nga molekulat e ujit:
3 Fe + 4H 2 O (g) \u003d 4H 2
Procesi i ndryshkjes në mekanizmin e tij është korrozioni elektrokimik. Produkti i ndryshkut paraqitet në një formë të thjeshtuar. Në fakt, formohet një shtresë e lirshme e një përzierje oksidesh dhe hidroksidesh me përbërje të ndryshueshme. Ndryshe nga filmi Al 2 O 3, kjo shtresë nuk e mbron hekurin nga shkatërrimi i mëtejshëm.
Llojet e korrozionit
Mbrojtja nga korrozioni i hekurit
1. Ndërveprimi me halogjenet dhe squfuri në temperaturë të lartë.
2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3
2Fe + 3F 2 = 2FeF 3
Fe + I 2 \u003d FeI 2
Formohen komponime në të cilat mbizotëron lloji jonik i lidhjes.
2. Ndërveprimi me fosforin, karbonin, silicin (hekuri nuk bashkohet drejtpërdrejt me N 2 dhe H 2, por i shkrin ato).
Fe + P = Fe x P y
Fe + C = Fe x C y
Fe + Si = FexSiy
Substancat me përbërje të ndryshueshme formohen, pasi bertolidet (natyra kovalente e lidhjes mbizotëron në përbërje)
3. Ndërveprimi me acidet "jooksiduese" (HCl, H 2 SO 4 dil.)
Fe 0 + 2H + → Fe 2+ + H2
Meqenëse Fe ndodhet në serinë e aktivitetit në të majtë të hidrogjenit (E ° Fe / Fe 2+ \u003d -0,44V), ai është në gjendje të zhvendosë H 2 nga acidet e zakonshme.
Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2
Fe + H 2 SO 4 \u003d FeSO 4 + H 2
4. Ndërveprimi me acidet "oksiduese" (HNO 3 , H 2 SO 4 konc.)
Fe 0 - 3e - → Fe 3+
HNO 3 dhe H 2 SO 4 të koncentruar "pasivojnë" hekurin, kështu që në temperatura të zakonshme metali nuk tretet në to. Me ngrohje të fortë, ndodh shpërbërja e ngadaltë (pa lëshim të H 2).
Në razb. Hekuri HNO 3 tretet, futet në tretësirë në formën e kationeve Fe 3+ dhe anioni acid reduktohet në NO *:
Fe + 4HNO 3 \u003d Fe (NO 3) 3 + JO + 2H 2 O
Ai shpërndahet shumë mirë në një përzierje HCl dhe HNO 3
5. Qëndrimi ndaj alkaleve
Fe nuk tretet në tretësirat ujore të alkaleve. Ai reagon me alkalet e shkrirë vetëm në temperatura shumë të larta.
6. Ndërveprimi me kripërat e metaleve më pak aktive
Fe + CuSO 4 \u003d FeSO 4 + Cu
Fe 0 + Cu 2+ = Fe 2+ + Cu 0
7. Ndërveprimi me monoksidin e karbonit të gaztë (t = 200°C, P)
Fe (pluhur) + 5 CO (g) \u003d Fe 0 (CO) 5 pentakarbonil hekuri
Komponimet e Fe(III).
Fe 2 O 3 - oksid hekuri (III).
Pluhur i kuq-kafe, n. R. në H 2 O. Në natyrë - " xeheror i kuq i hekurit ".
Mënyrat për të marrë:
1) dekompozimi i hidroksidit të hekurit (III)
2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O
2) pjekje me pirit
4FeS 2 + 11O 2 \u003d 8SO 2 + 2Fe 2 O 3
3) zbërthimi i nitratit
Vetitë kimike
Fe 2 O 3 është një oksid bazë me shenja amfoterizmi.
I. Vetitë kryesore manifestohen në aftësinë për të reaguar me acidet:
Fe 2 O 3 + 6H + = 2Fe 3+ + ZH 2 O
Fe 2 O 3 + 6HCI \u003d 2FeCI 3 + 3H 2 O
Fe 2 O 3 + 6HNO 3 \u003d 2Fe (NO 3) 3 + 3H 2 O
II. Karakteristikat e dobëta të acidit. Fe 2 O 3 nuk tretet në tretësirat ujore të alkaleve, por kur shkrihet me okside të ngurta, alkale dhe karbonate, formohen ferrite:
Fe 2 O 3 + CaO \u003d Ca (FeO 2) 2
Fe 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaFeO 2 + H 2 O
Fe 2 O 3 + MgCO 3 \u003d Mg (FeO 2) 2 + CO 2
III. Fe 2 O 3 - lëndë e parë për prodhimin e hekurit në metalurgji:
Fe 2 O 3 + ZS \u003d 2Fe + ZSO ose Fe 2 O 3 + ZSO \u003d 2Fe + ZSO 2
Fe (OH) 3 - hidroksid hekuri (III).
Mënyrat për të marrë:
Përftohet nga veprimi i alkaleve në kripërat e tretshme Fe 3+:
FeCl 3 + 3NaOH \u003d Fe (OH) 3 + 3NaCl
Në momentin e marrjes së Fe(OH) 3 - precipitat mukozamorf të kuq-kafe.
Hidroksidi Fe (III) formohet gjithashtu gjatë oksidimit të Fe dhe Fe (OH) 2 në ajër të lagësht:
4Fe + 6H 2 O + 3O 2 \u003d 4Fe (OH) 3
4Fe(OH) 2 + 2Н 2 O + O 2 = 4Fe(OH) 3
Hidroksidi Fe(III) është produkti përfundimtar i hidrolizës së kripërave të Fe 3+.
Vetitë kimike
Fe(OH) 3 është një bazë shumë e dobët (shumë më e dobët se Fe(OH) 2). Tregon veti të dukshme acidike. Kështu, Fe (OH) 3 ka një karakter amfoterik:
1) reaksionet me acide zhvillohen lehtësisht:
2) një precipitat i freskët i Fe(OH) 3 tretet në konk. tretësirat e KOH ose NaOH me formimin e komplekseve hidrokso:
Fe (OH) 3 + 3KOH \u003d K 3
Në një tretësirë alkaline, Fe (OH) 3 mund të oksidohet në ferrate (kripërat e acidit të hekurit H 2 FeO 4 jo të izoluara në gjendje të lirë):
2Fe(OH) 3 + 10KOH + 3Br 2 = 2K 2 FeO 4 + 6KBr + 8H 2 O
Kripërat e Fe 3+
Më të rëndësishmet praktikisht janë: Fe 2 (SO 4) 3, FeCl 3, Fe (NO 3) 3, Fe (SCN) 3, K 3 4 - kripë e verdhë e gjakut \u003d Fe 4 3 Blu prusiane (precipitat blu e errët)
b) Fe 3+ + 3SCN - \u003d Fe (SCN) 3 Fe (III) tiocianat (tretësirë e kuqe e gjakut)
Oksidi i hekurit III - një përbërje e oksigjenit dhe hekurit, është një substancë inorganike. Formula Fe2O3.
Vetitë fizike:
- gjendje e ngurtë
- ngjyrë të kuqe-kafe
- termikisht të qëndrueshme
- pika e shkrirjes 1566 °C
- dendësia 5.242 g/cm3
Karakteristikat kimike:
- nuk reagon me ujin
- aliazhet me oksidet e metaleve të tjera dhe formon okside të dyfishta - spinele
- reagon ngadalë me alkalet dhe acidet
Aplikacion:
- agjent lustrim për qelq dhe çelik
- prodhimi i bojrave minerale me ngjyrë dhe çimentos
- lëndë e parë për shkrirjen e hekurit
- saldimi me termit
- medium ruajtjeje (dixhital dhe analog) në shirita magnetikë
- katalizator për prodhimin e amoniakut
- prodhimi i qeramikës
- industria ushqimore (E172)
Prodhimi i oksidit të hekurit 3
Metoda 1. Në një gotë 400 - 600 ml hidhni 50 ml acid nitrik (HNO3) dhe pak ujë. Më pas shtoni hekurin pak nga pak.
Kur i gjithë hekuri është tretur, është e nevojshme të filtrohet lëngu nga papastërtitë e ndryshme. Pas filtrimit, duhet të mbetet një lëng i kuq. Shtoni në të tretësirën e hidroksidit të kaliumit (KOH).
Në tretësirë, menjëherë, një precipitat fillon të precipitojë (është ajo që na nevojitet). Filtroni tretësirën. Precipitati i mbledhur (Fe (OH) 3) vendoset në një pjatë hekuri ose çeliku (folja nuk mund të përdoret) dhe dërgohet në furrë, e ngrohur në 100 gradë.
Në dalje, marrim një pluhur të tillë (Fe2O3):
Metoda 2. Shtoni pak peroksid hidrogjeni (H2O2) në një gotë me acid klorhidrik (HCl). Më pas, shtoni hekur në tretësirë. Do të fillojë një reagim, gjatë të cilit duhet të shtoni gradualisht peroksid hidrogjeni.
Zgjidhja do të fillojë të bëhet e verdhë, dhe më pas e kuqe e errët.
Më pas shtoni një sasi të vogël uji dhe hidroksid kaliumi. Fillon të formohet një precipitat i zi (Fe(OH)), i cili merr ngjyrë kafe në ajër.
Dhe ne e dërgojmë precipitatin në një furrë të ngrohur në 700 ° C.
Metoda 3. Përzieni tërësisht 100 g sulfat hekuri (FeSO4) dhe 50 g hirit të sodës (Na2CO3). Vendoseni në një tigan dhe vendoseni në zjarr të fortë. Ngroheni përzierjen duke e përzier herë pas here. Gjatë ngrohjes, pluhuri do të ndryshojë ngjyra (blu -> vjollcë e errët -> e zezë -> e kuqe e errët). Kur ngjyra e pluhurit të marrë ngjyrë të kuqe, rrisni nxehtësinë dhe ngrohni për rreth 20 minuta, duke mos harruar ta trazoni. Pas pak hiqeni nga zjarri dhe ftohni masën (Fe2O3).
Bazuar në materialet nga faqja: pirotehnika.ruhelp.com
Metodat kryesore për prodhimin e hidroksidit të natriumit janë ndërveprimi i natriumit me ujin, ndërveprimi i sodës me gëlqeren e shuar dhe elektroliza e një tretësire ujore të kripës së zakonshme. Le të shkruajmë këto ekuacione:
Ndërveprimi i natriumit me ujin
2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2
Ndërveprimi i sodës me gëlqeren e shuar
Na 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → 2NaOH + CaCO 3 ↓
Elektroliza e një tretësire ujore të kripës së zakonshme
2NaCl + 2H 2 O (elektrolizë) → 2NaOH + H 2 + Cl 2
Hidroksidi i hekurit II është një bazë e patretshme, prandaj mund të merret lehtësisht nga bashkëveprimi i acidit të hekurit II të tretshëm dhe çdo alkali, përveç kësaj, ai mund të merret nga bashkëveprimi i oksidit dhe ujit. Të gjitha reagimet duhet të kryhen pa qasje në ajër, pasi hidroksidi i hekurit II oksidohet me shpejtësi në hidroksid hekuri III në ajër. ( 4 Fe(Oh) 2 +2H 2 O+O 2 =4 Fe(Oh) 3 ). Le të shkruajmë ekuacionet:
FeSO 4 + 2NaOH → Fe(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4
FeCl 2 + 2KOH → Fe(OH) 2 ↓ + 2KCl
FeO + H 2 O → Fe (OH) 2 ↓
Pa bërë llogaritje, llogaritni shenjën e ndryshimit të entropisë për reaksionet:
2CH 4 (g) ↔ C 2 H 2 (g) + 3H 2 (g)
N 2 (g) + 3H 2 (g) ↔ 2NH 3 (g)
2C (grafit) +O 2(d) ↔2 CO (G)
Kur:
a) marrim 4 mol produkte të gazta nga 2 mol lëndë fillestare të gazta, prandaj, entropia do të rritet, prandaj shenja e ndryshimit të entropisë është "+".
b) marrim 2 mol produkte të gazta nga 4 mol lëndë fillestare të gazta, prandaj, entropia do të ulet, prandaj shenja e ndryshimit të entropisë është "-"
c) marrim 2 mol produkte të gazta nga 1 mol lëndë fillestare të gaztë, prandaj, entropia do të rritet, prandaj shenja e ndryshimit të entropisë është "+".
^ Sa gramë metal, masa ekuivalente molare e të cilit është 12,15 g / mol ndërvepron me 112 cm 3 oksigjen në kushte normale.
Reaksioni heterogjen C (c) + CO 2 (g) ↔ 2CO (g) përcakton rrjedhën e të gjitha proceseve të prodhimit karbotermik të metaleve nga oksidet. Sa herë do të ndryshojë shpejtësia e këtij reagimi kur presioni i sistemit katërfishohet? Mbështetni përgjigjen tuaj me llogaritje.
Sipas ligjit të veprimit të masës, shpejtësia e një reaksioni kimik është drejtpërdrejt proporcionale me përqendrimin e reaktantëve të marrë në fuqi të barabarta me koeficientët e tyre stoikiometrikë. Ne duhet të gjejmë se si do të ndryshojë shpejtësia e reagimit të drejtpërdrejtë. Meqenëse reaksioni është heterogjen, shpejtësia e një reaksioni kimik do të varet vetëm nga përqendrimi i fazës së gaztë, domethënë nga përqendrimi i dioksidit të karbonit, prandaj, shprehja matematikore e ligjit të veprimit të masës për këtë reaksion do të duket si :
v=k[CO2]
Le të jetë në momentin fillestar [CO 2 ] (fillimi) = x, atëherë pasi presioni i sistemit të zvogëlohet me 4 herë, përqendrimi i dioksidit të karbonit gjithashtu do të ulet me 4 herë, domethënë, [CO 2 ] (con) = 0,25x
Prandaj:
v 1 = k[MEO 2 ] (fillim) = kx;
v 2 \u003d k [CO 2] (kon) \u003d k0,25x
Siç shihet nga llogaritjet, shkalla e reagimit përpara ndryshimit të presionit është 4 herë më e madhe, prandaj, ulja e presionit të sistemit me 4 herë do të çojë në një ulje 4-fish të shpejtësisë së reagimit të drejtpërdrejtë.
Përgjigje: 4 herë më e ulët
Reduktimi i avullit WCl 6 me hidrogjen është një nga metodat e përftimit të tungstenit WCl 6 (g) + 3H 2 (g) ↔ W (c) + 6HCl (g), ∆ r H 0 = 44,91 kJ. Si duhet të ndryshohet presioni dhe temperatura për të rritur rendimentin e metalit?
Duhet të rrisim rendimentin e metalit, prandaj duhet të zhvendosim ekuilibrin drejt produkteve të reaksionit (djathtas).
Meqenëse marrim 6 mol produkte të gazta nga 4 mol produkte të gazta, prandaj, gjatë procesit të drejtpërdrejtë, presioni në sistem rritet, prandaj, për të zhvendosur ekuilibrin në të djathtë, sipas parimit LeChatelier, duhet të ul presionin.
Meqenëse reaksioni i drejtpërdrejtë vazhdon me thithjen e nxehtësisë, për të zhvendosur ekuilibrin në të djathtë, duhet të rrisim temperaturën.
Për të rritur rendimentin e metalit, është e nevojshme të zvogëlohet presioni dhe të rritet temperatura.
^ Përcaktoni përqendrimin molar të ekuivalentit të një tretësire nëse në 200 ml të tij treten 0,1 mol KOH?
^ Te ekuacioni molekular Na 2 SO 3 + 2HCl ↔ 2NaCl + H 2 SO 3 shkruaj jon-molekular.
molekulare:
Na 2 SO 3 + 2HCl ↔ 2NaCl + H 2 SO 3
jon-molekular i plotë:
2 Na + + SO 3 2- + 2H + + 2Cl - → 2 Na + + 2Cl - + H2SO3
i shkurtuar jon-molekular:
2H + + SO 3 2- → H 2 SO 3
Shkruani ekuacionet molekulare dhe jon-molekulare për hidrolizën e kripërave: CaCO 3 , ZnSO 4 , (NH 4) 2 S. Përcaktoni mjedisin e tretësirës. Ku do të zhvendoset ekuilibri i hidrolizës kur një alkali shtohet në një tretësirë të secilës kripë?
Faza I:
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 -
Faza II:
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 -
› pra pH>7 (alkaline)
Shtimi i alkalit do të rrisë përqendrimin e joneve hidroksid në tretësirë, domethënë, përqendrimi i produktit të reaksionit të kthyeshëm do të rritet, prandaj, sipas parimit LeChatelier, ekuilibri i hidrolizës do të zhvendoset drejt substancave fillestare (në majtas).
Hidroliza ZnSO 4 ( kripë e një acidi të fortë dhe një bazë të dobët, prandaj hidroliza do të kalojë nëpër kation)
Faza I:
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 +
Faza II:
(ZnOH) 2 SO 4 + 2HOH → 2Zn (OH) 2 + H 2 SO 4
2ZnOH + + SO 4 2 + 2HOH→ 2Zn(OH) 2 + 2H + + SO 4 2-
^ ZnOH + + HOH → Zn(OH) 2 + H +
‹ pra pH‹7 (acid)
Shtimi i alkalit do të rrisë përqendrimin e joneve hidroksid në tretësirë, të cilat do të lidhin jonet hidride të formuara si rezultat i hidrolizës, domethënë, përqendrimi i produktit të reaksionit të kthyeshëm do të ulet, prandaj, sipas parimit LeChatelier. , ekuilibri i hidrolizës do të zhvendoset drejt produkteve të hidrolizës (në të djathtë).
Hidroliza (NH 4 ) 2 S ( kripë e një acidi të dobët dhe një bazë të dobët, prandaj hidroliza do të shkojë përgjatë kationit dhe përgjatë anionit)
(NH 4) 2 S + 2HOH → 2NH 4 OH + H 2 S
2NH 4 + + S 2- + 2HOH → 2NH 4 OH + H 2 S
= pra pH=7 (mesatar neutral)
Në këtë rast, shtimi i alkalit nuk do të ndikojë në ekuilibrin kimik të hidrolizës së sulfurit të amonit.
Plotësoni ekuacionin e reaksionit dhe renditni koeficientët duke përdorur metodën elektron-jon ba
Artikulli i mëparshëm: Sa është shpejtësia e dritës Artikulli vijues: Karakteristikat e elementit të karbonit dhe vetitë kimike