Л. М. Түгелбаева Р. Ғ. Рысқалиева Р. К. Ашкеева
жүктеу/скачать 0,62 Mb.
|
Химия элемент китап
- Бұл бет үшін навигация:
- Элементтің сипаттамасы Fe Co Ni
- Платина ұяластары элементтерінің сипаттамалары
- Элементтің сипаттамасы Ru Rh Pd
Темір ұяластары элементтерінің сипаттамасы
Темір үштігіне кіретін темір, кобальт, никель – таза күйде ақ түсті (кобальт көкшілдеу), суық жəне ыстық күйде соғуға оңай, барлығы да жақсы магниттелетін металдар. Темір, кобальт, никель қатарында ядро зарядтарының өсуіне байланысты олардың атомдарының жəне иондарының радиус- тары азаяды, соған сəйкес олардың иондану энергиялары артып, химиялық белсенділіктері төмендейді. Темір, кобальт, никельдің сырқы қабатында 2s-электроннан орналасқан жəне сырттан санағанда екінші қабаттың d-қабатша- ларына сəйкес 6, 7, 8 электрондар бар. Элементтердің d-қабатша- ларында электрондардың орналасуы аяқталмаған. Темір үштігінің элементтері химиялық реакциялар кезінде сыртқы қабаттарындағы екі s-электронын беріп жібереді жəне екінші қабаттың d-қабатшасынан бір немесе бірнеше электрондар беруі мүмкін. Көбінесе олар екі немесе үш электрондарын беріп жіберіп, химиялық қосылыстарда +2, + 3 тотығу дəрежелерін көрсетеді. Бұл элементтер ЭО, Э2О3 типтес оксидтер жəне сəйкес Э(ОН)2, Э(ОН)3 типтес гидроксидтер түзеді. Металдардың химиялық бел- сенділігі Fe – Co – Ni қатарында солдан оңға қарай кемиді. кесте Платина ұяластары элементтерінің сипаттамалары
ТемірТабиғатта таралуы. Темір табиғатта таралуы жағынан от- тек, кремний жəне алюминийден кейін орын алған элемент. Жер қыртысындағы оның массалық үлесі 5,10 %-ды құрайды. Темір көптеген тау жыныстарының құрамына кіреді. Оның оксидтер түрінде көп кездесетін минералдарына магнетит Fe3O4, гематит Fe2O3, лимонит 2Fe2O3·3Н2О, сидерит FeСO3 жəне темір колчеда- ны FeS2 жатады. Қасиеттері. Темір ақ түсті, жылтыр, магниттелетін металл, созылғыш, сығылғыш жəне басқа да механикалық əсерлерден пішінін оңай өзгертеді. Ауада ол татпен қапталып, коррозияға ұшырайды. Қарапайым жағдайда темір көлемді центрленген куб- ты кристалдық торда кристалданады. 910-1390°С температура аралығында темір кубты центрленген тор түзеді. Заттың əртүрлі құрылымдық өзгерістер түзе білу қабілеті полиморфизм деп аталады. Темір – химиялық белсенді металл. Бейметалдармен əрекеттесуі. Темір қыздырғанда көптеген бейметалдармен əрекеттеседі, мысалы: Fe + S = FeS 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 3Fe + 2O2 = Fe3О4(FeО·Fe2О3) Сумен əрекеттесуі. Тек жоғары температурада (700°С-ден жоғары) темір сумен əрекеттеседі: 3Fe + 4Н2О = Fe3О4 + 4Н2 Қышқылдармен əрекеттесуі. Темір тұз жəне сұйытылған күкірт қышқылдарымен əрекеттесіп, темірдің (II) тұздарын жəне сутек түзеді, мысалы: Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 Концентрациясы төмен күкірт қышқылында реакция теңдеуі төмендегідей болады: Fe + 2H2SO4 = FeSO4 + SO2 + H2O Концентрациясы жоғары күкірт қышқылында (сусыз) темір пассивтеледі, бұл күкірт қышқылын темір ыдыстарда сақтауға жəне тасымалдауға мүмкіндік береді. Темір сұйытылған азот қышқылымен əрекеттеседі. Қышқыл концентрациясына байланысты реакция өнімдері əртүрлі болады, мысалы: 4Fe + 10HNO3 = 4Fe(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O Fe + 6HNO3 = Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O Концентрлі азот қышқылында темір пассивтеледі. Тұздармен əрекеттесуі. Темір кейбір металдарды (темірге қарағанда электродты потенциалдары оң болатын) олардың тұз- дарының ерітінділерінен ығыстыра алады. Мысалы: Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu Көміртек (II) оксидімен əрекеттесуі. Темір көміртек (II) оксидімен əрекеттесіп, темір пентакарбонилін түзеді: Fe + 5СО = [Fe(СО)5] Бұл қосылысты таза металл алу үшін қолданады. Темірдің қосылыстары. Темір мынадай оксидтер мен гидрок- сидтер түзеді: FeО, Fe2О3, Fe3О4, Fe(ОН)2, Fe(ОН)3. Бұл заттардың барлығы суда ерімейді. Темірдің (II) оксиді FeО жəне темірдің (II) гидроксиді Fe(ОН)2 негіздік қасиет көрсететін заттар, қышқылдармен оңай əрекет- теседі: Fe(ОН)2 + 2H2SO4 = FeSO4 + H2O Оны темірдің (III) оксидін сутекпен тотықсыздандырып алуға болады: Fe2О3 + H2 = 2FeO + H2O Темірдің (II) гидроксидін темірдің (II) тұздары ерітінділеріне сілтімен əсер ету арқылы алуға болады: FeSO4 + 2КОН = Fe(OН)2 + К2SO4 Бұл реакция ауасыз жүргізілуі қажет. Олай болмаған жағдайда темір (II) гидроксиді темірдің (III) гидроксидіне дейін оңай то- тығады: 4Fe(OН)2 + О2 + 2Н2О = 4Fe(ОН)3 Темірдің (III) оксиді Fe2О3 жəне темірдің (III) гидроксиді Fe(ОН)3 (дəлірек, Fe2О3·хН2О) екідайлы қасиеттер көрсетеді, олар қышқылдармен де, сілтілермен де əрекеттеседі: Fe2О3 + 6НС1 = 2FeС13 + 3Н2О Fe2О3 + 2КОН = 2КFeО2 Fe(ОН)3 + 3КОН = К3[Fe(ОН)6] Бұл кезде гидроксид сілті ерітінділерінде қыздырғанда ериді, ал оксид қатты сілтілердің балқымаларында ериді. Темірдің (III) гидроксидін темірдің (III) тұздарына сілтімен əсер ету арқылы алуға болады: FeС13 + 3КОН = Fe(ОН)3 + КС1 Fe(ОН)3 күйдіргенде темір (III) оксиді түзіледі: 2Fe(ОН)3 = Fe2О3 + 3Н2О Темірдің (II, III) оксиді Fe3О4 FeО жəне Fe2О3 əрекеттесу өнімі болып табылады. Оның формуласы FeО·Fe2О3 түрінде көрсетіледі. Бұл оксид темірдің оттекпен жəне сумен жоғары температуралы əрекеттесуі нəтижесінде түзіледі. Fe3О4 оксиді қышқылдарда ерігенде, темір (II) жəне (III) тұздары түзіледі: Fe3О4 + 4H2SO4 = FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O Темірдің +2 жəне +3 тотығу дəрежесін көрсететін тұздары бар. Темір (II) тұздарының ерітінділері түссіз, ал темір (III) тұзда- рының ерітінділері сары түсті болады. Темір (II) тұздары тотықтырғыштар əсерінен тотықсыздан- дырғыштық қасиет көрсетеді. Егер реакция қышқылдық ортада жүрсе, онда олар темір (III) тұздарына өтеді, мысалы: 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O Темір (III) тұздары – əлсіз тотықтырғыштар. Тотықсыздан- дырғыштар əсерінен олар темір (II) тұздарына айналады, мысалы: 2FeCl3 + 2KI = 2FeCl2 + I2 + 2KCl Ерітіндінің құрамында темірдің (II) жəне (III) иондарының болуын төмендегі сапалық реакциялар арқылы дəлелдеуге болады Темірдің (II) иондарына сапалық реакция қызыл қан тұзы деп аталатын комплексті қосылыс K3[Fe(CN)6] – калий гексациан(III) ферратының əсер етуіне негізделген. Реакция нəтижесінде қою көк түсті тұнба (турнбулл көгі) түзіледі: 3FeSO4 + 2K3[Fe(CN)6] = Fe3[Fe(CN)6]2↓+ 3K2SO4 немесе 3Fe2+ + 2[Fe(CN) ]3- = Fe [Fe(CN) ] ↓ 6 3 6 2 Темірдің (III) иондарын анықтау үшін сары қан тұзы деп ата- латын K4[Fe(CN)6] – калий гексациан(II) реактиві пайдаланылады. Реакция нəтижесінде қою көк түсті тұнба (берлин лазурі) түзіледі: 4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] = Fe4[Fe(CN)6]3↓ + 12KCl немесе 4Fe3+ + 3[Fe(CN) ]4- = Fe [Fe(CN) ] ↓ 6 4 6 3 Fe3+ ионын калий тиоционатымен (калий роданиді) KСNS реакциясы арқылы да анықтауға болады: FeCl3 + 3KСNS = Fe(NCS)3 + 3KCl немесе Fe3+ + 3СNS- = Fe(NCS) 3 Реакция нəтижесінде ерітінді қан қызыл түске боялады. Өнеркəсіпте темірдің алынуы. Өнеркəсіпте темірді оның кен- дерінен оны көміртекпен (кокспен) жəне көміртектің (II) окси- дімен домна пештерінде тотықсыздандыру арқылы алады. Үдеріс химизмі мынадай: С + О2 = СО2 – кокс жануы кезінде көміртек диоксиді түзіледі; СО2 + С = 2СО – көміртек диоксиді қызған кокс арқылы өтіп СО-ға айналады; 3Fe2О3 + СО = 2Fe3О4 + СО2 – 450-500°С температурада темір- дің (III) оксиді Fe3О4-ке дейін тотықсызданады; Fe3О4 + СО = 3FeО + СО2 – Fe3О4 600°С температурада темірдің оксидіне дейін тотықсызданады; FeО + СО = Fe + СО2 – темірдің (II) оксиді 700°С температурада таза темірге дейін тотықсызданады. Темір жəне оның қосылыстарының биологиялық рөлі мен қол- данылуы. Темір жəне оның қосылыстарының алатын орны ерек- ше. Темірдің маңызды құймалары – шойындар мен болаттар, қазіргі заманғы өндірістің барлық салаларының негізгі конструк- циялық материалдары болып табылады. Химия өнеркəсібінде те- мір катализатор ретінде (аммиак, органикалық қосылыстар син- тездеуде) қолданылады. Күкірт жəне күкірт қышқылы өндірісінде пирит FeS2 пайдаланылады. Темірдің (III) оксидін сары, қызыл жəне қоңыр түсті бояулар, керамикалар, цементтер өндірісінде қолданады. Темірдің (II) сульфатын жəне темір купоросын FeSO4·7H2O гальванотехникада электролит ретінде жəне ауыл шаруашылығында улы химикат ретінде пайдаланады. Темір тірі ағзадағы маңызды микроэлементтердің бірі болып табылады (ересек адамның ағзасында қосылыс түрінде шама- мен 4 г темір болады). Ол гемоглобиннің, миоглобиннің, əртүрлі ферменттердің жəне басқа да күрделі темір-ақуыздық комплекс- тердің құрамына кіреді. Ағзада темірдің жетіспеушілігі анемия жəне қан жетіспеушілігі сияқты аурулар тудырады. жүктеу/скачать 0,62 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|