Demir(II) sülfat, demir(III) sülfat.

Kimyasal özellikler

Demir sülfat inorganik bir bileşiktir, oluşan bir tuzdur sülfürik asit ve demir. Madde kokusuzdur ve uçucu değildir. Susuz formu renksiz, opak, küçük higroskopik kristaller formundadır. Kristal hidratlar karakteristik yeşilimsi mavi bir renge sahiptir, tetrahidratlar ise yeşildir. Demir Sülfat 2'nin kimyasal formülü: FeSO4, rasemik: O4SFe. Bileşiğin tadı metalik bir tada sahip, büzücüdür. Ürün suda iyi çözünür. Molekül ağırlığı = mol başına 151,9 gram.

Madde buradan salınır demir sülfat . Çözüm Fe(2) sülfat oksijenin etkisi altında oksitlenir ve Demir Sülfat 3 olur. 480 santigrat derecenin üzerindeki sıcaklıklarda oksitlere ayrışır.

Demir sülfat 2 seyreltilmiş suya maruz bırakılarak elde edilebilir sülfürik asit demir artıkları için; Piritin oksidatif kavrulması sırasında demir levhaların kireç giderimi sırasında aşındırma reaksiyonunun bir yan ürünü olarak.

Demir Sülfat 2'nin hidrolizi asidik bir ortamda katyon yoluyla ilerler. Hidrolizin ilk aşaması: Fe2+ + SO42- + HOH ↔ FeOH+ + SO42- + H+; teorik olarak hidrolizin ikinci aşaması da meydana gelebilir: FeOH+ + SO42- + HOH ↔ Fe(OH)2↓ + SO42- + H+.

Madde kullanılır:

• ürünleri ve yünlü kumaşları siyaha boyamak, mürekkep üretiminde ve ahşabın korunmasında;
• tarımda bahçe ağaçlarının tedavisinde kimyasal dozimetride;
• tedavi sırasında tıpta demir eksikliği anemisi .

Demir sülfat 3 veya demir tetrasülfür 6 3 - Bunlar açık sarı paramanyetik küçük kristallerdir. Madde suda iyice, yavaş yavaş - etil alkolde çözünür. Demir Sülfat 3'ün kimyasal formülü: Fe2(SO4)3, rasemik: Fe2O12S3. Madde kristal hidratlar formunda kristalleşme yeteneğine sahiptir. Fe2(SO4)3nH2O. En önemli şey demir(III) sülfat nonahidrat . Katyon üzerinde meydana gelen hidroliz reaksiyonu nedeniyle sulu çözeltiler kırmızı-kahverengi bir renk alır. Bileşik, sıcak suya ve yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında ayrışır. 98 derecede susuz dönüşür tetrahidrat 125 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda - monohidrat ve 175'in üstü - susuz Fe sülfat 600 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda kükürt ve demir oksitlere ayrışır.

Madde kullanılır:

• bakır cevheri işlerken, temizlik için atık su endüstriyel ve belediye atık suları;
• Deri üretiminde kumaşların boyanmasında ve tabaklamada;
• yüzdürme düzenleyicisi olarak, belirli reaksiyonlar için katalizör olarak veya oksitleyici madde olarak;
• Tıpta hemostatik bir ajan olarak.

Farmakolojik etki

Antianemik, demir eksikliğini ortadan kaldırır. Hemostatik (Demir Sülfat 3).

Farmakodinamik ve farmakokinetik

Demir, içinde bulunan ana mikro elementtir. miyoglobin ve diğer kan bileşenleri. Bu madde redoks reaksiyonlarında yer alır, oksijen moleküllerini vücutta bağlar ve taşır, uyarır hematopoez Ve eritropoez . Demir sülfat, demir içeren tüm metabolitlerin sentezini sağlar. Kabulden sonra Fe Besinlerle birlikte duodenumda emilir ve enzimler yardımıyla doku depolarına aktarılır. transferinler .

İlacın ağızdan alınmasından sonra aktif bileşenleri vücut tarafından tamamen emilir. Kandaki maksimum konsantrasyon 2-4 saat sonra gözlenir.

Kullanım endikasyonları

Ürün kullanılır:

• tedavi ve önleme için demir eksikliği anemisi çocuklarda ve yetişkinlerde;
• demirin sindirim sisteminden emiliminin bozulması durumunda;
• demir ihtiyacı artan hastalarda, emzirme döneminde, yoğun büyüme döneminde, dengesiz beslenmeyle;
• kronik vakalarda salgı yetersizliğinin eşlik ettiği;
• tedavinin bazı aşamalarında B12 eksikliği anemisi ;
• alevlenme sırasında;
• sonrasında rehabilitasyon sırasında mide rezeksiyonu ;
• prematüre bebeklerin tedavisi için;
• sırasında stimülasyon için bulaşıcı hastalıklar ve ;
• olan hastaları tedavi ederken aklorhidri , kronik , Crohn hastalığı , sendrom malabsorbsiyon .

Kontrendikasyonlar

Demir sülfat 2'nin kullanımı kontrendikedir:

• ne zaman araçta;
• Vücutta metabolik bozuklukları olan hastalarda, hemosideroz , hemokromatoz ;
• demir emilimini engelleyen gastrointestinal fonksiyon bozukluğu olan hastalar;
• aplastik ve hemolitik anemi ;
• olan hastalar talasemi .

Yan etkiler

Demir Sülfat tedavisi sırasında advers reaksiyonlar sıklıkla görülmez.

Görünebilir:

• , baş ağrısı genel halsizlik ve sinirlilik, epileptik sendrom Ve ;
• göğüste basınç hissi veya mide bulantısı;
• diş ağrısı, epigastrik bölgede ağrı;
• deri döküntüleri, kaşıntı, boğaz ağrısı;
• çok nadiren - anafilaktik reaksiyonlar .

Kullanım talimatları (Yöntem ve dozaj)

İlaç ağızdan reçete edilir. Elementel demir açısından minimum etkili dozaj 100 mg'dır. Alınabilecek maksimum ilaç miktarı 400 mg'a kadardır.

Önleyici amaçlar için günde 30 ila 60 mg elementel demir reçete edilir.

Doz aşımı

Doz aşımı durumunda ilacın alınmasından kaynaklanan olumsuz reaksiyonlar yoğunlaşır. Var: ishal , mide bulantısı, karın ağrısı, kusma ve kalp atım hızında artış, kılcal damar geçirgenliğinde artış, olası kardiyovasküler çöküş . Terapi olarak mide yıkanır, uygulanır. deferoksamin Demir iyonlarını bağlamak için.

Etkileşim

İle birleştirildiğinde demir preparatlarının emilimi artar.

Sülfat ve antiasitlerin magnezyum, alüminyum, kalsiyum ile birlikte alınması, penisilamin Ve kolestiramin demir emilimini yavaşlatır.

Bir ilaç GCS ile birleştirildiğinde karşılıklı olarak artar eritropoez .

Saklama koşulları

İlaçlar orijinal ambalajında ​​kuru, karanlık ve serin bir yerde saklanır. Son kullanma tarihinden sonra ilacı kullanmayınız.

Özel talimatlar

Demir Sülfat II tedavisi sırasında siyah dışkı ve diş minesinde koyulaşma meydana gelebilir.

Böbrek ve karaciğer hastalıklarında vücutta demir birikebilir.

Hastaların tedavisi sırasında özel dikkat gösterilir. mide ve duodenumun peptik ülseri , en ülseratif kolit Ve enterit .

Formül:

Demir(II) sülfat, demir sülfat, FeS04 - sülfürik asit tuzu ve 2 değerlikli demir. Sertlik - 2.

Kimyada demir sülfata kristalin hidrat denir. demir(II) sülfat. Kristaller açık yeşildir. Tekstil endüstrisinde, tarımda böcek ilacı olarak ve mineral boyaların hazırlanmasında kullanılır.

Doğal analog - mineral melanterit; doğada yeşil-sarı renkli, lekeler veya birikintiler şeklinde monoklinohedral sistemin kristallerinde bulunur.

Molar kütle: 151,91 gr/mol

Yoğunluk: 1,8-1,9 gr/cm³

Erime noktası: 400°C

Suda çözünürlük: 25,6 gr/100 ml

Demir sülfat, 1,82 °C ila 56,8 °C arasındaki sıcaklıklarda, demir sülfat (kristalin hidrat) adı verilen açık yeşil kristaller FeS04 · 7H20 biçiminde sulu çözeltilerden salınır. 100 g suda çözünür: 20 °C'de 26,6 g susuz FeS04 ve 56 °C'de 54,4 g.

Atmosferdeki oksijenin etkisi altındaki demir sülfat çözeltileri zamanla oksitlenerek demir (III) sülfata dönüşür:

12FeS04 + O2 + 6H2O = 4Fe2 (SO4)3 + 4Fe(OH)3 ↓

480 °C'nin üzerinde ısıtıldığında ayrışır:

2FeS04 → Fe203 + SO2 + SO3

Fiş.

Demir sülfat, seyreltik sülfürik asidin hurda demir, çatı kaplama demiri kesimleri vb. üzerindeki etkisiyle hazırlanabilir. Endüstride, seyreltik H2SO4 demir levhalar, tel vb. ile asitleme sırasında bir yan ürün olarak elde edilir. ölçeği kaldırın.

Fe + H2S04 = FeS04 + H2

Diğer bir yöntem ise piritin oksidatif kavrulmasıdır:

2FeS2 + 7O2 + 2H20 = 2FeS04 + 2H2S04

Kalitatif analiz.

Demir katyonu için analitik reaksiyonlar (II).

1. Potasyum hekzasiyanoferrat(III) ile k 3 asitlerde çözünmeyen, alkalilerle ayrışarak Fe(OH)3 (HF) oluşturan koyu mavi bir potasyum demir(II) hekzasiyanoferrat(III) ("Turnboole mavisi") çökeltisinin oluşmasıyla.

FeSO 4 + K 3 KFe + K 2 SO 4

Reaksiyon için optimum pH değeri 2-3'tür. Reaksiyon fraksiyoneldir ve oldukça hassastır. Yüksek Fe3+ konsantrasyonları müdahale eder.

2. Amonyum sülfürlü (YU 4 ) 2 S içinde çözünebilen siyah bir çökelti oluşumu ile güçlü asitler(GF).

FeSO 4 + (NH4)2S
FeS + (NH 4) 2 SO 4

3.2. Sülfat iyonu için analitik reaksiyonlar.

1. Grup reaktifi BaCl2 + CaCl2 veya BaCl2 (GF) ile.

Sülfat iyonunun fraksiyonel keşfi, CO32-, PO43-, vb.'nin müdahale edici etkisini ortadan kaldıran asidik bir ortamda ve S2'yi çıkarmak için test çözeltisinin 6 mol/dm3 HCl ile kaynatılmasıyla gerçekleştirilir. -, SO 3 2 - , S 2 O 3 2- çökeltisi BaSO 4 çökeltisi ile karıştırılabilen elementel kükürt oluşturabilen iyonlar. BaSO 4 çökeltisi, KMnO 4 ile izomorfik kristaller oluşturma ve pembeye dönme yeteneğine sahiptir (reaksiyonun özgüllüğü artar).

Metodoloji reaksiyonun 0,002 mol/dm varlığında gerçekleştirilmesi 3 KMnO 4 .

3-5 damla test çözeltisine eşit hacimlerde potasyum permanganat, baryum klorür ve hidroklorik asit çözeltileri ekleyin ve 2-3 dakika kuvvetlice karıştırın. Çökelmeye bırakın ve çökeltiyi çözeltiden ayırmadan 1-2 damla %3 H202 çözeltisi ekleyin, karıştırın ve santrifüjleyin. Çökelti pembe kalmalı ve çökeltinin üzerindeki çözelti renksiz hale gelmelidir.

2. Kurşun asetatlı.

BU YÜZDEN 4 2- + Pb2+
PbSO 4 

Metodoloji : 2 cm3 sülfat çözeltisine 0,5 cm3 seyreltik hidroklorik asit ve 0,5 cm3 kurşun asetat çözeltisi ekleyin; doymuş bir amonyum asetat veya sodyum hidroksit çözeltisi içinde çözünebilen beyaz bir çökelti oluşur.

PbS04  + 4 NaOH
Na2 + Na2S04

Stronsiyum tuzları ile - asitlerde çözünmeyen (sülfitlerin aksine) beyaz bir çökeltinin oluşumu.

BU YÜZDEN 4 2 - + Sr 2+
SrSO 4 

Metodoloji : Analiz edilen çözeltinin 4-5 damlasına 4-5 damla konsantre stronsiyum klorür çözeltisi ekleyin, beyaz bir çökelti oluşur.

Kalsiyum tuzları ile - iğne şeklinde alçı CaS04  2H2O kristallerinin oluşumu.

SO 4 2- + Ca 2+ + 2H 2 O
CaSO 4  2H 2 O

Metodoloji: Bir cam lam üzerine bir damla test solüsyonu ve kalsiyum tuzu koyun ve hafifçe kurutun. Ortaya çıkan kristaller mikroskop altında incelenir.

Nicel analiz.

Permanganatometri.

Mohr tuzu (NH 4) 2 Fe(SO 4) 2 6H 2 O numunesindeki demirin kütle fraksiyonunun permanganatometrik yöntemle belirlenmesi

(doğrudan titrasyon seçeneği)

Belirleme, demir(II)'nin potasyum permanganat ile demir(III)'e oksidasyonuna dayanmaktadır.

10 FeSO 4 + 2 KMnO 4 + 8 saat 2 BU YÜZDEN 4 = 5Fe 2 (BU YÜZDEN 4 ) 3 + 2 MnSO 4 +K 2 BU YÜZDEN 4 + 8 saat 2 O

M(Fe) = 55,85 g/mol

Metodoloji: 100 cm3'lük 0,1 M Mohr tuzu çözeltisi hazırlamak için gerekli olan Mohr tuzunun tam olarak tartılmış kısmı, niceliksel olarak 100 cm3'lük hacimsel bir şişeye aktarılır, az miktarda damıtılmış su içinde çözülür, tamamen çözüldükten sonra işarete göre ayarlanır. su ve karıştırıldı. Elde edilen çözeltinin bir kısmı (bireysel atama) bir titrasyon şişesine yerleştirilir, eşit hacimde seyreltilmiş sülfürik asit (1:5) eklenir ve çözelti hafif pembeye dönene ve 30 dakika stabil olana kadar bir potasyum permanganat çözeltisi ile yavaşça titre edilir. saniye.

Başvuru.

Üretimde kullanılır mürekkep;

Boyamada (renklendirmek için) yün siyah renkte);

Ahşabı korumak için.

Referanslar.

Lurie Yu.Yu. Analitik Kimya El Kitabı.

Moskova, 1972; Metodik talimatlar " Enstrümantal yöntemler

analizi", Perm, 2004;

Metodolojik talimatlar “Niteliksel kimyasal analiz”, Perm, 2003;

Metodolojik talimatlar “Nicel kimyasal analiz”, Perm, 2004;

Rabinovich V.A., Khavin Z.Ya. Kısa kimyasal referans kitabı, Leningrad, 1991;

"Büyük Sovyet Ansiklopedisi";

Konuyla ilgili özet:





Demir(III) sülfat

Planı:

• 1 giriiş
• 2 Fiziksel özellikler
  • Doğada olmak
• 2.1 Mars
• 4 3 Makbuz
• Kimyasal özellikler
5 Kullanım




Notlar

giriiş Demir(III) sülfat (lat. Ferrum sülfürikum oksidatum , Almanca Eisensülfat (oksid) Ferrisülfat ) - inorganik kimyasal bileşik




, tuz, kimyasal formül - .

1. Fiziksel özellikler Susuz demir(III) sülfat - açık sarı, paramanyetik, monoklinik sistemin çok higroskopik kristalleri, uzay grubu P2 1 /m, birim hücre parametreleri A = 0,8296 nm, B = 0,8515 nm, C β = 90,5°, Z = 4. Susuz demir sülfatın ortorombik ve altıgen modifikasyonlar oluşturduğuna dair kanıtlar vardır. Suda ve asetonda çözünür, etanolde çözünmez.

Sudan kristal hidratlar Fe2 (SO4)3 formunda kristalleşir N H 2 O, burada N= 12, 10, 9, 7, 6, 3. En çok çalışılan kristal hidrat demir(III) sülfat nonahidrattır Fe2 (SO4)3 9H2O - sarı altıgen kristaller, birim hücre parametreleri Susuz demir(III) sülfat - açık sarı, paramanyetik, monoklinik sistemin çok higroskopik kristalleri, uzay grubu P2 1 /m, birim hücre parametreleri= 1,085 nm, = 0,8515 nm,= 1,703 nm, Z = 4. Suda (100 g su başına 440 g) ve etanolde kolayca çözünür, asetonda çözünmez. İÇİNDE sulu çözeltiler Demir(III) sülfat hidroliz nedeniyle kırmızı-kahverengi renge dönüşür.

Nonahidrat ısıtıldığında 98 °C'de tetrahidrata, 125 °C'de monohidrata ve 175 °C'de susuz Fe2 (SO4)3'e dönüşür; bu da 600 °C'nin üzerinde Fe203 ve SO3'e ayrışır.




2. Doğada olmak

Karışık demir-alüminyum sülfat içeren bir minerale mikasait adı verilir. mikasait), İle kimyasal formül(Fe 3+ , Al 3+) 2 (SO 4) 3, demir(III) sülfatın mineralojik formudur. Bu mineral demir sülfatın susuz formunu taşır ve bu nedenle doğada çok nadir bulunur. Hidratlı formlar en yaygın olanıdır, örneğin:

• Coquimbit (İngilizce) eşkimbit) - Fe 2 (SO 4) 3 9H2 O - nonahidrat - aralarında en yaygın olanı.
• Parakokimbit (İngilizce) parakoquimbit) - nonahidrat - aksine doğadaki en nadir mineraldir.
• Kornelit (İngilizce) kornelit) - heptahidrat - ve kuenstedtit (eng. Quenstedtite) - dekahidrat - da nadirdir.
• Losenit (İngilizce) lausenit) - heksa- veya pentahidrat, az çalışılmış bir mineral.

Yukarıda sıralanan doğal demir hidratların tümü kırılgan bileşiklerdir ve açıldıklarında hızla aşınır.




2.1. Mars

Demir sülfat ve jarosit iki Mars gezgini tarafından keşfedildi: Spirit ve Opportunity. Bu maddeler Mars yüzeyindeki güçlü oksitleyici koşulların işaretidir. Mayıs 2009'da Spirit gezgini, gezegenin yumuşak topraklarından geçerken takılıp kaldı ve normal toprak tabakasının altında saklı demir sülfat birikintilerine çarptı. Demir sülfatın yoğunluğunun çok düşük olması nedeniyle gezici o kadar derine sıkıştı ki vücudunun bir kısmı gezegenin yüzeyine değdi.




3. Makbuz

Endüstride demir(III) sülfat, pirit veya markazitin havada NaCl ile kalsine edilmesiyle elde edilir:

veya demir(III) oksidi sülfürik asitte çözün:

Laboratuvar uygulamasında demir (III) sülfat, demir (III) hidroksitten elde edilebilir:

Demir(II) sülfatın nitrik asitle oksidasyonu yoluyla aynı saflıkta bir preparat elde edilebilir:

oksidasyon ayrıca oksijen veya kükürt oksit ile de gerçekleştirilebilir:

Konsantre sülfürik ve nitrik asitler demir sülfiti demir (III) sülfata oksitler:

Demir disülfür konsantre sülfürik asit ile oksitlenebilir:

Demir(II) amonyum sülfat (Mohr tuzu) ayrıca potasyum dikromat ile oksitlenebilir. Bu reaksiyonun sonucunda aynı anda dört sülfat açığa çıkar: demir(III), krom(III), amonyak, potasyum ve su:

Demir(III) sülfat, demir(II) sülfatın termal ayrışmasının ürünlerinden biri olarak elde edilebilir:

Ferratlar seyreltik sülfürik asit ile demir(III) sülfata indirgenir:

Pentahidratın 70-175 °C sıcaklığa ısıtılması susuz demir(III) sülfat elde edecektir:

Demir(II) sülfat, ksenon(III) oksit gibi egzotik bir oksitleyici madde ile oksitlenebilir:




4. Kimyasal özellikler

Sulu çözeltilerdeki demir(III) sülfat, katyona güçlü hidrolize uğrar ve çözelti kırmızımsı kahverengiye döner:

Sıcak su veya buhar demir(III) sülfatı ayrıştırır:

Susuz demir (III) sülfat ısıtıldığında ayrışır:

Alkali çözeltileri demir(III) sülfatı ayrıştırır; reaksiyon ürünleri alkali konsantrasyonuna bağlıdır:

Demir(III) ve demir(II) sülfatlardan oluşan eşmolar bir çözelti alkali ile reaksiyona girerse sonuç karmaşık bir demir oksit olur:

Aktif metaller(magnezyum, çinko, kadmiyum, demir gibi) demir(III) sülfatı azaltır:

Bazı metal sülfürler (örneğin bakır, kalsiyum, kalay, kurşun, cıva) sulu çözeltide demir(III) sülfatı azaltır:

Ortofosforik asidin çözünür tuzlarıyla çözünmeyen demir(III) fosfat (heterosit) oluşturur:




5.Kullanım

• Bakır cevherlerinin hidrometalurjik işlenmesinde reaktif olarak.
• Atık su, evsel ve endüstriyel atık suların arıtımında pıhtılaştırıcı olarak.
• Kumaşların boyanmasında mordan olarak.
• Deriyi tabaklarken.
• Paslanmaz östenitik çeliklerin, altın ve alüminyum alaşımlarının asitle temizlenmesi için.
• Cevherlerin kaldırma kuvvetini azaltmak için flotasyon düzenleyici olarak.
• Tıpta büzücü ve hemostatik bir ajan olarak kullanılır.
• Kimya endüstrisinde oksitleyici ve katalizör olarak.



TANIM

Ütü- dördüncü periyodun sekizinci grubunun unsuru Periyodik tablo kimyasal elementler D. I. Mendeleev.

Cilt numarası ise 26'dır. Sembolü Fe'dir (Latince "ferrum"). En yaygın olanlardan biri yer kabuğu metaller (alüminyumdan sonra ikinci sırada).

Demirin fiziksel özellikleri

Demir gri bir metaldir. İÇİNDE saf biçim Oldukça yumuşak, dövülebilir ve viskozdur. Elektronik konfigürasyon harici enerji seviyesi – 3d 6 4s 2. Bileşiklerinde demir “+2” ve “+3” oksidasyon durumlarını sergiler. Demirin erime noktası 1539°C'dir. Demir iki kristal modifikasyon oluşturur: α- ve γ-demir. Bunlardan ilki cisim merkezli kübik kafese, ikincisi ise yüz merkezli kübik kafese sahiptir. α-Demir iki sıcaklık aralığında termodinamik olarak stabildir: 912'nin altında ve 1394C'den erime noktasına kadar. 912 ile 1394C arasında γ-demir stabildir.

Demirin mekanik özellikleri, saflığına, yani çok küçük miktarlardaki diğer elementlerin bile içeriğine bağlıdır. Katı demir, birçok elementi kendi içerisinde çözme özelliğine sahiptir.

Demirin kimyasal özellikleri

Nemli havada demir hızla paslanır, yani. ufalanabilirliği nedeniyle demiri daha fazla oksidasyondan korumayan, kahverengi bir hidratlı demir oksit kaplamasıyla kaplanmıştır. Suda demir yoğun bir şekilde paslanır; Oksijene bol miktarda erişim ile demir (III) oksidin hidrat formları oluşur:

2Fe + 3/2O2 + nH2O = Fe203 ×H2O.

Oksijen eksikliği veya zor erişim ile karışık oksit (II, III) Fe3O4 oluşur:

3Fe + 4H 2 Ö (v) ↔ Fe 3 Ö 4 + 4H 2.

Demir, herhangi bir konsantrasyondaki hidroklorik asitte çözünür:

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2.

Seyreltik sülfürik asitte çözünme benzer şekilde gerçekleşir:

Fe + H2S04 = FeS04 + H2.

Konsantre sülfürik asit çözeltilerinde demir, demire (III) oksitlenir:

2Fe + 6H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O.

Ancak konsantrasyonu %100'e yakın olan sülfürik asitte demir pasif hale gelir ve pratikte hiçbir etkileşim oluşmaz. Seyreltik ve orta derecede konsantre çözeltilerde nitrik asit demir çözünür:

Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO + 2H2O.

Yüksek nitrik asit konsantrasyonlarında çözünme yavaşlar ve demir pasif hale gelir.

Diğer metaller gibi demir de reaksiyona girer. basit maddeler. Demir ve halojenler arasında reaksiyonlar (halojenin türüne bakılmaksızın) ısıtıldığında meydana gelir. Demirin brom ile etkileşimi, ikincisinin artan buhar basıncında meydana gelir:

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3;

3Fe + 4I2 = Fe3I8.

Demirin kükürt (toz), nitrojen ve fosfor ile etkileşimi ısıtıldığında da meydana gelir:

6Fe + N2 = 2Fe3N;

2Fe + P = Fe2P;

3Fe + P = Fe3P.

Demir, karbon ve silikon gibi metal olmayan maddelerle reaksiyona girebilir:

3Fe + C = Fe3C;

Demir ile etkileşimin reaksiyonları arasında karmaşık maddeler Aşağıdaki reaksiyonlar özel bir rol oynar - demir, sağındaki aktivite serisindeki metalleri tuz çözeltilerinden (1), demir (III) bileşiklerini (2) indirgeyebilir:

Fe + CuS04 = FeS04 + Cu (1);

Fe + 2FeCl3 = 3FeCl2(2).

Demir, yüksek basınçta, karmaşık bileşime sahip maddeler - karboniller - Fe (CO) 5, Fe2 (CO) 9 ve Fe3 (CO) 12 oluşturmak üzere tuz oluşturmayan bir oksit - CO ile reaksiyona girer.

Demir, yabancı maddelerin yokluğunda suda ve seyreltik alkali çözeltilerde stabildir.

Demir almak

Demir elde etmenin ana yolu demir cevheri(hematit, manyetit) veya tuzlarının çözeltilerinin elektrolizi (bu durumda "saf" demir elde edilir, yani safsızlık içermeyen demir).

Problem çözme örnekleri

ÖRNEK 1

Egzersiz yapmak

10 g ağırlığındaki demir pulu Fe304 ilk olarak %20'lik hidrojen klorür kütle fraksiyonuna sahip 150 ml hidroklorik asit çözeltisi (yoğunluk 1.1 g/ml) ile işlendi ve daha sonra elde edilen çözeltiye fazla demir ilave edildi. Çözeltinin bileşimini belirleyin (ağırlıkça % olarak).

Çözüm

Problemin koşullarına göre reaksiyon denklemlerini yazalım: 8HCl + Fe304 = FeCl2 + 2FeCl3 + 4H20 (1); 2FeCl3 + Fe = 3FeCl2(2). Hidroklorik asit çözeltisinin yoğunluğunu ve hacmini bilerek kütlesini bulabilirsiniz: m sol (HCl) = V(HCl) × ρ (HCl); m sol (HCl) = 150×1,1 = 165 g. Hidrojen klorürün kütlesini hesaplayalım: m(HCl) = m sol (HCl) ×ω(HCl)/%100; m(HCl) = 165×20%/100% = 33 g. D.I. tarafından kimyasal elementler tablosu kullanılarak hesaplanan hidroklorik asidin molar kütlesi (bir molün kütlesi). Mendeleev – 36,5 g/mol. Hidrojen klorür miktarını bulalım: v(HCl) = m(HCl)/M(HCl); v(HCl) = 33/36,5 = 0,904 mol. D.I. tarafından kimyasal elementler tablosu kullanılarak hesaplanan molar kütle (bir molün kütlesi). Mendeleev – 232 g/mol. Ölçek maddesinin miktarını bulalım: v(Fe304) = 10/232 = 0,043 mol. Denklem 1'e göre, v(HCl): v(Fe304) = 1:8, dolayısıyla v(HCl) = 8 v(Fe304) = 0,344 mol. O zaman denklemle hesaplanan hidrojen klorür miktarı (0,344 mol), problem ifadesinde belirtilen miktardan (0,904 mol) daha az olacaktır. Buradan, hidroklorik asit fazlaysa başka bir reaksiyon meydana gelir: Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 (3). İlk reaksiyon sonucunda oluşan ferrik klorür maddesinin miktarını belirleyelim (belirli bir reaksiyonu endekslerle belirtiyoruz): v1 (FeCl2):v(Fe203) = 1:1 = 0,043 mol; v1 (FeCl3):v(Fe203) = 2:1; v 1 (FeCl3) = 2 × v (Fe203) = 0,086 mol. Reaksiyon 1'de reaksiyona girmeyen hidrojen klorür miktarını ve reaksiyon 3 sırasında oluşan demir (II) klorür miktarını belirleyelim: v rem (HCl) = v(HCl) – v 1 (HCl) = 0,904 – 0,344 = 0,56 mol; v3 (FeCl2): ​​v rem (HCl) = 1:2; v3 (FeCl2) = 1/2 × v rem (HCl) = 0,28 mol. Reaksiyon 2 sırasında oluşan FeCl 2 maddesinin miktarını, FeCl 2 maddesinin toplam miktarını ve kütlesini belirleyelim: v2 (FeCl3) = v1 (FeCl3) = 0,086 mol; v2 (FeCl2): ​​v2 (FeCl3) = 3:2; v2 (FeCl2) = 3/2× v2 (FeCl3) = 0,129 mol; v toplam (FeCl2) = v1 (FeCl2) + v2 (FeCl2) + v3 (FeCl2) = 0,043 + 0,129 + 0,28 = 0,452 mol; m(FeCl 2) = v toplam (FeCl 2) × M(FeCl 2) = 0,452 × 127 = 57,404 g. 2. ve 3. reaksiyonlara giren madde miktarını ve demir kütlesini belirleyelim: v2 (Fe): v2 (FeCl3) = 1:2; v2 (Fe) = 1/2× v2 (FeCl3) = 0,043 mol; v3 (Fe): v rem (HCl) = 1:2; v3 (Fe) = 1/2×v rem (HCl) = 0,28 mol; v toplam (Fe) = v 2 (Fe) + v 3 (Fe) = 0,043+0,28 = 0,323 mol; m(Fe) = v toplam (Fe) ×M(Fe) = 0,323 ×56 = 18,088 g. 3. reaksiyonda açığa çıkan madde miktarını ve hidrojen kütlesini hesaplayalım: v(H2) = 1/2×v rem (HCl) = 0,28 mol; m(H2) = v(H2) ×M(H2) = 0,28 × 2 = 0,56 g. Ortaya çıkan m'sol çözeltisinin kütlesini ve içindeki FeCl2'nin kütle fraksiyonunu belirliyoruz: m' sol = m sol (HCl) + m(Fe304) + m(Fe) – m(H2);

Demir, periyodik tabloda dördüncü periyodun sekizinci elementidir. Tablodaki sayısı (atom olarak da adlandırılır) 26'dır ve bu, çekirdekteki protonların ve elektron kabuğundaki elektronların sayısına karşılık gelir. Latince eşdeğeri Fe'nin (Latince Ferrum - "ferrum" olarak okunur) ilk iki harfiyle gösterilir. Demir, yerkabuğunda en yaygın ikinci element olup, yüzdesi %4,65'tir (en yaygın olanı alüminyum, Al'dir). Bu metal doğal haliyle oldukça nadirdir; daha çok nikel ile karışık cevherden çıkarılır.

Bu bağlantının doğası nedir? Bir atom olarak demir metaliktir kristal kafes Bu elementi içeren bileşiklerin sertliği ve moleküler stabilite sağlandığı için. Bu nedenle bu metal tipik bir metaldir. sağlamörneğin cıvanın aksine.

Basit bir madde olarak demir- metal gümüş rengi bu element grubu için tipik özelliklere sahiptir: dövülebilirlik, metalik parlaklık ve süneklik. Ayrıca demir oldukça reaktiftir. İkinci özellik, demirin yüksek sıcaklık ve buna karşılık gelen nem varlığında çok hızlı korozyona uğramasıyla kanıtlanır. Saf oksijende bu metal iyi yanar, ancak onu çok küçük parçacıklara ayırırsanız, sadece yanmakla kalmayacak, aynı zamanda kendiliğinden tutuşacaktır.

Çoğu zaman saf metale demir deriz, ancak karbon içeren alaşımlarına, örneğin çelik (<2,14% C) и чугун (>%2,14 C). Ayrıca, çeliğin paslanmaz hale gelmesi nedeniyle alaşım metallerinin (nikel, manganez, krom ve diğerleri) eklendiği alaşımlar da büyük endüstriyel öneme sahiptir. Böylece, buna dayanarak, bu metalin ne kadar kapsamlı endüstriyel uygulamalara sahip olduğu netleşiyor.

Fe'nin Özellikleri



Demirin kimyasal özellikleri

Bu elementin özelliklerine daha yakından bakalım.

Basit bir maddenin özellikleri

• Yüksek nemde havada oksidasyon (aşındırıcı süreç):

4Fe+3O2+6H2O = 4Fe (OH)3 - demir (III) hidroksit (hidroksit)

• Demir telin oksijen içinde karışık bir oksit oluşumuyla yanması (hem +2 oksidasyon durumuna hem de +3 oksidasyon durumuna sahip bir element içerir):

3Fe+2O2 = Fe3O4 (demir ölçeği). Reaksiyon 160 ⁰C'ye ısıtıldığında mümkündür.

• Yüksek sıcaklıklarda (600−700 ⁰C) su ile etkileşim:

3Fe+4H2O = Fe3O4+4H2

• Metal olmayanlarla reaksiyonlar:

a) Halojenlerle reaksiyon (Önemli! Bu etkileşimle elementin oksidasyon durumu +3 olur)

2Fe+3Cl2 = 2FeCl3 - demir klorür

b) Kükürt ile reaksiyon (Önemli! Bu etkileşimle elementin oksidasyon durumu +2 olur)

Demir (III) sülfür - Fe2S3 başka bir reaksiyonla elde edilebilir:

Fe2O3+ 3H2S=Fe2S3+3H2O

c) Pirit oluşumu

Fe+2S = FeS2 - pirit. Bu bileşiği oluşturan elementlerin oksidasyon durumuna dikkat edin: Fe (+2), S (-1).

• Metal tuzları ile etkileşim elektrokimyasal serisi Fe'nin sağındaki metallerin aktivitesi:

Fe+CuCl2 = FeCl2+Cu - demir (II) klorür

• Seyreltik asitlerle etkileşim (örneğin hidroklorik ve sülfürik):

Fe+HBr = FeBr2+H2

Fe+HCl = FeCl2+ H2

Bu reaksiyonların oksidasyon durumu +2 olan demir ürettiğini lütfen unutmayın.

• Güçlü oksitleyici maddeler olan seyreltilmemiş asitlerde reaksiyon yalnızca soğuk asitlerde ısıtıldığında mümkündür; metal pasifleştirilir:

Fe+H2SO4 (konsantre) = Fe2 (SO4)3+3SO2+6H2O

Fe+6HNO3 = Fe (NO3)3+3NO2+3H2O

• Demirin amfoterik özellikleri yalnızca konsantre alkalilerle etkileşime girdiğinde ortaya çıkar:

Fe+2KOH+2H2O = K2+H2 - potasyum tetrahidroksiferrat (II) çöker.

Yüksek fırında dökme demir üretme süreci

• Sülfit ve karbonat cevherlerinin kavrulması ve ardından ayrışması (metal oksitlerin salınması):

FeS2 —> Fe2O3 (O2, 850 ⁰C, -SO2). Bu reaksiyon aynı zamanda sülfürik asidin endüstriyel sentezinde de ilk adımdır.

FeCO3 —> Fe2O3 (O2, 550−600 ⁰C, -CO2).

• Kolanın yakılması (fazla):

C (kok)+O2 (hava) —> CO2 (600−700 ⁰C)

CO2+С (kok) —> 2CO (750−1000 ⁰C)

• Oksit içeren cevherin karbon monoksit ile indirgenmesi:

Fe2O3 —> Fe3O4 (CO, -CO2)

Fe3O4 —> FeO (CO, -CO2)

FeO —> Fe (CO, -CO2)

• Demirin karbürizasyonu (%6,7'ye kadar) ve dökme demirin eritilmesi (erime sıcaklığı - 1145 ⁰C)

Fe (katı) + C (kok) -> dökme demir. Reaksiyon sıcaklığı - 900−1200 ⁰C.

Dökme demir her zaman tanecik halinde sementit (Fe2C) ve grafit içerir.

Fe içeren bileşiklerin özellikleri

Her bağlantının özelliklerini ayrı ayrı inceleyelim.

Fe3O4

Hem +2 hem de +3 oksidasyon durumuna sahip bir element içeren karışık veya çift demir oksit. Fe3O4 olarak da adlandırılır demir oksit. Bu bileşik yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır. Su veya su buharı ile reaksiyona girmez. Mineral asitler tarafından ayrışmaya tabidir. Yüksek sıcaklıklarda hidrojen veya demir ile indirgenebilir. Yukarıdaki bilgilerden de anlaşılacağı üzere endüstriyel dökme demir üretiminin reaksiyon zincirinde bir ara üründür.

Demir tufal, mineral esaslı boyaların, renkli çimento ve seramik ürünlerinin üretiminde doğrudan kullanılmaktadır. Fe3O4, çeliğin karartılması ve mavileştirilmesiyle elde edilen şeydir. Demirin havada yakılmasıyla karışık bir oksit elde edilir (reaksiyon yukarıda verilmiştir). Oksit içeren cevher manyetittir.

Fe2O3

Demir (III) oksit, önemsiz isim - hematit, kırmızı-kahverengi bir bileşik. Yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır. Demirin atmosferik oksijenle oksidasyonu sonucu saf haliyle oluşmaz. Su ile reaksiyona girmez, çöken hidratlar oluşturur. Seyreltik alkaliler ve asitlerle zayıf reaksiyona girer. Diğer metallerin oksitleriyle alaşım oluşturarak spinel (çift oksit) oluşturabilir.

Kırmızı demir cevheri hammadde olarak kullanılıyor endüstriyel üretim yüksek fırın yöntemiyle dökme demir. Ayrıca amonyak endüstrisinde reaksiyonu hızlandırır, yani katalizör görevi görür. Demir oksitle aynı alanlarda kullanılır. Ayrıca manyetik bantlarda ses ve resim taşıyıcı olarak da kullanılıyordu.

FeOH2

Demir(II) hidroksit Hem asidik hem de bazik özelliklere sahip olan, ikincisi baskın olan, yani amfoterik bir bileşik. Havada hızla oksitlenen ve demir (III) hidroksite "kahverengiye dönüşen" beyaz bir madde. Sıcaklığa maruz kaldığında ayrışmaya maruz kalır. Hem zayıf asit hem de alkali çözeltileriyle reaksiyona girer. Suda çözünmeyeceğiz. Reaksiyonda indirgeyici ajan olarak görev yapar. Korozyon reaksiyonunda bir ara üründür.

Fe2+ ​​ve Fe3+ iyonlarının tespiti (“kalitatif” reaksiyonlar)

Sulu çözeltilerde Fe2+ ve Fe3+ iyonlarının tanınması kompleks kullanılarak gerçekleştirilir. karmaşık bileşikler- Sırasıyla K3, kırmızı kan tuzu ve K4, sarı kan tuzu. Her iki reaksiyonda da aynı kantitatif bileşime sahip, ancak +2 ve +3 değerlikli demirin farklı pozisyonunda zengin mavi bir çökelti oluşur. Bu çökeltiye genellikle Prusya mavisi veya Turnbull mavisi de denir.

İyonik formda yazılmış reaksiyon

Fe2++K++3-  K+1Fe+2

Fe3++K++4-  K+1Fe+3

Fe3+'yı tespit etmek için iyi bir reaktif tiyosiyanat iyonudur (NCS-)

Fe3++ NCS-  3- - bu bileşikler parlak kırmızı (“kanlı”) bir renge sahiptir.

Bu reaktif, örneğin potasyum tiyosiyanat (formül - KNCS), çözeltilerdeki ihmal edilebilir demir konsantrasyonlarını bile belirlemenizi sağlar. Böylece musluk suyunu incelerken boruların paslı olup olmadığını tespit edebiliyor.