અકાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્ર પર ચીટ શીટ. આયર્ન (III) આયર્ન હાઇડ્રોક્સાઇડ 2 સંયોજનો જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે તેમાં વિઘટન થાય છે

યોજના.
પરિચય.

નિષ્કર્ષ.
ગ્રંથસૂચિ.

પરિચય.
આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડ એ આયર્ન સંયોજન સૂત્ર Fe(OH) 2 સાથેનો અકાર્બનિક પદાર્થ છે. તે કુદરતી રીતે ખનિજ અમાકિનાઇટના સ્વરૂપમાં થાય છે. આ ખનિજમાં મેગ્નેશિયમ અને મેંગેનીઝની અશુદ્ધિઓ છે (અનુભાવિક સૂત્ર Fe 0.7 Mg 0.2 Mn 0.1 (OH) 2). ખનિજનો રંગ પીળો-લીલો અથવા આછો લીલો, મોહસ કઠિનતા 3.5-4, ઘનતા 2.925-2.98 g/cm?. મૂળભૂત ગુણધર્મોના વર્ચસ્વ સાથે એમ્ફોટેરિક હાઇડ્રોક્સાઇડ. સ્ફટિકીય પદાર્થ સફેદ હોય છે (ક્યારેક લીલોતરી રંગ સાથે) અને હવામાં સમય જતાં ઘાટો થાય છે. તે આયર્નના કાટમાં મધ્યવર્તી સંયોજનોમાંનું એક છે. આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડનો ઉપયોગ આયર્ન-નિકલ બેટરીના સક્રિય સમૂહના ઉત્પાદનમાં થાય છે.
આ કાર્યનો હેતુ આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડ મેળવવા અને તેના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવાનો છે.
કાર્ય દરમિયાન, નીચેના કાર્યો સેટ કરવામાં આવ્યા હતા:

પાયાને સંખ્યાબંધ લાક્ષણિકતાઓ અનુસાર વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

દ્રાવ્ય અને અદ્રાવ્ય પાયામાં વિભાજન લગભગ સંપૂર્ણપણે મજબૂત અને નબળા પાયા, અથવા ધાતુઓના હાઇડ્રોક્સાઇડ અને સંક્રમણ તત્વોમાં વિભાજન સાથે એકરુપ છે.

1. સોલ્યુશનમાં મીઠું અને આલ્કલી વચ્ચે વિનિમય પ્રતિક્રિયા.
દ્રાવ્ય (આલ્કલીસ) અને અદ્રાવ્ય પાયા બંને મેળવવાની આ સૌથી સામાન્ય પદ્ધતિ છે, જેના માટે તે તૈયારી કરવાની એકમાત્ર પ્રયોગશાળા પદ્ધતિ છે.
મજબૂત આલ્કલીની તૈયારી:
Na 2 CO 3 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 + 2NaOH
અદ્રાવ્ય આધારની તૈયારી:
CuSO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2 + K 2 SO 4
2. મૂળભૂત ઓક્સાઇડનું હાઇડ્રેશન.
માત્ર મજબૂત આલ્કલી આ રીતે મેળવી શકાય છે, એટલે કે. આલ્કલી અને આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓના હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ. દાખ્લા તરીકે:
BaO + H 2 O = Ba(OH) 2
3. પાણી સાથે ધાતુઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા.
સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, માત્ર આલ્કલી અને આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓ પાણી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. આ કિસ્સામાં, અનુરૂપ આલ્કલી અને હાઇડ્રોજન રચાય છે:
Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2
4. જલીય મીઠાના ઉકેલોનું વિદ્યુત વિચ્છેદન.
ઉદ્યોગમાં, NaOH અને KOH પોટેશિયમ અને સોડિયમ ક્લોરાઇડના જલીય દ્રાવણના વિદ્યુત વિચ્છેદન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
KCl + 2H 2 O = 2KOH + H 2 + Cl 2

ભૌતિક ગુણધર્મો.
આલ્કલીસ (સોડિયમ, પોટેશિયમ, લિથિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ) સખત, સફેદ, અત્યંત હાઇગ્રોસ્કોપિક સ્ફટિકો બનાવે છે. NaOH નું ગલનબિંદુ 322°C છે, KOH 405°C છે, અને LiOH 473°C છે. સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડની સ્ફટિક જાળી ઘન હોય છે, જેમ કે NaCl, અને પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ ટેટ્રાગોનલ હોય છે.
કેલ્શિયમ, મેગ્નેશિયમ, બેરિલિયમ, બેરિયમના હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ સફેદ પાવડર બનાવે છે, જે એકદમ હાઇગ્રોસ્કોપિક પણ છે, પરંતુ આલ્કલીસ જેટલું નથી. તેઓ ષટ્કોણ સ્ફટિક જાળી બનાવે છે; ઓક્સાઇડ અને પાણીમાં વિઘટનને કારણે તેમનું ગલન તાપમાન વધારે નથી.
અન્ય ધાતુઓના હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ (એલ્યુમિનિયમ, તાંબુ, જસત, વગેરે) વિવિધ રંગોના અવક્ષેપો બનાવે છે, મોટેભાગે સફેદ. રંગીન હાઇડ્રોક્સાઇડ્સનો ઉપયોગ દંતવલ્ક અને ગ્લેઝના ઉત્પાદનમાં રંગદ્રવ્ય તરીકે થાય છે.
માત્ર આલ્કલી જ પાણીમાં સારી રીતે દ્રાવ્ય હોય છે, જે બીજા જૂથ (મુખ્ય પેટાજૂથ) ની ધાતુઓના પાયા કરતા નોંધપાત્ર રીતે ઓછી હોય છે, અને બાકીના બધા પાણીમાં વ્યવહારીક રીતે અદ્રાવ્ય હોય છે.
રાસાયણિક ગુણધર્મો.
હાઇડ્રોક્સાઇડમાં સમાવિષ્ટ ધાતુની પ્રવૃત્તિના આધારે મેટલ હાઇડ્રોક્સાઇડ વિવિધ રાસાયણિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
ક્ષાર અને પાણી બનાવવા માટે પાયા એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. આ પ્રતિક્રિયાને તટસ્થતા પ્રતિક્રિયા કહેવામાં આવે છે, કારણ કે તેની પૂર્ણતા પછી માધ્યમ તટસ્થની નજીક બની જાય છે:
2KOH+H 2 SO 4 =K 2 SO 4 +2H 2 O
જો આધાર પાણીમાં દ્રાવ્ય હોય, તો તે એસિડિક અને એમ્ફોટેરિક ઓક્સાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, મીઠું અને પાણી બનાવે છે:
2KOH+SO 3 =K 2 SO 4 +H 2 O
2RbOH+ZnO=Rb 2 ZnO 2 +H 2 O.
ઉપરાંત, પાણીમાં દ્રાવ્ય પાયા ક્ષાર સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને નવું મીઠું અને નવો આધાર બનાવી શકે છે, જો કે નવો આધાર અદ્રાવ્ય હોય:
2NaOH+CuSO 4 =Cu(OH) 2 +Na 2 SO 4
હાઇડ્રોક્સાઇડ્સના વિશેષ જૂથમાં એમ્ફોટેરિક હાઇડ્રોક્સાઇડ્સનો સમાવેશ થાય છે. વિયોજન દરમિયાન, તેઓ એક સાથે H + cations અને OH - હાઇડ્રોક્સાઇડ આયનો બનાવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, Zn(OH) 2, Al(OH) 3, Be(OH) 2, Pb(OH) 2 અને અન્ય.
એમ્ફોટેરિક હાઇડ્રોક્સાઇડ એસિડ અને આલ્કલી બંને ઉકેલો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. પાયા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે, તેઓ એસિડના ગુણધર્મો દર્શાવે છે, અને જ્યારે એસિડ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે તેઓ પાયાના ગુણધર્મો દર્શાવે છે:
Zn(OH) 2 +H 2 SO 4 =ZnSO 4 +2H 2 O
Cr(OH) 3 + 3NaOH = Na 3 (સોડિયમ હેક્ઝાહાઇડ્રોક્સક્રોમેટ (III))
Al(OH) 3 + NaOH = Na (સોડિયમ ટેટ્રાહાઇડ્રોક્સોલ્યુમિનેટ (III))
ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક ડિસોસિએશનના સિદ્ધાંતના દૃષ્ટિકોણથી, બેઝ સોલ્યુશનના ગુણધર્મો (સૂચકોના રંગમાં ફેરફાર, સ્પર્શ માટે સાબુપણું, એસિડ, એસિડ ઓક્સાઇડ અને ક્ષાર સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા) OH - હાઇડ્રોક્સાઇડ આયનોની હાજરી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. પાયા સૂચકાંકો દ્વારા રંગીન છે ફેનોલ્ફથાલિન - કિરમજી, લિટમસ - વાદળી.
મેટલ ઓક્સાઇડ અને પાણીમાં ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે અદ્રાવ્ય પાયા વિઘટિત થાય છે
2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O
Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O

આયર્ન પ્રાચીન સમયથી જાણીતું છે. પુરાતત્ત્વવિદો દ્વારા મળી આવેલી સૌથી જૂની લોખંડની વસ્તુઓ 4 હજાર બીસીની છે. ઇ. એવું માનવામાં આવે છે કે જે સામગ્રીમાંથી માણસે પ્રથમ આયર્ન ઉત્પાદનો બનાવ્યા તે ઉલ્કા લોખંડ હતું. તે કોઈ સંયોગ નથી કે ઘણી ભાષાઓમાં લોખંડને "સ્વર્ગીય ધાતુ", "આકાશમાંથી ટપકવું", વગેરે કહેવામાં આવતું હતું. "લોખંડના પત્થરો આકાશમાંથી પડે છે" એવો પ્રથમ વૈજ્ઞાનિક પુરાવો 1775માં સેન્ટ પીટર્સબર્ગના શૈક્ષણિક ભૂગોળશાસ્ત્રી અને પ્રવાસી પીટર સિમોન પલ્લાસ (1741-1811) દ્વારા પૂરો પાડવામાં આવ્યો હતો, જેઓ સેન્ટ પીટર્સબર્ગમાં 600 કિગ્રા વજનના લોખંડની ઉલ્કાના બ્લોક લાવ્યા હતા. પૃથ્વી પર જોવા મળતી સૌથી મોટી આયર્ન ઉલ્કા ગોબે ઉલ્કા છે, જેનું વજન લગભગ 60 ટન છે, જે 1920માં દક્ષિણ-પશ્ચિમ આફ્રિકામાં મળી આવ્યું હતું. સૌથી મોટી આયર્ન ઉલ્કા કે જે પડતી જોવા મળી હતી તે મોસ્કોમાં રશિયન એકેડેમી ઑફ સાયન્સિસના મ્યુઝિયમમાં સ્થિત છે. જ્યારે તે પડી (ઓક્ટોબર 18, 1816, દૂર પૂર્વ), ઉલ્કાઓ તૂટી અને 256 કિલો વજનના બે ટુકડાઓ મળી આવ્યા. એક સમય હતો જ્યારે પૃથ્વી પર લોખંડની કિંમત સોના કરતાં ઘણી વધારે હતી. સોવિયેત ઈતિહાસકાર જી. અરેશ્યાને ભૂમધ્ય દેશોની પ્રાચીન સંસ્કૃતિ પર લોખંડના પ્રભાવનો અભ્યાસ કર્યો હતો. તે નીચેનું પ્રમાણ આપે છે: 1: 160: 1280: 6400. આ પ્રાચીન હિટ્ટાઇટ્સમાં તાંબુ, ચાંદી, સોનું અને લોખંડના મૂલ્યોનો ગુણોત્તર છે. હોમર ઓડીસીમાં જુબાની આપે છે તેમ, એચિલીસ દ્વારા આયોજિત રમતોના વિજેતાને સોનાનો ટુકડો અને લોખંડનો ટુકડો આપવામાં આવ્યો હતો. આયર્ન યોદ્ધા અને હળ ચલાવનાર બંને માટે સમાનરૂપે જરૂરી હતું, અને વ્યવહારિક જરૂરિયાત, જેમ આપણે જાણીએ છીએ, ઉત્પાદન અને તકનીકી પ્રગતિનું શ્રેષ્ઠ એન્જિન છે.
"આયર્ન એજ" શબ્દ 19મી સદીના મધ્યમાં વિજ્ઞાનમાં દાખલ થયો હતો. ડેનિશ પુરાતત્વવિદ્ કે.યુ. થોમસેન. માનવ ઇતિહાસના આ સમયગાળાની "સત્તાવાર" સીમાઓ: IX...VII સદીઓથી. પૂર્વે. જ્યારે યુરોપ અને એશિયાના ઘણા લોકો અને જાતિઓમાં આયર્ન ધાતુશાસ્ત્ર વિકસિત થવાનું શરૂ થયું, અને આ જાતિઓમાં વર્ગ સમાજ અને રાજ્યના ઉદભવ પહેલા. પરંતુ જો યુગને સાધનોની મુખ્ય સામગ્રી દ્વારા નામ આપવામાં આવે છે, તો દેખીતી રીતે, આયર્ન યુગ આજે પણ ચાલુ છે. આપણા દૂરના પૂર્વજોએ આયર્ન કેવી રીતે મેળવ્યું? પ્રથમ, કહેવાતી ચીઝ-ફૂંકાતી પદ્ધતિ. ચીઝ ભઠ્ઠીઓ સીધી જમીન પર બાંધવામાં આવી હતી, સામાન્ય રીતે કોતરો અને ખાડાઓના ઢોળાવ પર. તેઓ પાઇપ જેવા દેખાતા હતા. આ પાઇપ ચારકોલ અને આયર્ન ઓરથી ભરેલી હતી. કોલસો સળગતો હતો, અને કોતરના ઢોળાવમાં ફૂંકાતા પવનથી કોલસો સળગતો હતો. આયર્ન ઓર ઘટાડવામાં આવ્યું હતું, અને નરમ પોપડો મેળવવામાં આવ્યો હતો - સ્લેગ સમાવેશ સાથે લોખંડ. આવા લોખંડને વેલ્ડીંગ આયર્ન કહેવામાં આવતું હતું; તેમાં કેટલાક કાર્બન અને અશુદ્ધિઓ છે જે અયસ્કમાંથી સ્થાનાંતરિત થાય છે. ક્રિતસા બનાવટી હતી. સ્લેગના ટુકડા પડી ગયા, અને લોખંડ, સ્લેગ થ્રેડોથી છલકાતું, હથોડાની નીચે રહ્યું. તેમાંથી વિવિધ સાધનો બનાવટી બનાવવામાં આવ્યા હતા. ઘડાયેલા લોખંડની ઉંમર લાંબી હતી, પરંતુ પ્રાચીન અને પ્રારંભિક મધ્ય યુગના લોકો અન્ય લોખંડથી પણ પરિચિત હતા. પ્રખ્યાત દમાસ્કસ સ્ટીલ (અથવા દમાસ્ક સ્ટીલ) એરિસ્ટોટલ (IV સદી બીસી)ના સમયમાં પૂર્વમાં બનાવવામાં આવ્યું હતું. પરંતુ તેના ઉત્પાદનની ટેકનોલોજી તેમજ દમાસ્ક બ્લેડ બનાવવાની પ્રક્રિયા ગુપ્ત રાખવામાં આવી હતી. પૂર્વે 1લી સહસ્ત્રાબ્દીમાં આફ્રિકામાં આયર્ન ઓર ગંધવાનું શરૂ થયું. અહીં આયર્ન ઓર પૃથ્વીની સપાટી પર આવે છે. કદાચ તેઓ નદીના કાંપમાં મળી આવ્યા હતા. નદીના તટમાં ઝામ્બેઝી પુરાતત્વવિદોએ માટીની બ્લાસ્ટ ફર્નેસ, ત્યજી દેવાયેલી આયર્ન ઓરની ખાણો અને સ્લેગના ઢગલા શોધી કાઢ્યા હતા. સ્થાનિક આદિવાસીઓ કાંસ્ય યુગને બાયપાસ કરીને પથ્થર યુગમાંથી સીધા આયર્ન યુગમાં ગયા. સમય જતાં, આયર્ન દરેક જગ્યાએ અન્ય ધાતુઓને બદલે છે અને સાધનો, શસ્ત્રો, મિકેનિઝમ્સ અને અન્ય ઉત્પાદનોના ઉત્પાદન માટે મુખ્ય સામગ્રી બની હતી. તે દૂરના સમયમાં શરૂ થયેલ "લોહ યુગ" આજ સુધી ચાલુ છે. વિશ્વમાં ઉત્પાદિત તમામ ધાતુના ઉત્પાદનોમાં આયર્ન અને તેના એલોયનો હિસ્સો લગભગ 95% છે. હવે લોખંડનો મોટો ભાગ કાસ્ટ આયર્ન અને સ્ટીલના રૂપમાં ગંધાય છે.

આયર્ન પૃથ્વીના પોપડામાં ખૂબ વ્યાપક છે - તે પૃથ્વીના પોપડાના જથ્થાના લગભગ 4.1% જેટલો હિસ્સો ધરાવે છે (તમામ તત્વોમાં ચોથું સ્થાન, ધાતુઓમાં 2જું). આવરણ અને પોપડામાં, આયર્ન મુખ્યત્વે સિલિકેટ્સમાં કેન્દ્રિત છે, જ્યારે તેની સામગ્રી મૂળભૂત અને અલ્ટ્રાબેસિક ખડકોમાં નોંધપાત્ર છે, અને એસિડિક અને મધ્યવર્તી ખડકોમાં ઓછી છે.
આયર્ન ધરાવતાં અયસ્ક અને ખનિજોની મોટી સંખ્યા જાણીતી છે. સૌથી વધુ વ્યવહારુ મહત્વ છે લાલ આયર્ન ઓર (હેમેટાઇટ, Fe 2 O 3; 70% Fe સુધી સમાવે છે), ચુંબકીય આયર્ન ઓર (મેગ્નેટાઇટ, FeFe 2 O 4, Fe 3 O 4; 72.4% Fe સમાવે છે), બ્રાઉન આયર્ન ઓર અથવા લિમોનાઈટ (ગોઈટાઈટ અને હાઈડ્રોગોઈટાઈટ, અનુક્રમે FeOOH અને FeOOH·nH 2 O). ગોઇથાઇટ અને હાઇડ્રોગોઇથાઇટ મોટેભાગે હવામાનના પોપડાઓમાં જોવા મળે છે, જે કહેવાતા "લોખંડની ટોપીઓ" બનાવે છે, જેની જાડાઈ કેટલાક સો મીટર સુધી પહોંચે છે. તેઓ કાંપના મૂળના પણ હોઈ શકે છે, જે સરોવરો અથવા દરિયાના કાંઠાના વિસ્તારોમાં કોલોઇડલ દ્રાવણમાંથી બહાર આવી શકે છે. આ કિસ્સામાં, ઓલિટીક, અથવા લેગ્યુમ, આયર્ન ઓર રચાય છે. વિવિઆનાઈટ Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O મોટાભાગે તેમાં જોવા મળે છે, જે કાળા વિસ્તરેલ સ્ફટિકો અને રેડિયલ એગ્રીગેટ્સ બનાવે છે.
આયર્ન સલ્ફાઇડ્સ પ્રકૃતિમાં પણ વ્યાપક છે - પાયરાઇટ FeS 2 (સલ્ફર અથવા આયર્ન પાયરાઇટ) અને પાયરોટાઇટ. તે આયર્ન ઓર નથી - પાયરાઇટનો ઉપયોગ સલ્ફ્યુરિક એસિડ બનાવવા માટે થાય છે, અને પાયરાઇટમાં ઘણીવાર નિકલ અને કોબાલ્ટ હોય છે.
આયર્ન ઓરના ભંડારની બાબતમાં રશિયા વિશ્વમાં પ્રથમ ક્રમે છે. દરિયાના પાણીમાં આયર્નનું પ્રમાણ 1·10?5 -1·10?8% છે.

મુખ્ય થાપણો.

યુએસ જીઓલોજિકલ સર્વે મુજબ, વિશ્વમાં આયર્ન ઓરનો પુરાવો ભંડાર લગભગ 178 બિલિયન ટન છે જે બ્રાઝિલ, ઓસ્ટ્રેલિયા, યુએસએ, કેનેડા, સ્વીડન, વેનેઝુએલા, લાઇબેરિયા, યુક્રેન, ફ્રાન્સ અને ભારતમાં સ્થિત છે. રશિયામાં, કુર્સ્ક મેગ્નેટિક વિસંગતતા (KMA), કોલા દ્વીપકલ્પ, કારેલિયા અને સાઇબિરીયામાં લોખંડનું ખાણકામ કરવામાં આવે છે. તળિયે સમુદ્રના થાપણો, જેમાં લોખંડ, મેંગેનીઝ અને અન્ય મૂલ્યવાન ધાતુઓ સાથે, નોડ્યુલ્સમાં જોવા મળે છે, તાજેતરમાં નોંધપાત્ર ભૂમિકા પ્રાપ્ત કરી છે.

રસીદ.

ઉદ્યોગમાં, લોખંડ આયર્ન ઓરમાંથી મેળવવામાં આવે છે, મુખ્યત્વે હેમેટાઇટ (Fe 2 O 3) અને મેગ્નેટાઇટ (FeO Fe 2 O 3).
અયસ્કમાંથી લોખંડ કાઢવાની વિવિધ રીતો છે. સૌથી સામાન્ય ડોમેન પ્રક્રિયા છે.
ઉત્પાદનનો પ્રથમ તબક્કો 2000 ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાને બ્લાસ્ટ ફર્નેસમાં કાર્બન સાથે લોખંડનો ઘટાડો છે. બ્લાસ્ટ ફર્નેસમાં, કોકના રૂપમાં કાર્બન, એગ્લોમેરેટ અથવા પેલેટના રૂપમાં આયર્ન ઓર, અને પ્રવાહ (જેમ કે ચૂનાનો પત્થર) ઉપરથી ખવડાવવામાં આવે છે અને નીચેથી બળજબરીથી ગરમ હવાના પ્રવાહથી મળે છે.
ભઠ્ઠીમાં, કોકના સ્વરૂપમાં કાર્બનને કાર્બન મોનોક્સાઇડમાં ઓક્સિડાઇઝ કરવામાં આવે છે. આ ઓક્સાઇડ ઓક્સિજનની અછતમાં દહન દરમિયાન રચાય છે:
2C + O = 2CO
બદલામાં, કાર્બન મોનોક્સાઇડ અયસ્કમાંથી આયર્ન ઘટાડે છે. આ પ્રતિક્રિયાને ઝડપી બનાવવા માટે, ગરમ કાર્બન મોનોક્સાઇડ આયર્ન (III) ઓક્સાઇડમાંથી પસાર થાય છે:
3CO + Fe 2 O 3 = 2Fe + 3CO 2
ખનન કરાયેલી અયસ્કમાં અનિચ્છનીય અશુદ્ધિઓ (મુખ્યત્વે સિલિકેટ્સ; ઉદાહરણ તરીકે, ક્વાર્ટઝ)થી છુટકારો મેળવવા માટે ફ્લક્સ ઉમેરવામાં આવે છે. લાક્ષણિક પ્રવાહમાં ચૂનાના પત્થર (કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ) અને ડોલોમાઈટ (મેગ્નેશિયમ કાર્બોનેટ) હોય છે. અન્ય અશુદ્ધિઓ દૂર કરવા માટે, અન્ય પ્રવાહોનો ઉપયોગ થાય છે.
પ્રવાહની અસર (આ કિસ્સામાં કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ) એ છે કે જ્યારે તે ગરમ થાય છે, ત્યારે તે તેના ઓક્સાઇડમાં વિઘટિત થાય છે:
CaCO 3 = CaO + CO 2
કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ સાથે જોડાય છે, સ્લેગ બનાવે છે - કેલ્શિયમ મેટાસિલિકેટ:
CaO + SiO 2 = CaSiO 3
સ્લેગ, સિલિકોન ડાયોક્સાઇડથી વિપરીત, ભઠ્ઠીમાં ઓગળવામાં આવે છે. સ્લેગ, લોખંડ કરતાં હળવા, સપાટી પર તરે છે - આ ગુણધર્મ સ્લેગને મેટલથી અલગ કરવાની મંજૂરી આપે છે. પછી સ્લેગનો ઉપયોગ બાંધકામ અને કૃષિમાં થઈ શકે છે. બ્લાસ્ટ ફર્નેસમાં ઉત્પાદિત પીગળેલા લોખંડમાં ઘણો કાર્બન (કાસ્ટ આયર્ન) હોય છે. એવા કિસ્સાઓ સિવાય કે જ્યાં કાસ્ટ આયર્નનો સીધો ઉપયોગ થાય છે, તેને વધુ પ્રક્રિયાની જરૂર છે.
વધારાની કાર્બન અને અન્ય અશુદ્ધિઓ (સલ્ફર, ફોસ્ફરસ) ઓપન-હર્થ ફર્નેસ અથવા કન્વર્ટરમાં ઓક્સિડેશન દ્વારા કાસ્ટ આયર્નમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રીક ભઠ્ઠીઓનો ઉપયોગ એલોય સ્ટીલ્સને ગંધવા માટે પણ થાય છે.
બ્લાસ્ટ ફર્નેસ પ્રક્રિયા ઉપરાંત, સીધા આયર્ન ઉત્પાદનની પ્રક્રિયા સામાન્ય છે. આ કિસ્સામાં, પૂર્વ-કચડેલી અયસ્કને ખાસ માટી સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે, જે ગોળીઓ બનાવે છે. છરાઓને ગરમ મિથેન કન્વર્ઝન પ્રોડક્ટ્સ સાથે શાફ્ટ ફર્નેસમાં કાઢીને સારવાર આપવામાં આવે છે, જેમાં હાઇડ્રોજન હોય છે. હાઇડ્રોજન સરળતાથી આયર્ન ઘટાડે છે:
Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3 H 2 O
આ કિસ્સામાં, આયર્ન સલ્ફર અને ફોસ્ફરસ જેવી અશુદ્ધિઓથી દૂષિત થતું નથી, જે કોલસામાં સામાન્ય અશુદ્ધિઓ છે. આયર્ન ઘન સ્વરૂપમાં મેળવવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ ઇલેક્ટ્રિક ભઠ્ઠીઓમાં ઓગળવામાં આવે છે.
રાસાયણિક રીતે શુદ્ધ આયર્ન તેના ક્ષારના દ્રાવણના વિદ્યુત વિચ્છેદન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.
લોખંડનો ઉપયોગ.
આયર્ન એ આધુનિક તકનીકની સૌથી મહત્વપૂર્ણ ધાતુ છે. તેના શુદ્ધ સ્વરૂપમાં, લોખંડ તેની ઓછી શક્તિને કારણે વ્યવહારીક રીતે ઉપયોગમાં લેવાતું નથી, જો કે રોજિંદા જીવનમાં સ્ટીલ અથવા કાસ્ટ આયર્ન ઉત્પાદનોને ઘણીવાર "આયર્ન" કહેવામાં આવે છે. આયર્નનો મોટાભાગનો ઉપયોગ એલોયના સ્વરૂપમાં ખૂબ જ અલગ રચનાઓ અને ગુણધર્મો સાથે થાય છે. તમામ ધાતુના ઉત્પાદનોમાં આયર્ન એલોયનો હિસ્સો લગભગ 95% છે. કાર્બન-સમૃદ્ધ એલોય (વજન દ્વારા 2% થી વધુ) - કાસ્ટ આયર્ન - આયર્ન-સમૃદ્ધ અયસ્કમાંથી બ્લાસ્ટ ફર્નેસમાં ગંધવામાં આવે છે. વધારાના કાર્બનને ઓક્સિડાઇઝ કરીને (બર્નઆઉટ) કરીને, હાનિકારક અશુદ્ધિઓ (મુખ્યત્વે S, P, O) દૂર કરીને અને ઉમેરીને ઓપન-હર્થ અને ઇલેક્ટ્રિક ભઠ્ઠીઓ અને કન્વર્ટર્સમાં કાસ્ટ આયર્નમાંથી વિવિધ ગ્રેડનું સ્ટીલ (વજનમાં 2% કરતા ઓછું કાર્બનનું પ્રમાણ) ગંધવામાં આવે છે. એલોયિંગ તત્વો. હાઇ-એલોય સ્ટીલ્સ (નિકલ, ક્રોમિયમ, ટંગસ્ટન અને અન્ય તત્વોની ઉચ્ચ સામગ્રી સાથે) ઇલેક્ટ્રિક આર્ક અને ઇન્ડક્શન ફર્નેસમાં ગંધવામાં આવે છે. ખાસ હેતુઓ માટે સ્ટીલ્સ અને આયર્ન એલોયના ઉત્પાદન માટે, નવી પ્રક્રિયાઓનો ઉપયોગ થાય છે - વેક્યૂમ, ઇલેક્ટ્રોસ્લેગ રિમેલ્ટિંગ, પ્લાઝ્મા અને ઇલેક્ટ્રોન બીમ મેલ્ટિંગ અને અન્ય. સતત કાર્યરત એકમોમાં સ્ટીલ સ્મેલ્ટિંગ માટે પદ્ધતિઓ વિકસાવવામાં આવી રહી છે જે ઉચ્ચ ગુણવત્તાની ધાતુ અને પ્રક્રિયાના સ્વચાલિતતાને સુનિશ્ચિત કરે છે.
આયર્ન આધારિત સામગ્રીઓ બનાવવામાં આવે છે જે ઊંચા અને નીચા તાપમાન, શૂન્યાવકાશ અને ઉચ્ચ દબાણ, આક્રમક વાતાવરણ, ઉચ્ચ વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ, પરમાણુ રેડિયેશન વગેરેનો સામનો કરી શકે છે. લોખંડ અને તેના એલોયનું ઉત્પાદન સતત વધી રહ્યું છે.
ઇજિપ્ત, મેસોપોટેમિયા અને ભારતમાં પ્રાચીન સમયથી આયર્નનો કલાત્મક સામગ્રી તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. મધ્ય યુગથી, યુરોપિયન દેશો (ઇંગ્લેન્ડ, ફ્રાન્સ, ઇટાલી, રશિયા અને અન્ય) માં અસંખ્ય ઉચ્ચ કલાત્મક આયર્ન ઉત્પાદનો સાચવવામાં આવ્યા છે - બનાવટી વાડ, દરવાજાના ટકી, દિવાલ કૌંસ, હવામાન વેન, છાતીની ફ્રેમ અને લાઇટ. સળિયામાંથી બનાવેલ ઉત્પાદનો અને વિસ્તૃત શીટ આયર્ન (ઘણી વખત અભ્રક અસ્તર સાથે) માંથી બનાવેલ ઉત્પાદનો તેમના સપાટ આકાર, સ્પષ્ટ રેખીય ગ્રાફિક સિલુએટ દ્વારા અલગ પડે છે અને તે પ્રકાશ-હવા પૃષ્ઠભૂમિ સામે અસરકારક રીતે દેખાય છે. 20મી સદીમાં, લોખંડનો ઉપયોગ ગ્રિલ, વાડ, ઓપનવર્ક આંતરિક પાર્ટીશનો, મીણબત્તીઓ અને સ્મારકો બનાવવા માટે કરવામાં આવતો હતો.

ભૌતિક ગુણધર્મો.
આયર્ન એ એક લાક્ષણિક ધાતુ છે; તેની મુક્ત સ્થિતિમાં તે ચાંદી-સફેદ રંગની હોય છે. શુદ્ધ ધાતુ નમ્ર છે, વિવિધ અશુદ્ધિઓ તેની કઠિનતા અને બરડપણું વધારે છે. તેમાં ઉચ્ચારણ ચુંબકીય ગુણધર્મો છે. કહેવાતા "આયર્ન ટ્રાયડ" ને ઘણીવાર અલગ પાડવામાં આવે છે - ત્રણ ધાતુઓનું જૂથ જે સમાન ભૌતિક ગુણધર્મો, અણુ ત્રિજ્યા અને ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવિટી મૂલ્યો ધરાવે છે.
આયર્ન પોલીમોર્ફિઝમ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે તેમાં ચાર સ્ફટિકીય ફેરફારો છે:

ધાતુશાસ્ત્ર?-ફે એક અલગ તબક્કા તરીકે અલગ પાડતું નથી, અને તેને વિવિધ?-ફે તરીકે ગણે છે. જ્યારે આયર્ન અથવા સ્ટીલને ક્યુરી પોઈન્ટની ઉપર ગરમ કરવામાં આવે છે, ત્યારે આયનોની થર્મલ હિલચાલ ઈલેક્ટ્રોનની સ્પિન મેગ્નેટિક મોમેન્ટ્સના ઓરિએન્ટેશનને અસ્વસ્થ કરે છે, ફેરોમેગ્નેટ પેરામેગ્નેટિક બને છે - બીજા ક્રમના તબક્કાનું સંક્રમણ થાય છે, પરંતુ પ્રથમ ક્રમના તબક્કામાં સંક્રમણ સાથે સ્ફટિકોના મૂળભૂત ભૌતિક પરિમાણોમાં ફેરફાર થતો નથી.
સામાન્ય દબાણ પર શુદ્ધ આયર્ન માટે, ધાતુશાસ્ત્રના દૃષ્ટિકોણથી, નીચેના સ્થિર ફેરફારો છે:

સ્ટીલમાં કાર્બન અને એલોયિંગ તત્વોની હાજરી તબક્કાના સંક્રમણોના તાપમાનમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર કરે છે. α- અને β-આયર્નમાં કાર્બનના ઘન દ્રાવણને ફેરાઈટ કહેવામાં આવે છે. કેટલીકવાર ઉચ્ચ-તાપમાન?-ફેરાઇટ અને નીચા-તાપમાન?-ફેરાઇટ વચ્ચે તફાવત કરવામાં આવે છે, જો કે તેમની અણુ રચનાઓ સમાન હોય છે. α-આયર્નમાં કાર્બનના ઘન દ્રાવણને ઓસ્ટેનાઈટ કહેવાય છે.

પોલીમોર્ફિઝમની ઘટના સ્ટીલ ધાતુશાસ્ત્ર માટે અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે. ચોક્કસપણે આભાર?-? સ્ટીલની હીટ ટ્રીટમેન્ટ સ્ફટિક જાળીના સંક્રમણો પર થાય છે. આ ઘટના વિના, સ્ટીલના આધાર તરીકે લોખંડનો આટલો વ્યાપક ઉપયોગ ન થયો હોત.
આયર્ન પ્રત્યાવર્તનશીલ છે અને તે મધ્યમ પ્રવૃત્તિની ધાતુઓનું છે. આયર્નનું ગલનબિંદુ 1539 °C છે, ઉત્કલન બિંદુ 2862 °C છે.
રાસાયણિક ગુણધર્મો.
આયર્ન મધ્યમ રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ દર્શાવે છે. તે ઓક્સિજન વાતાવરણમાં બળે છે, ઓક્સાઇડ Fe 2 O 3 બનાવે છે. ઉડી કચડી સ્થિતિમાં, મેટલ પાયરોફોરિક છે, એટલે કે. હવામાં સ્વયંસ્ફુરિત દહન માટે સક્ષમ. હાઇડ્રોજન વાતાવરણમાં આયર્ન ઓક્સાલેટના થર્મલ વિઘટન દ્વારા ફાઇન આયર્ન પાવડર મેળવી શકાય છે.
જ્યારે 200 °C સુધીના તાપમાને હવામાં સંગ્રહિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે આયર્નને ધીમે ધીમે ઓક્સાઇડની ગાઢ ફિલ્મથી આવરી લેવામાં આવે છે, જે ધાતુના વધુ ઓક્સિડેશનને અટકાવે છે. ભેજવાળી હવામાં, લોખંડ રસ્ટના છૂટક સ્તરથી ઢંકાયેલું બને છે, જે ધાતુમાં ઓક્સિજન અને ભેજની પહોંચ અને તેના વિનાશને અટકાવતું નથી. રસ્ટમાં સતત રાસાયણિક રચના હોતી નથી; લગભગ તેનું રાસાયણિક સૂત્ર Fe 2 O 3 તરીકે લખી શકાય છે.
આયર્ન પીગળેલા સલ્ફર સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, સલ્ફાઇડ બનાવે છે અને ક્લોરિન, બ્રોમિન અને આયોડિન સાથે સક્રિય રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરીને ટ્રાઇક્લોરાઇડ, ટ્રાઇબ્રોમાઇડ અને ડાયોડાઇડ બનાવે છે. સપાટી પર ગાઢ, ઓછી-અસ્થિર ટ્રાઇફ્લોરાઇડ ફિલ્મની રચનાને કારણે આયર્ન ફ્લોરિન સાથે નબળી રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે. 500 ° સે ઉપરના તાપમાને, ધાતુ કાર્બન સાથે ઉલટાવી શકાય તેવું પ્રતિક્રિયા આપે છે:
3Fe+C<=>Fe3C
આ રચનાના આયર્ન કાર્બાઈડને સિમેન્ટાઈટ કહેવામાં આવે છે. તે કાસ્ટ આયર્ન અને સ્ટીલમાં જોવા મળે છે.
જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે આયર્ન ઓક્સિજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. જ્યારે આયર્ન હવામાં બળે છે, ત્યારે Fe 2 O 3 ઓક્સાઇડ બને છે, જ્યારે શુદ્ધ ઓક્સિજનમાં સળગાવવામાં આવે છે, Fe 3 O 4 ઓક્સાઇડ બને છે. જો ઓક્સિજન અથવા હવા પીગળેલા લોખંડમાંથી પસાર થાય છે, તો FeO ઓક્સાઇડ રચાય છે.
જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે આયર્ન નાઇટ્રોજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, આયર્ન નાઇટ્રાઇડ Fe3N બનાવે છે, ફોસ્ફરસ સાથે, ફોસ્ફાઇડ્સ FeP, Fe 2 P અને Fe 3 P બનાવે છે, કાર્બન સાથે, કાર્બાઇડ Fe 3 C બનાવે છે, સિલિકોન સાથે, ઘણા સિલિસાઇડ્સ બનાવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, FeSi. એલિવેટેડ પ્રેશર પર, મેટાલિક આયર્ન કાર્બન મોનોક્સાઇડ CO સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, અને પ્રવાહી, સામાન્ય સ્થિતિમાં, અત્યંત અસ્થિર આયર્ન પેન્ટાકાર્બોનિલ Fe(CO) 5 રચાય છે. Fe 2 (CO) 9 અને Fe 3 (CO) 12 રચનાઓના આયર્ન કાર્બોનિલ્સ પણ જાણીતા છે. આયર્ન કાર્બોનિલ્સ ઓર્ગેનોઇરોન સંયોજનોના સંશ્લેષણમાં પ્રારંભિક સામગ્રી તરીકે સેવા આપે છે, જેમાં રચના ફેરોસીનનો સમાવેશ થાય છે.
શુદ્ધ મેટાલિક આયર્ન પાણીમાં સ્થિર છે અને આલ્કલી સોલ્યુશનને પાતળું કરે છે. આયર્ન સંકેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક અને નાઈટ્રિક એસિડમાં ઓગળતું નથી, કારણ કે મજબૂત ઓક્સાઇડ ફિલ્મ તેની સપાટીને હાઇડ્રોક્લોરિક અને પાતળું (આશરે 20%) સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે નિષ્ક્રિય કરે છે, આયર્ન આયર્ન (II) ક્ષાર બનાવવા માટે પ્રતિક્રિયા આપે છે:
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2
Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2
આયર્ન નાઈટ્રિક એસિડના પાતળું અને સાધારણ કેન્દ્રિત દ્રાવણમાં ઓગળી જાય છે:
Fe + 4HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + NO ^ + 2H 2 O
જ્યારે આયર્ન લગભગ 70% સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, ત્યારે પ્રતિક્રિયા આયર્ન (III) સલ્ફેટ બનાવવા માટે આગળ વધે છે:
2Fe + 4H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 4H 2 O
વાતાવરણીય ભેજ અને હવાના પ્રભાવ હેઠળ, આયર્ન કોરોડ્સ (રસ્ટ્સ):
4Fe + 2H 2 O + 3O 2 = 4FeO(OH)
ઉત્પાદિત તમામ લોખંડમાંથી 10% સુધી વાર્ષિક કાટને કારણે નષ્ટ થાય છે.
ખૂબ જ શુદ્ધ આયર્ન, જેમાં સલ્ફર, કાર્બન અને ફોસ્ફરસની 0.01% થી ઓછી અશુદ્ધિઓ હોય છે, તે કાટ માટે પ્રતિરોધક છે. ભારતમાં દિલ્હી શહેરની નજીક 9મી સદીમાં બાંધવામાં આવેલ લોખંડનો સ્તંભ છે. BC, જે રસ્ટના કોઈ ચિહ્નો બતાવતું નથી. તે 99.72% ની આયર્ન સામગ્રી સાથે ખૂબ જ શુદ્ધ ધાતુથી બનેલું છે. આ વિસ્તારની આબોહવાની લાક્ષણિકતાઓ પ્રખ્યાત સ્તંભની સામગ્રીના કાટ પ્રતિકારમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવી શકે છે.
મેટાલિક આયર્ન જ્યારે આલ્કલીના કેન્દ્રિત (30% થી વધુ) દ્રાવણ સાથે ગરમ થાય છે ત્યારે પ્રતિક્રિયા આપે છે, હાઇડ્રોક્સો કોમ્પ્લેક્સ બનાવે છે. જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટોના પ્રભાવ હેઠળ, આયર્ન ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં સંયોજનો બનાવી શકે છે (+VI) - ફેરેટ્સ:
Fe + 2KNO 3 = K 2 FeO 4 + 2NO
આયર્ન માટે, ઓક્સાઇડ અને હાઇડ્રોક્સાઇડ ઓક્સિડેશન સ્ટેટ્સ (II) અને (III) માં જાણીતા છે.
આયર્ન લગભગ તમામ આયન સાથે સરળ ક્ષાર બનાવે છે. નાઈટ્રેટ્સ, સલ્ફેટ, હલાઈડ્સ (ફ્લોરાઈડ સિવાય), એસિટેટ વગેરે પાણીમાં દ્રાવ્ય હોય છે. આયર્ન (II) ક્ષારના સોલ્યુશન્સ અને તેના નક્કર ક્ષાર હવામાં સંગ્રહિત થાય ત્યારે પણ ધીમે ધીમે ઓક્સિડાઇઝ થાય છે:
4FeCO 3 + 2H 2 O + O 2 = 4FeO(OH) + 2CO 2
4FeS + 6H 2 O + O 2 = 4FeO(OH) + 4H 2 S
જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે આયર્ન સલ્ફેટ, નાઈટ્રેટ્સ, કાર્બોનેટ અને ઓક્સાલેટ વિઘટિત થાય છે. આ કિસ્સામાં, આયર્ન (II) સામાન્ય રીતે આયર્ન (III) માં ઓક્સિડાઇઝ્ડ થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે:
2FeSO 4 = Fe 2 O 3 + SO 3 + SO 2
આયર્ન (III) ક્ષાર ગંભીર હાઇડ્રોલિસિસમાંથી પસાર થાય છે.

આયર્ન (II) ઓક્સાઇડ – FeO. કાળો સ્ફટિકીય પદાર્થ, પરમાણુ એક આયનીય માળખું ધરાવે છે. મૂળભૂત ગુણધર્મો પ્રદર્શિત કરે છે (જો કે તે ક્ષાર પીગળે છે, નબળા એમ્ફોટેરિસિટી દર્શાવે છે). તે સામાન્ય સ્થિતિમાં પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપતું નથી, પરંતુ વાતાવરણીય ઓક્સિજન અને ઓછી ગરમીની હાજરીમાં તે ધીમે ધીમે પાણીની વરાળ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. નબળા ઘટાડનાર એજન્ટના ગુણધર્મો દર્શાવે છે. જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે તે વિઘટિત થાય છે, પરંતુ વધુ ગરમ થવા પર તે ફરીથી બને છે. એસિડ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. ઓક્સિજન દ્વારા મિશ્રિત આયર્ન ઓક્સાઇડમાં ઓક્સિડાઇઝ્ડ. હાઇડ્રોજન, કાર્બન, કાર્બન મોનોક્સાઇડ દ્વારા ઘટાડો:
FeO + 2HCl = FeCl 2 + H 2 O,
FeO + 4NaOH = Na 4 FeO 3 + 2H 2 O
4FeO + 6H 2 O+ O 2 = 4Fe(OH) 3
FeO Fe 3 O 4 + Fe FeO
6FeO + O 2 2Fe 3 O 4,
FeO + H 2 Fe + H 2 O,
FeO + C Fe + CO,
FeO + CO Fe + CO 2 .
FeO કાર્બન મોનોક્સાઇડ સાથે મિશ્રિત આયર્ન ઓક્સાઇડના ઘટાડા દ્વારા અથવા નિષ્ક્રિય વાતાવરણમાં દ્વિભાષી આયર્ન સંયોજનોના વિઘટન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે:
Fe 3 O 4 + CO 3FeO + CO 2,
Fe(OH) 2 FeO + H 2 O,
FeCO 3 FeO + CO 2 .

આયર્ન(II) હાઇડ્રોક્સાઇડ કુદરતી રીતે ખનિજ અમાકિનાઇટ તરીકે થાય છે. આ ખનિજમાં મેગ્નેશિયમ અને મેંગેનીઝની અશુદ્ધિઓ છે (અનુભાવિક સૂત્ર Fe 0.7 Mg 0.2 Mn 0.1 (OH) 2). ખનિજનો રંગ પીળો-લીલો અથવા આછો લીલો, મોહસ કઠિનતા 3.5-4, ઘનતા 2.925-2.98 g/cm?.
શુદ્ધ આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડ સફેદ સ્ફટિકીય પદાર્થ છે. કેટલીકવાર આયર્ન ક્ષારની અશુદ્ધિઓને લીધે તે લીલોતરી રંગ ધરાવે છે. સમય જતાં, હવાના સંપર્કમાં ઓક્સિડેશનને કારણે ઘાટા થાય છે. પાણીમાં અદ્રાવ્ય (દ્રાવ્યતા 5.8·10?6 mol/l). જ્યારે ગરમ થાય છે ત્યારે વિઘટન થાય છે. તેમાં ત્રિકોણીય ક્રિસ્ટલ જાળી સિસ્ટમ છે.
આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડ બેઝના ગુણધર્મો દર્શાવે છે - તે પાતળું એસિડ સાથે તટસ્થ પ્રતિક્રિયાઓમાં સરળતાથી પ્રવેશ કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ (આયર્ન (II) ક્લોરાઇડનું દ્રાવણ રચાય છે):
Fe(OH) 2 + 2HCl 2 = 2 H 2 O + FeCl 2
વધુ ગંભીર પરિસ્થિતિઓમાં, તે એસિડિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, નાઇટ્રોજન વાતાવરણમાં ઉકળતી વખતે કેન્દ્રિત (50% થી વધુ) સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સાથે, તે સોડિયમ ટેટ્રાહાઇડ્રોક્સોફેરેટ (II) નું અવક્ષેપ બનાવે છે:
Fe(OH) 2 + 2NaOH = Na 2
એમોનિયા હાઇડ્રેટ સાથે પ્રતિક્રિયા આપતું નથી. જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે તે એમોનિયમ ક્ષારના કેન્દ્રિત ઉકેલો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, ઉદાહરણ તરીકે, એમોનિયમ ક્લોરાઇડ:
Fe(OH) 2 + 2NH 4 Cl = FeCl 2 + 2NH 3 + 2H 2 O
જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે તે આયર્ન (II) ઓક્સાઇડ બનાવવા માટે વિઘટિત થાય છે: Fe(OH) 2 = FeO + H 2 O
આ પ્રતિક્રિયામાં, મેટાલિક આયર્ન અને ડાયરોન(III)-આયર્ન(II) ઓક્સાઇડ (Fe 3 O 4) અશુદ્ધિઓ તરીકે રચાય છે.
સસ્પેન્શનના સ્વરૂપમાં, જ્યારે વાતાવરણીય ઓક્સિજનની હાજરીમાં ઉકાળવામાં આવે છે, ત્યારે તે આયર્ન મેટાહાઇડ્રોક્સાઇડમાં ઓક્સિડાઇઝ થાય છે. જ્યારે બાદમાં સાથે ગરમ થાય છે, ત્યારે તે ડાયરોન(III)-આયર્ન(II) ઓક્સાઇડ બનાવે છે:
4Fe(OH) 2 + O 2 = 4FeO(OH) + 2H 2 O
Fe(OH) 2 + 2FeO(OH) = (FeFe 2)O + 2H 2 O
આ પ્રતિક્રિયાઓ લોખંડની કાટ લાગવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન પણ (ધીમે ધીમે) થાય છે.
આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડ આલ્કલી સાથે આયર્ન (II) ક્ષારના દ્રાવણની વિનિમય પ્રતિક્રિયાઓમાં અવક્ષેપના સ્વરૂપમાં મેળવી શકાય છે, ઉદાહરણ તરીકે:
FeSO 4 + 2KOH = Fe(OH) 2 + K 2 SO 4
આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડનું નિર્માણ આયર્ન રસ્ટિંગના તબક્કામાંનું એક છે:
2Fe + 2H 2 O + O 2 = 2 Fe(OH) 2
આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડનો ઉપયોગ આયર્ન-નિકલ બેટરીના સક્રિય સમૂહના ઉત્પાદનમાં થાય છે.

આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડ એ પીળો-લીલો અથવા આછો લીલો ખનિજ છે, મોહસ કઠિનતા 3.5-4, ઘનતા 2.925-2.98 g/cm?. મૂળભૂત ગુણધર્મોના વર્ચસ્વ સાથે એમ્ફોટેરિક હાઇડ્રોક્સાઇડ.

આયર્ન (II) ક્ષારમાં, હવામાં તેના આંશિક ઓક્સિડેશનને કારણે, આયર્ન (III) કેશન હંમેશા હાજર હોય છે. તેથી, આયર્ન (II) સલ્ફેટને બદલે, Fe 2+ કેશનના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવા માટે, તમારે સૌથી વધુ સ્થિર ડબલ ક્રિસ્ટલિન મોહરસ મીઠું (NH 4) 2 SO 4 · FeSO 4 · 6H 2 O લેવું જોઈએ અથવા તાજા તૈયાર કરેલા દ્રાવણનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ. આયર્ન (II) સલ્ફેટ. સ્ફટિકીય અવસ્થામાં આયર્ન (II) ની સ્થિરતા દ્રાવણ કરતા વધારે હોવાથી સંશોધન માટે તાજા તૈયાર કરેલ મીઠાનું દ્રાવણ લેવું જરૂરી છે.

સાધનો અને રીએજન્ટ્સ: પીપેટ, ટેસ્ટ ટ્યુબ, બીકર, ફિલ્ટર પેપર, કાતર; મોહરનું મીઠું, સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ, સલ્ફ્યુરિક એસિડ.

સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડનું જલીય દ્રાવણ મોહરના મીઠાના દ્રાવણમાં ઉમેરવામાં આવે છે જ્યાં સુધી લીલો અવક્ષેપ ન બને. વિભાજિત અવક્ષેપને ફિલ્ટર કરવામાં આવે છે અને ત્રણ ટેસ્ટ ટ્યુબમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. એક ટેસ્ટ ટ્યુબને હવામાં ઊભા રહેવા માટે છોડી દેવામાં આવે છે, કાચની સળિયા વડે કાંપને હલાવવામાં આવે છે. 2-3 મિનિટ પછી, આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડથી આયર્ન (III) હાઇડ્રોક્સાઇડના ઓક્સિડેશનને કારણે અવક્ષેપનો રંગ બદલાવાનું શરૂ થશે. બીજી ટેસ્ટ ટ્યુબમાં હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડના મંદ દ્રાવણના થોડા ટીપાં અને ત્રીજામાં વધારાની આલ્કલી ઉમેરો.

દવા આલ્કલી અને આયર્ન મીઠું +2 (મોહરનું મીઠું) ની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે:

અભ્યાસ ગુણધર્મો:
Fe(OH) 2 + NaOH = પ્રતિક્રિયા થતી નથી, કારણ કે Fe(OH) 2 મૂળભૂત ગુણધર્મો દર્શાવે છે
Fe(OH) 2 + H 2 SO 4 = FeSO 4 + 2H 2 O રંગ ગંદા લીલામાં બદલાય છે
4Fe(OH) 2 + O 2 = 2Fe 2 O 3 + 4H 2 O હવામાં અવક્ષેપ ઓક્સિડાઇઝ થાય છે (રસ્ટ્સ) અને આયર્ન (III) હાઇડ્રોક્સાઇડમાં ફેરવાય છે
મેળવવા માટે 6 જી.આર. Fe(OH) 2 ચાલો દરેક પદાર્થની ગણતરી કરીએ જેણે પ્રતિક્રિયા આપી.
ગણતરીઓ:
(NH 4) 2 SO 4 FeSO 4 6H 2 O + 2NaOH = Fe(OH) 2 v + Na 2 SO 4 + NH 4 O 2
M(Fe(OH) 2) = 53 ગ્રામ/મોલ
n(Fe(OH) 2) = 0.067 મોલ
M(NaOH) = 40 ગ્રામ/મોલ
m(NaOH) = 0.067 mol 40 g/mol? 2=5.36 ગ્રામ
M((NH 4) 2 SO 4 FeSO 4 6H 2 O) = 392 ગ્રામ/મોલ
m((NH 4) 2 SO 4 FeSO 4 6H 2 O) = 26g
? = (me/mtheor)?100% = (5.63/6)?100% =93.8%

નિષ્કર્ષ.
આ કોર્સ વર્ક દરમિયાન, અકાર્બનિક સંયોજનોના વર્ગ તરીકે હાઇડ્રોક્સાઇડના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો, આયર્ન અને ઓક્સિડેશન અવસ્થા +2 માં તેના સંયોજનોનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો; તેમની શોધનો ઇતિહાસ, પ્રકૃતિમાં વિતરણ, ઉત્પાદન ગણવામાં આવે છે; આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડ મેળવવા માટેની શ્રેષ્ઠ પદ્ધતિ પસંદ કરવામાં આવી હતી; આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડ મેળવવામાં આવ્યું હતું અને તેના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો.

ગ્રંથસૂચિ.
1. ગ્લિન્કા એન.એલ. સામાન્ય રસાયણશાસ્ત્ર. - એલ.: રસાયણશાસ્ત્ર, 1988. - 702 પૃષ્ઠ.
2. ક્રેશકોવ A. P., Yaroslavtsev A. A. વિશ્લેષણાત્મક રસાયણશાસ્ત્રનો કોર્સ. - એમ.: રસાયણશાસ્ત્ર, 1964. - 430 પૃષ્ઠ.
3. પોડોબેવ એન. આઇ. ઇલેક્ટ્રોલિસિસ. - એમ.: શિક્ષણ, 1989, 100 પૃષ્ઠ.
4. પોલીસ M. E. વિશ્લેષણાત્મક રસાયણશાસ્ત્ર. - એમ.: મેડિસિન, 1981. - 286 પૃ.
5. રાબિનોવિચ વી.એ., ખાવિન ઝેડ. યા સંક્ષિપ્ત રાસાયણિક સંદર્ભ પુસ્તક. - એલ.: રસાયણશાસ્ત્ર, 1978. - 331 પૃષ્ઠ.
6. રાસાયણિક જ્ઞાનકોશ 5 વોલ્યુમો / એડમાં. I. L. Knunyants. - એમ.: સોવિયેત જ્ઞાનકોશ, 1990.
7. શુકરેવ એસ.એ. અકાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્ર. - એમ.: ઉચ્ચ શાળા, 1970. - 437 પૃષ્ઠ.
8. રાબિનોવિચ વી.એ., ખાવિન ઝેડ.યા. "એ ટૂંકા રાસાયણિક સંદર્ભ પુસ્તક" એલ.: રસાયણશાસ્ત્ર, 1977 પૃષ્ઠ 62
9. લિડિન આર. એ., મોલોચકો વી. એ., એન્ડ્રીવા એલ. એલ. અકાર્બનિક પદાર્થોની પ્રતિક્રિયાઓ: એક સંદર્ભ પુસ્તક / એડ. આર. એ. લિડિના. - 2જી આવૃત્તિ, સુધારેલ. અને વધારાના - એમ.: બસ્ટાર્ડ, 2007. - પૃષ્ઠ 179. - 637 પૃષ્ઠ.
10. અખ્મેટોવ એન.એસ. સામાન્ય અને અકાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્ર. -એમ.: ઉચ્ચ શાળા, 1981. -681 પૃષ્ઠ.
11. કાર્યાકિન યુ.વી., એન્જેલોવ આઈ.આઈ. શુદ્ધ રસાયણો. – એમ.: રસાયણશાસ્ત્ર, 1974. – 168 પૃષ્ઠ.

કારણ કે Fe2+ સરળતાથી Fe+3 માં ઓક્સિડાઇઝ્ડ થાય છે:

Fe+2 – 1e = Fe+3

આમ, હવામાં Fe(OH)2 નો તાજો મેળવેલો લીલોતરી અવક્ષેપ ખૂબ જ ઝડપથી રંગ બદલે છે - ભુરો થઈ જાય છે. રંગ પરિવર્તન વાતાવરણીય ઓક્સિજન દ્વારા Fe(OH)2 થી Fe(OH)3 ના ઓક્સિડેશન દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે:

4Fe+2(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe+3(OH)3.

દ્વિભાષી આયર્ન ક્ષાર પણ ઘટાડતા ગુણધર્મો દર્શાવે છે, ખાસ કરીને જ્યારે એસિડિક વાતાવરણમાં ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટોના સંપર્કમાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, આયર્ન (II) સલ્ફેટ સલ્ફ્યુરિક એસિડ માધ્યમમાં પોટેશિયમ પરમેંગેનેટને મેંગેનીઝ (II) સલ્ફેટમાં ઘટાડે છે:

10Fe+2SO4 + 2KMn+7O4 + 8H2SO4 = 5Fe+32(SO4)3 + 2Mn+2SO4 + K2SO4 + 8H2O.

આયર્ન (II) કેશન માટે ગુણાત્મક પ્રતિક્રિયા.

આયર્ન કેશન Fe2+ નક્કી કરવા માટેનું રીએજન્ટ એ પોટેશિયમ હેક્સાસાયનો(III) ફેરેટ (લાલ રક્ત મીઠું) K3 છે:

3FeSO4 + 2K3 = Fe32¯ + 3K2SO4.

જ્યારે 3- આયનો આયર્ન કેશન્સ Fe2+ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે ઘેરો વાદળી અવક્ષેપ રચાય છે - ટર્નબુલ વાદળી:

3Fe2+ +23- = Fe32¯

આયર્ન(III) સંયોજનો

આયર્ન(III) ઓક્સાઇડ Fe2O3- ભૂરા પાવડર, પાણીમાં અદ્રાવ્ય. આયર્ન (III) ઓક્સાઇડ મેળવવામાં આવે છે:

A) આયર્નનું વિઘટન (III) હાઇડ્રોક્સાઇડ:

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

બી) પાયરાઇટનું ઓક્સિડેશન (FeS2):

4Fe+2S2-1 + 11O20 = 2Fe2+3O3 + 8S+4O2-2.

Fe+2 – 1e ® Fe+3

2S-1 – 10e ® 2S+4

O20 + 4e ® 2O-2 11e

આયર્ન (III) ઓક્સાઇડ એમ્ફોટેરિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે:

A) ઘન આલ્કલીસ NaOH અને KOH સાથે અને ઊંચા તાપમાને સોડિયમ અને પોટેશિયમ કાર્બોનેટ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે:

Fe2O3 + 2NaOH = 2NaFeO2 + H2O,

Fe2O3 + 2OH- = 2FeO2- + H2O,

Fe2O3 + Na2CO3 = 2NaFeO2 + CO2.

સોડિયમ ફેરાઇટ

આયર્ન(III) હાઇડ્રોક્સાઇડઆયર્ન (III) ક્ષાર ક્ષાર સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને મેળવવામાં આવે છે:

FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3¯ + 3NaCl,

Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3¯.

આયર્ન (III) હાઇડ્રોક્સાઇડ એ Fe(OH)2 કરતાં નબળો આધાર છે અને એમ્ફોટેરિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે (મૂળભૂત ગુણધર્મો સાથે). પાતળું એસિડ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે, Fe(OH)3 સરળતાથી અનુરૂપ ક્ષાર બનાવે છે:

Fe(OH)3 + 3HCl « FeCl3 + H2O

2Fe(OH)3 + 3H2SO4 « Fe2(SO4)3 + 6H2O

Fe(OH)3 + 3H+ « Fe3+ + 3H2O

ક્ષારના કેન્દ્રિત ઉકેલો સાથેની પ્રતિક્રિયાઓ માત્ર લાંબા સમય સુધી ગરમ થવાથી થાય છે. આ કિસ્સામાં, 4 અથવા 6 ની સંકલન સંખ્યા સાથે સ્થિર હાઇડ્રોકોમ્પ્લેક્સ પ્રાપ્ત થાય છે:

Fe(OH)3 + NaOH = Na,

Fe(OH)3 + OH- = -,

Fe(OH)3 + 3NaOH = Na3,

Fe(OH)3 + 3OH- = 3-.

આયર્ન +3 ની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ સાથેના સંયોજનો ઓક્સિડાઇઝિંગ ગુણધર્મો દર્શાવે છે, કારણ કે ઘટાડતા એજન્ટોના પ્રભાવ હેઠળ Fe+3 Fe+2 માં રૂપાંતરિત થાય છે:

Fe+3 + 1e = Fe+2.

ઉદાહરણ તરીકે, આયર્ન (III) ક્લોરાઇડ પોટેશિયમ આયોડાઇડને મુક્ત આયોડીનમાં ઓક્સિડાઇઝ કરે છે:

2Fe+3Cl3 + 2KI = 2Fe+2Cl2 + 2KCl + I20

આયર્ન (III) કેશન માટે ગુણાત્મક પ્રતિક્રિયાઓ

A) Fe3+ કેશનને શોધવા માટેનું રીએજન્ટ પોટેશિયમ હેક્સાસાયનો(II) ફેરેટ (પીળું રક્ત મીઠું) K2 છે.

જ્યારે 4- આયનો Fe3+ આયનો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે ઘેરો વાદળી અવક્ષેપ રચાય છે - પ્રુશિયન વાદળી:

4FeCl3 + 3K4 « Fe43¯ +12KCl,

4Fe3+ + 34- = Fe43¯.

B) એમોનિયમ થિયોસાયનેટ (NH4CNS) નો ઉપયોગ કરીને Fe3+ કેશન સરળતાથી શોધી શકાય છે. આયર્ન (III) કેશન્સ Fe3+ સાથે CNS-1 આયનોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે, લોહી-લાલ રંગનું લો-ડિસોસિએશન આયર્ન (III) થિયોસાઇનેટ રચાય છે:

FeCl3 + 3NH4CNS « Fe(CNS)3 + 3NH4Cl,

Fe3+ + 3CNS1- « Fe(CNS)3.

આયર્ન અને તેના સંયોજનોની એપ્લિકેશન અને જૈવિક ભૂમિકા.

સૌથી મહત્વપૂર્ણ આયર્ન એલોય - કાસ્ટ આયર્ન અને સ્ટીલ - આધુનિક ઉત્પાદનની લગભગ તમામ શાખાઓમાં મુખ્ય માળખાકીય સામગ્રી છે.

આયર્ન (III) ક્લોરાઇડ FeCl3 નો ઉપયોગ પાણી શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે. કાર્બનિક સંશ્લેષણમાં, FeCl3 નો ઉપયોગ ઉત્પ્રેરક તરીકે થાય છે. આયર્ન નાઈટ્રેટ Fe(NO3)3 9H2O નો ઉપયોગ કાપડને રંગવા માટે થાય છે.

આયર્ન એ માનવ અને પ્રાણીઓના શરીરમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ સૂક્ષ્મ તત્વોમાંનું એક છે (પુખ્ત માનવ શરીરમાં સંયોજનોના રૂપમાં લગભગ 4 ગ્રામ Fe હોય છે). તે હિમોગ્લોબિન, મ્યોગ્લોબિન, વિવિધ ઉત્સેચકો અને અન્ય જટિલ આયર્ન-પ્રોટીન સંકુલનો ભાગ છે જે યકૃત અને બરોળમાં જોવા મળે છે. આયર્ન હેમેટોપોએટીક અંગોના કાર્યને ઉત્તેજિત કરે છે.

વપરાયેલ સાહિત્યની સૂચિ:

1. “રસાયણશાસ્ત્ર. શિક્ષકનું ભથ્થું." રોસ્ટોવ-ઓન-ડોન. "ફોનિક્સ". 1997

2. "યુનિવર્સિટીઓ માટે અરજદારો માટેની હેન્ડબુક." મોસ્કો. "ઉચ્ચ શાળા", 1995.

3. ઇ.ટી. ઓગનેસ્યાન. "યુનિવર્સિટીના અરજદારો માટે રસાયણશાસ્ત્રની માર્ગદર્શિકા." મોસ્કો. 1994

ગુણધર્મોડી- તત્વો (ભાગ 2).

સૈદ્ધાંતિક ભાગ

આયર્ન, કોબાલ્ટ અને નિકલ આયર્ન "કુટુંબ" બનાવે છે.

તેઓ મુખ્યત્વે +2 અને +3 ઓક્સિડેશન સ્થિતિઓ દર્શાવે છે. આયર્ન માટે +3 ઓક્સિડેશન સ્થિતિ વધુ લાક્ષણિક છે, કોબાલ્ટ અને નિકલ માટે +2.

આ ધાતુઓની સંબંધિત વિશેષતાઓ તેમની અંતર્ગત લોહચુંબકીયતા, ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ, રંગીન આયનો બનાવવાની ક્ષમતા અને જટિલ રચનામાં પ્રગટ થાય છે. જો કે, ગુણધર્મોની સમાનતા હોવા છતાં, આયર્ન તેના ચુંબકીય ગુણધર્મોમાં ત્રિપુટીમાં સ્પષ્ટપણે બહાર આવે છે. આયર્નની ઘટાડાની પ્રવૃત્તિ કોબાલ્ટ અને નિકલ કરતા ઘણી વધારે છે (જુઓ ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ). આ તમામ ધાતુઓ આલ્કલી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી નથી. જ્યારે નોન-ઓક્સિડાઇઝિંગ એસિડમાં ઓગળવામાં આવે છે, ત્યારે Fe 2+, Co 2+, Ni 2+ આયનો રચાય છે

પાતળું નાઈટ્રિક એસિડ (એક મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ), Fe 3+, Co 3+, Ni 3+ આયનો રચાય છે

મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ વાતાવરણ: H 2 SO 4 (conc.), HNO 3 (conc.) આયર્નને નિષ્ક્રિય કરે છે અને જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે જ તે પ્રતિક્રિયા આપવાનું શરૂ કરે છે:

NaNO 2 અને NaNO 3 ક્ષાર ધરાવતા નાઈટ્રિક એસિડમાં, આયર્નને સૌથી વધુ ઓક્સિડેશન સ્ટેટ FeO 3 ની ઓક્સાઇડની ફિલ્મ બનાવવા માટે નિષ્ક્રિય કરવામાં આવે છે.

હાઇડ્રોક્સાઇડની શ્રેણીમાં: Fe(OH) 2 - Co(OH) 2 - Ni(OH) 2

પુનર્જીવિત ક્ષમતા ઘટે છે

આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડ વાતાવરણીય ઓક્સિજન દ્વારા સરળતાથી ઓક્સિડાઇઝ થાય છે:

Co 2+ આયનોનું ઓક્સિડેશન વધુ મુશ્કેલ છે અને ધીમે ધીમે થાય છે:

જ્યારે ઉકેલમાં હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ ઉમેરવામાં આવે ત્યારે પ્રક્રિયા વધુ સઘન રીતે થાય છે:

વાતાવરણીય ઓક્સિજન સાથે Ni(OH) 2 નું સ્વયંસ્ફુરિત ઓક્સિડેશન થતું નથી; પાણી:

Fe (III), Co (II), Co (III), Ni (II), ની (III) ના હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં પ્રકૃતિમાં મૂળભૂત છે. જ્યારે એસિડમાં ઓગળવામાં આવે છે, ત્યારે Co(OH) 3 અને Ni(OH) 3 મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ ગુણધર્મો દર્શાવે છે અને Co 2+ અને Ni 2+ cations સુધી ઘટે છે.

આયર્ન (III) હાઇડ્રોક્સાઇડ, જ્યારે એકાગ્ર આલ્કલી દ્રાવણ સાથે ઉકાળવામાં આવે છે, ત્યારે ફેરાઇટ બનાવે છે - ફેરસ એસિડના ક્ષાર.

આમ, Fe(OH) 3 હાઇડ્રોક્સાઇડ એમ્ફોટેરિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે.

Fe(II), Fe(III), Co(II), Co(III), Ni(II) ના હાઇડ્રોક્સાઇડ અદ્રાવ્ય છે

Fe (II), Fe (III), Co (II), Co (III), Ni (II) ના હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ નબળા પાયા છે, તેથી તેમના ક્ષાર જલીય દ્રાવણમાં હાઇડ્રોલાઈઝ થાય છે.

આ પ્રક્રિયાઓ ગરમ કર્યા વિના થાય છે.

જો કે, દ્રાવણમાં H + ના સંચયને કારણે ક્ષારનું હાઇડ્રોલિસિસ પૂર્ણ થવા માટે આગળ વધતું નથી. મજબૂત મંદન અને ગરમી સાથે, હાઇડ્રોલિસિસ આગળ વધે છે:

FeCl 3 સોલ્યુશનને ઉકાળતી વખતે, હાઇડ્રોલિસિસ પ્રક્રિયા ઉલટાવી ન શકાય તેવી રીતે હાથ ધરવામાં આવી શકે છે:

જ્યારે મીઠાના સોલ્યુશનને યોગ્ય એસિડથી એસિડિફાઇડ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેમના હાઇડ્રોલિસિસની ડિગ્રી ઘટે છે, કારણ કે સંતુલન પ્રારંભિક પદાર્થો તરફ વળે છે.

મજબૂત મંદન સાથે, હાઇડ્રોલિસિસની ડિગ્રી વધે છે. જ્યારે દ્રાવ્ય કાર્બોનેટ ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે ઉલટાવી શકાય તેવું હાઇડ્રોલિસિસ થાય છે, કારણ કે પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનો ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના ક્ષેત્રને છોડી દે છે.

હવામાં Fe(II) ક્ષાર ધીમે ધીમે Fe(III) ક્ષારમાં પરિવર્તિત થાય છે.

જટિલ સંયોજનોમાં, Fe, Co, Ni એ 4 અથવા 6 ની સંકલન સંખ્યાઓ સાથે કેન્દ્રિય જટિલ આયનો છે.

વ્યવહારુ ભાગ

પ્રયોગ નંબર 3 આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડની તૈયારી અને ગુણધર્મો.

આયર્ન (II) મીઠાના દ્રાવણમાં NaOH આલ્કલી દ્રાવણ ઉમેરો જ્યાં સુધી અવક્ષેપ ન બને ત્યાં સુધી, પછી અવક્ષેપને ત્રણ ભાગોમાં વિભાજીત કરો:

a) પ્રથમ ટેસ્ટ ટ્યુબમાં વધારાની આલ્કલી ઉમેરો;

b) બીજામાં - એસિડ;

c) ત્રીજી ટેસ્ટ ટ્યુબમાંથી કાંપને ફિલ્ટર કરો અને તેને હવામાં ઊભા રહેવા દો.

ભેજ અને વાતાવરણીય ઓક્સિજનની હાજરીમાં, આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડ આયર્ન (III) હાઇડ્રોક્સાઇડમાં પરિવર્તિત થાય છે.

અનુભવ નંબર 4 Fe 2+ આયનની લાક્ષણિક પ્રતિક્રિયા.

ટેસ્ટ ટ્યુબમાં થોડું આયર્ન (II) મીઠું રેડો અને થોડી માત્રામાં લાલ રક્ત મીઠું K 3 સોલ્યુશન ઉમેરો. આ પ્રતિક્રિયાનો ઉપયોગ આયર્ન (II) આયનો શોધવા માટે થાય છે.

નિષ્કર્ષ:લાલ રક્ત મીઠું K 3 એ આયર્ન (II) આયન માટે રીએજન્ટ છે.

અનુભવ નંબર 5આયર્ન (II) કાર્બોનેટની તૈયારી અને હાઇડ્રોલિસિસ.

આયર્ન (II) મીઠાના દ્રાવણમાં સોડિયમ કાર્બોનેટ દ્રાવણ ઉમેરો. પરિણામી આયર્ન (II) નું સફેદ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ મીઠું તરત જ આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડ બનાવવા માટે હાઇડ્રોલિસિસમાંથી પસાર થાય છે.

નિષ્કર્ષ:નબળા એસિડ દ્વારા રચાયેલ મીઠું અંત સુધી હાઇડ્રોલાઇઝ્ડ થાય છે, કારણ કે H 2 CO 3 H 2 O અને CO 2 માં તૂટી જાય છે અને  H 2 CO 3 સંપૂર્ણપણે પ્રતિક્રિયાના ક્ષેત્રમાંથી દૂર થાય છે.

પ્રયોગ નંબર 6 આયર્ન (III) હાઇડ્રોક્સાઇડની તૈયારી

ટેસ્ટ ટ્યુબમાં થોડું આયર્ન (II) મીઠું નાખો. એક અવક્ષેપ દેખાય ત્યાં સુધી NaOH આલ્કલી દ્રાવણ ઉમેરો.

લાઇ ઉમેરો. ત્યાં કોઈ પ્રતિક્રિયા નથી.

એસિડ ઉમેરો -

પ્રયોગ નંબર 8 Fe 3+ આયનની લાક્ષણિક પ્રતિક્રિયાઓ

A) આયર્ન (III) મીઠાના દ્રાવણમાં પીળા લોહીના મીઠાના થોડા ટીપાં ઉમેરો. પરિણામ પ્રુશિયન વાદળી વાદળી અવક્ષેપ છે.

બી) આયર્ન (III) મીઠાના દ્રાવણમાં એમોનિયમ થિયોસાયનેટ NH 4 CNS ના થોડા ટીપાં ઉમેરો.

નિષ્કર્ષ: વાદળી અવક્ષેપ સ્વરૂપો.

નિષ્કર્ષ: લાલ સોલ્યુશન રચાય છે

પ્રયોગ નંબર 12 સાયનાઇડ અને થિયોસાયનેટ સંકુલની મજબૂતાઈનો અભ્યાસ

લાલ રક્ત મીઠાના દ્રાવણમાં એમોનિયમ થિયોસાયનેટનું સાંદ્ર દ્રાવણ ઉમેરો.

કોઈ પ્રતિક્રિયા નથી

નિષ્કર્ષ: Fe 3+ નો કોઈ લાલ રંગ જોવા મળતો નથી.

પ્રયોગ નંબર 13કોબાલ્ટ (II) હાઇડ્રોક્સાઇડની તૈયારી અને તેના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ

કોબાલ્ટ(II) મીઠાના દ્રાવણમાં થોડું સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સોલ્યુશન ઉમેરો. નબળી દ્રાવ્ય મૂળભૂત કોબાલ્ટ મીઠું રચાય છે. મૂળભૂત મીઠું ગુલાબી કોબાલ્ટ (II) હાઇડ્રોક્સાઇડમાં પરિવર્તિત થાય છે. અમે પરિણામી અવક્ષેપને ત્રણ ભાગોમાં વિભાજીત કરીએ છીએ: a) પ્રથમ ટેસ્ટ ટ્યુબમાં એસિડ ઉમેરો; b) બીજું - અધિક આલ્કલી; c) ત્રીજી ટેસ્ટ ટ્યુબમાં આપણે વાતાવરણીય ઓક્સિજન દ્વારા Co(OH) 2 થી Co(OH) 3 ના ઓક્સિડેશનને કારણે અવક્ષેપનું ધીમે ધીમે બ્રાઉનિંગ અવલોકન કરીએ છીએ. હવામાં કાંપને બ્રાઉન કરવાની પ્રક્રિયામાં ઘણો સમય લાગે છે (10 મિનિટની અંદર). ચાલો Co(OH) 2 અવક્ષેપનો ભાગ અલગ કરીએ અને તેને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડના દ્રાવણથી સારવાર કરીએ.

નિષ્કર્ષ:અવક્ષેપ ગુલાબી Co(II) હાઇડ્રોક્સાઇડમાં ફેરવાય છે

b)
આર.એન.આઈ.

નિષ્કર્ષ:જ્યારે હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે Co(OH) 3 માં સંક્રમણનો દર વધે છે.

પ્રયોગ નંબર 14કોબાલ્ટ(II) એમોનિયાની તૈયારી

કોબાલ્ટ (II) મીઠાના સોલ્યુશનમાં, પહેલા થોડું એમોનિયા સોલ્યુશન ઉમેરો, અને પછી તેમાંથી વધુ.

નિષ્કર્ષ:આછો વાદળી કોલોઇડલ સોલ્યુશન જોવા મળે છે.

અનુભવ નંબર 18નિકલ એમોનિયાનું ઉત્પાદન

નિકલ (II) મીઠાના સોલ્યુશનમાં, એમોનિયા સોલ્યુશનના થોડા ટીપાં ઉમેરો, અને પછી તેની વધારાની.

આછો લીલો સોલ્યુશન

અનુભવ નંબર 19આયનની લાક્ષણિકતા પ્રતિક્રિયા

પ્રયોગ 18 માં મેળવેલા નિકલ જટિલ મીઠાના ઉકેલમાં, અમે ડાઇમેથાઈલગ્લાયોક્ઝાઇમનું આલ્કોહોલ સોલ્યુશન ઉમેરીએ છીએ, નીચેની પ્રતિક્રિયાના સમીકરણ અનુસાર નિકલ ડાયમેથાઈલગ્લાયોક્સિમેટનું ગુલાબી-લાલ અવક્ષેપ રચાય છે:

ગુલાબી-લાલ અવક્ષેપ.

નિષ્કર્ષ:પ્રતિક્રિયા માત્રાત્મક માટે વપરાય છે તેના એલોયને ઓગાળીને મેળવેલા દ્રાવણમાં Ni 2+ નું નિર્ધારણ.

પ્રશ્નો પર નિયંત્રણ રાખો

Fe(III) હાઇડ્રોક્સાઇડનું નિર્માણ થાય છે કારણ કે Fe2(CO3)3 વધુ હાઇડ્રોલાઇઝ્ડ છે.

એક બદલી ન શકાય તેવી પ્રક્રિયા થઈ રહી છે.

એકસાથે અસ્તિત્વમાં નથી.

ડી)

એકસાથે અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે, કારણ કે H 2 O 2 એ Ni(OH) 2 માટે પૂરતું મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ નથી.

તેઓ સાથે રહી શકતા નથી.

68. આયર્ન સંયોજનો

આયર્ન(II) ઓક્સાઇડ FeO- એક કાળો સ્ફટિકીય પદાર્થ, પાણી અને આલ્કલીમાં અદ્રાવ્ય. FeOઆધાર સાથે મેળ ખાય છે Fe(OH)2.

રસીદ.આયર્ન (II) ઓક્સાઇડ કાર્બન (II) ઓક્સાઇડ સાથે ચુંબકીય આયર્ન ઓરના અપૂર્ણ ઘટાડા દ્વારા મેળવી શકાય છે:

રાસાયણિક ગુણધર્મો.તે મુખ્ય ઓક્સાઇડ છે. એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને, તે ક્ષાર બનાવે છે:

આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડ Fe(OH)2- સફેદ સ્ફટિકીય પદાર્થ.

રસીદ.આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડ આલ્કલી સોલ્યુશનની ક્રિયા હેઠળ ડાયવેલેન્ટ આયર્ન ક્ષારમાંથી મેળવવામાં આવે છે:

રાસાયણિક ગુણધર્મો.મૂળભૂત હાઇડ્રોક્સાઇડ. એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે:

હવામાં, Fe(OH)2 ને Fe(OH)3 માં ઓક્સિડાઇઝ કરવામાં આવે છે:

આયર્ન(III) ઓક્સાઇડ Fe2O3- ભૂરા રંગનો પદાર્થ, લાલ આયર્ન ઓરના સ્વરૂપમાં પ્રકૃતિમાં જોવા મળે છે, જે પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે.

રસીદ. જ્યારે પિરાઇટ ફાયરિંગ:

રાસાયણિક ગુણધર્મો.નબળા એમ્ફોટેરિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે. આલ્કલીસ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે, તે ક્ષાર બનાવે છે:

આયર્ન (III) હાઇડ્રોક્સાઇડ Fe(OH)3- લાલ-ભૂરા રંગનો પદાર્થ, પાણીમાં અદ્રાવ્ય અને વધુ આલ્કલી.

રસીદ. આયર્ન (III) ઓક્સાઇડ અને આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડના ઓક્સિડેશન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.

રાસાયણિક ગુણધર્મો.તે એમ્ફોટેરિક સંયોજન છે (મૂળભૂત ગુણધર્મોના વર્ચસ્વ સાથે). ફેરિક આયર્ન ક્ષાર પર આલ્કલીસની ક્રિયા હેઠળ અવક્ષેપ:

ફેરસ ક્ષારયોગ્ય એસિડ સાથે મેટાલિક આયર્ન પર પ્રતિક્રિયા કરીને મેળવવામાં આવે છે. તેઓ ખૂબ જ હાઇડ્રોલાઇઝ્ડ છે, તેથી જ તેમના જલીય દ્રાવણો ઊર્જાસભર ઘટાડનાર એજન્ટો છે:

જ્યારે 480 °C થી ઉપર ગરમ થાય છે, ત્યારે તે વિઘટિત થાય છે, ઓક્સાઇડ બનાવે છે:

જ્યારે આલ્કલી આયર્ન (II) સલ્ફેટ પર કાર્ય કરે છે, ત્યારે આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડ રચાય છે:

સ્ફટિકીય હાઇડ્રેટ બનાવે છે - FeSO4?7Н2О (આયર્ન સલ્ફેટ). આયર્ન (III) ક્લોરાઇડ FeCl3 –ડાર્ક બ્રાઉન સ્ફટિકીય પદાર્થ.

રાસાયણિક ગુણધર્મો.ચાલો પાણીમાં ભળી જઈએ. FeCl3ઓક્સિડાઇઝિંગ ગુણધર્મો દર્શાવે છે.

ઘટાડતા એજન્ટો - મેગ્નેશિયમ, જસત, હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ, ગરમ કર્યા વિના ઓક્સિડાઇઝ કરો.

1. ઓક્સિજન આયર્નને ઓક્સિડાઇઝ કરે છે, પરિણામે આયર્ન સ્કેલની રચના થાય છે - મિશ્ર ઓક્સાઇડ

ક્લોરિન એક મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ છે, તેથી તે આયર્નને ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન સ્થિતિમાં (+3) ઓક્સિડાઇઝ કરે છે, પરિણામે આયર્ન (III) ક્લોરાઇડની રચના થાય છે. 2. ઓક્સિજન અને ક્લોરિન ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ છે, આયર્ન ઘટાડનાર એજન્ટ છે.

કેન્દ્રિત એસિડ સાથે આયર્નની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા 1. નાઈટ્રિક અને કેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક એસિડ ઓક્સિડાઇઝિંગ એસિડ છે, એટલે કે. તેઓ એસિડ અવશેષોને કારણે મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ ગુણધર્મો દર્શાવે છે. નાઈટ્રિક એસિડના ઘટાડા દરમિયાન છોડવામાં આવેલ નાઈટ્રોજન ઑકસાઈડ (II) હવામાંના ઑક્સિજન દ્વારા નાઈટ્રોજન ઑકસાઈડ (IV) માં સરળતાથી ઑક્સિડાઇઝ થાય છે.

નૉૅધ:આયર્ન ઠંડા (પેસિવેટ્સ) માં કેન્દ્રિત નાઈટ્રિક એસિડ અને કેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરતું નથી.

આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડની તૈયારી અને એસિડ સાથે તેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા

અ) ક્રિયાઓ: આયર્ન (II) સલ્ફેટના તાજા તૈયાર દ્રાવણમાં સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ દ્રાવણ ઉમેરો. અવલોકનો: લીલાશ પડતા અવક્ષેપ સ્વરૂપો. પ્રતિક્રિયા સમીકરણો:

તારણો:આયર્ન (II) અને (III) હાઇડ્રોક્સાઇડ આલ્કલી દ્રાવણ સાથે આયર્ન (II) અને (III) ના દ્રાવ્ય ક્ષાર વચ્ચે વિનિમય પ્રતિક્રિયાના પરિણામે મેળવી શકાય છે, કારણ કે આ કિસ્સામાં, આયન બંધન થાય છે:

b) ક્રિયાઓ: અવક્ષેપમાં હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડનું દ્રાવણ ઉમેરો. અવલોકનો: અવક્ષેપ ઓગળી જાય છે. પ્રતિક્રિયા સમીકરણો:

તારણો:કારણ કે

પ્રકૃતિમાં મૂળભૂત છે, તેથી તે એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.

આયર્ન (III) હાઇડ્રોક્સાઇડના ક્ષારની તૈયારી અને અનુરૂપ ક્ષાર બનાવવા માટે એસિડ સાથે તેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા

અ) ક્રિયાઓ: આયર્ન (III) ક્લોરાઇડના દ્રાવણમાં આલ્કલી દ્રાવણ ઉમેરો. અવલોકનો: ભૂરા રંગનો અવક્ષેપ રચાય છે. પ્રતિક્રિયા સમીકરણો:

તારણો:આયનો

તેમના ક્ષાર અને આલ્કલી વચ્ચેની પ્રતિક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરી શકાય છે, કારણ કે આ કિસ્સામાં, વરસાદ સ્વરૂપો:

- લીલા;

- ભુરો. b) ક્રિયાઓ: અવક્ષેપમાં સલ્ફ્યુરિક એસિડ ઉમેરો. અવલોકનો: અવક્ષેપ ઓગળી જાય છે. પ્રતિક્રિયા સમીકરણો:

અકાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્ર પર ચીટ શીટ. આયર્ન (III) સંયોજનો આયર્ન હાઇડ્રોક્સાઇડ 2 જ્યારે ગરમ થાય છે ત્યારે વિઘટિત થાય છે