Органик бус химийн талаархи хуурамч хуудас. Төмрийн (III) нэгдлүүд Төмрийн гидроксид 2 нь халах үед задардаг

Төлөвлөгөө.
Оршил.

Дүгнэлт.
Ном зүй.

Оршил.
Төмрийн (II) гидроксид нь төмрийн нэгдэл болох Fe(OH) 2 томъёотой органик бус бодис юм. Энэ нь байгальд ашигт малтмалын амакинит хэлбэрээр үүсдэг. Энэ ашигт малтмал нь магни, манганы хольц агуулдаг (эмпирик томъёо Fe 0.7 Mg 0.2 Mn 0.1 (OH) 2). Эрдсийн өнгө нь шар-ногоон эсвэл цайвар ногоон, Mohs хатуулаг 3.5-4, нягт нь 2.925-2.98 г/см?. Үндсэн шинж чанар нь давамгайлсан амфотерийн гидроксид. Талст бодис нь цагаан өнгөтэй (заримдаа ногоон өнгөтэй) бөгөөд агаарт цаг хугацааны явцад бараан өнгөтэй болдог. Энэ нь төмрийг зэврүүлэх завсрын нэгдлүүдийн нэг юм. Төмрийн (II) гидроксидыг төмрийн никель батерейны идэвхтэй массыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Энэхүү ажлын зорилго нь төмрийн (II) гидроксидыг олж авах, түүний шинж чанарыг судлах явдал юм.
Ажлын явцад дараахь ажлуудыг тавьсан.

Суурийг хэд хэдэн шинж чанараар ангилдаг.

Уусдаг ба уусдаггүй суурийн хуваагдал нь хүчтэй ба сул суурь буюу металлын гидроксид ба шилжилтийн элементүүдэд хуваагдахтай бараг бүрэн давхцдаг.

1. Уусмал дахь давс ба шүлтийн хоорондын солилцооны урвал.
Энэ нь уусдаг (шүлтлэг) ба уусдаггүй суурийн аль алиныг нь олж авах хамгийн түгээмэл арга бөгөөд үүнийг бэлтгэх цорын ганц лабораторийн арга юм.
Хүчтэй шүлт бэлтгэх:
Na 2 CO 3 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 + 2NaOH
Уусдаггүй суурь бэлтгэх:
CuSO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2 + K 2 SO 4
2. Үндсэн ислийг чийгшүүлэх.
Зөвхөн хүчтэй шүлтийг ийм аргаар олж авах боломжтой, i.e. шүлтлэг ба шүлтлэг шороон металлын гидроксид. Жишээлбэл:
BaO + H 2 O = Ba(OH) 2
3. Металлуудын устай харилцан үйлчлэл.
Хэвийн нөхцөлд зөвхөн шүлтлэг ба шүлтлэг шороон металууд устай харилцан үйлчилдэг. Энэ тохиолдолд холбогдох шүлт ба устөрөгч үүсдэг.
Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2
4. Давсны усан уусмалын электролиз.
Аж үйлдвэрт NaOH ба KOH-ийг кали, натрийн хлоридын усан уусмалын электролизээр гаргаж авдаг.
KCl + 2H 2 O = 2KOH + H 2 + Cl 2

Физик шинж чанар.
Шүлтүүд (натри, кали, литийн гидроксид) нь хатуу, цагаан, маш гигроскопийн талстыг үүсгэдэг. NaOH хайлах цэг нь 322 ° C, KOH 405 ° C, LiOH 473 ° C байна. Натрийн гидроксидын талст тор нь NaCl шиг куб хэлбэртэй, калийн гидроксидынх нь тетрагональ хэлбэртэй байдаг.
Кальци, магни, бериллий, барийн гидроксид нь цагаан нунтаг үүсгэдэг, бас нэлээд гигроскоптой, гэхдээ шүлтлэг шиг тийм ч их биш. Тэд зургаан өнцөгт болор тор үүсгэдэг; исэл ба ус руу задардаг тул хайлах температур нь өндөр биш юм.
Бусад металлын гидроксидууд (хөнгөн цагаан, зэс, цайр гэх мэт) янз бүрийн өнгийн тунадас үүсгэдэг, ихэнхдээ цагаан өнгөтэй байдаг. Өнгөт гидроксидыг паалан, паалан үйлдвэрлэхэд пигмент болгон ашигладаг.
Зөвхөн шүлтүүд нь усанд сайн уусдаг, хоёрдугаар бүлгийн (үндсэн дэд бүлэг) металлын суурийнхаас хамаагүй бага, бусад нь бараг усанд уусдаггүй.
Химийн шинж чанар.
Металлын гидроксид нь гидроксидын найрлагад орсон металлын идэвхжилээс хамааран өөр өөр химийн шинж чанарыг харуулдаг.
Суурь нь хүчилтэй урвалд орж давс, ус үүсгэдэг. Энэ урвалыг саармагжуулах урвал гэж нэрлэдэг, учир нь дууссаны дараа орчин нь саармаг руу ойртдог.
2KOH+H 2 SO 4 =K 2 SO 4 +2H 2 O
Хэрэв суурь нь усанд уусдаг бол хүчиллэг ба амфотерийн ислүүдтэй урвалд орж давс, ус үүсгэдэг.
2KOH+SO 3 =K 2 SO 4 +H 2 O
2RbOH+ZnO=Rb 2 ZnO 2 +H 2 O.
Мөн усанд уусдаг суурь нь давстай урвалд орж шинэ давс, шинэ суурь үүсгэж болно, хэрэв шинэ суурь нь уусдаггүй бол:
2NaOH+CuSO 4 =Cu(OH) 2 +Na 2 SO 4
Гидроксидын тусгай бүлэг нь амфотерийн гидроксидуудаас бүрддэг. Диссоциацийн үед тэд нэгэн зэрэг H + катионууд ба OH - гидроксидын ионуудыг үүсгэдэг. Үүнд, жишээлбэл, Zn (OH) 2, Al (OH) 3, Be (OH) 2, Pb (OH) 2 болон бусад.
Амфотерийн гидроксид нь хүчил ба шүлтийн уусмалуудтай урвалд ордог. Суурьтай харьцахдаа тэдгээр нь хүчлүүдийн шинж чанарыг харуулдаг бөгөөд хүчилтэй харилцан үйлчлэх үед тэдгээр нь суурийн шинж чанарыг харуулдаг.
Zn(OH) 2 +H 2 SO 4 =ZnSO 4 +2H 2 O
Cr(OH) 3 + 3NaOH = Na 3 (натрийн гексагидроксохромат (III))
Al(OH) 3 + NaOH = Na (натрийн тетрагидроксоалюминат (III))
Электролитийн диссоциацийн онолын үүднээс авч үзвэл суурь уусмалын шинж чанарыг (индикаторын өнгө өөрчлөгдөх, хүрэхэд саван, хүчил, хүчил исэл, давстай харилцан үйлчлэлцэх) OH - гидроксидын ионууд байгаа эсэхээр тодорхойлогддог. Суурь нь фенолфталеин - час улаан, лакмус - цэнхэр гэсэн үзүүлэлтээр өнгөтэй байна.
Уусдаггүй суурь нь металлын исэл ба усанд халах үед задардаг
2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O
Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O

Төмөр нь эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан. Археологичдын олж илрүүлсэн хамгийн эртний төмрийн эд зүйлс нь МЭӨ 4 мянган жилийн өмнөх үеийнх юм. д. Хүний анхны төмрийн бүтээгдэхүүнийг хийсэн материал нь солирын төмөр байсан гэж үздэг. Олон хэлээр төмрийг "тэнгэрийн металл", "тэнгэрээс дуслах" гэх мэтээр нэрлэдэг байсан нь санамсаргүй хэрэг биш юм. “Тэнгэрээс төмөр чулуу унадаг” гэсэн шинжлэх ухааны анхны нотолгоог 1775 онд Петербургийн академич, газарзүйч, аялагч Петр Саймон Паллас (1741–1811) Петербургт 600 кг жинтэй төмөр солирын блок авчирч өгсөн байдаг. Дэлхий дээр олдсон хамгийн том төмөр солир бол 1920 онд Баруун өмнөд Африкт олдсон 60 орчим тонн жинтэй Гобе солир юм. Унаж буй хамгийн том төмөр солир Москвад Оросын ШУА-ийн музейд байрладаг. Түүнийг унах үед (1816 оны 10-р сарын 18, Алс Дорнод) солир хагарч, 256 кг жинтэй хоёр хэлтэрхий олджээ. Дэлхий дээрх төмрийг алтнаас хамаагүй илүү үнэлдэг байсан үе бий. Зөвлөлтийн түүхч Г.Арешян Газар дундын тэнгисийн орнуудын эртний соёлд төмрийн нөлөөг судалжээ. Тэрээр дараах харьцааг өгдөг: 1: 160: 1280: 6400. Энэ бол эртний хитчүүдийн зэс, мөнгө, алт, төмрийн үнэ цэнийн харьцаа юм. Гомерын "Одиссей"-д гэрчилснээр Ахиллесийн зохион байгуулсан тоглоомын ялагчийг нэг хэсэг алт, нэг хэсэг төмрөөр шагнажээ. Төмөр нь дайчин, тариачин хоёрын аль алинд нь адилхан шаардлагатай байсан бөгөөд бидний мэдэж байгаагаар практик хэрэгцээ нь үйлдвэрлэл, техникийн дэвшлийн хамгийн сайн хөдөлгүүр юм.
19-р зууны дунд үеэс "төмрийн үе" гэсэн нэр томъёог шинжлэх ухаанд нэвтрүүлсэн. Данийн археологич К.Ю. Томсен. Хүн төрөлхтний түүхийн энэ үеийн “албан ёсны” хил хязгаар: IX...VII зуунаас. МЭӨ. Европ, Азийн олон ард түмэн, овог аймгуудын дунд төмрийн металлурги хөгжиж эхэлсэн үед болон эдгээр овог аймгуудын дунд ангийн нийгэм, төр үүсэхээс өмнө. Гэхдээ эрин үеийг багаж хэрэгслийн үндсэн материалаар нэрлэсэн бол Төмөр зэвсгийн үе өнөөг хүртэл үргэлжилж байгаа нь ойлгомжтой. Бидний алс холын өвөг дээдэс төмрийг хэрхэн олж авсан бэ? Нэгдүгээрт, бяслаг үлээх арга гэж нэрлэгддэг. Бяслагны зуухыг шууд газарт, ихэвчлэн жалга, шуудууны налуу дээр барьсан. Тэд хоолой шиг харагдаж байв. Энэ хоолойг нүүрс, төмрийн хүдэр дүүргэсэн. Нүүрсээ асааж, жалга довны энгэр рүү орох салхи нүүрсээ шатааж байлаа. Төмрийн хүдэр багасч, зөөлөн царцдас - шаар агуулсан төмрийг олж авав. Ийм төмрийг гагнуурын төмөр гэж нэрлэдэг байсан; энэ нь хүдрээс шилжсэн зарим нүүрстөрөгч болон хольц агуулсан . Крица хуурамчаар үйлдсэн. Шаарны хэсгүүд унаж, шаарын утастай төмөр алхны дор үлджээ. Үүнээс янз бүрийн багаж хэрэгсэл хийсэн. Цутгамал төмрийн эрин үе урт байсан ч эртний болон дундад зууны эхэн үеийн хүмүүс бусад төмрийг мэддэг байсан. Алдарт Дамаскийн ган (эсвэл дамаск ган) нь Аристотелийн үед (МЭӨ IV зуун) Дорнодод хийгдсэн байдаг. Гэхдээ түүнийг үйлдвэрлэх технологи, мөн дамаск ир хийх үйл явцыг нууцалж байсан. Африкт МЭӨ 1-р мянганы үеэс төмрийн хүдэр хайлуулж эхэлсэн. Энд төмрийн хүдэр дэлхийн гадаргуу дээр гарч ирдэг. Тэд голын хурдасаас олдсон байх. Голын сав газарт Замбези археологичид шавар тэсэлгээний зуух, хаягдсан төмрийн хүдрийн уурхай, овоолгын шаар зэргийг илрүүлжээ. Нутгийн овог аймгууд чулуун зэвсгийн үеэс Төмөр зэвсгийн үе рүү шууд нүүж, хүрэл зэвсгийг тойрч гарсан. Цаг хугацаа өнгөрөхөд төмөр нь бусад металлыг орлож, багаж хэрэгсэл, зэвсэг, механизм болон бусад бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх гол материал болжээ. Тэр холын цаг үед эхэлсэн “төмрийн үе” өнөөг хүртэл үргэлжилж байна. Төмөр ба түүний хайлш нь дэлхийн нийт металлын бүтээгдэхүүний 95 орчим хувийг эзэлдэг. Одоо төмрийн дийлэнх хэсгийг ширэм, ган хэлбэрээр хайлуулж байна.

Төмөр нь дэлхийн царцдасын нэлээд өргөн тархсан бөгөөд энэ нь дэлхийн царцдасын массын 4.1 орчим хувийг эзэлдэг (бүх элементүүдийн дунд 4-р байр, металлын дунд 2-р байр). Манти болон царцдас дахь төмөр нь гол төлөв силикатуудад төвлөрдөг бол түүний агууламж үндсэн болон хэт суурь чулуулагт чухал, хүчиллэг ба завсрын чулуулагт бага байдаг.
Төмөр агуулсан олон тооны хүдэр, эрдэс бодисыг мэддэг. Практикт хамгийн чухал ач холбогдолтой нь улаан төмрийн хүдэр (гематит, Fe 2 O 3; 70% хүртэл Fe агуулдаг), соронзон төмрийн хүдэр (магнетит, FeFe 2 O 4, Fe 3 O 4; 72.4% Fe агуулсан), хүрэн төмрийн хүдэр эсвэл лимонит (гетит ба гидрогоетит, FeOOH ба FeOOH·nH 2 O тус тус). Гёттит ба гидрогоетит нь ихэвчлэн өгөршсөн царцдасаас олддог бөгөөд зузаан нь хэдэн зуун метр хүрдэг "төмөр малгай" гэж нэрлэгддэг. Тэд мөн нуур эсвэл далайн эргийн хэсгүүдэд коллоид уусмалаас унасан тунамал гаралтай байж болно. Энэ тохиолдолд oolitic буюу буурцагт ургамал, төмрийн хүдэр үүсдэг. Вивианит Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O ихэвчлэн тэдгээрт олддог бөгөөд хар сунасан талстууд болон радиаль дүүргэгчийг үүсгэдэг.
Төмрийн сульфид нь байгальд өргөн тархсан байдаг - пирит FeS 2 (хүхэр эсвэл төмрийн пирит) ба пиротит. Эдгээр нь төмрийн хүдэр биш - пиритийг хүхрийн хүчил үйлдвэрлэхэд ашигладаг бөгөөд пирротит нь ихэвчлэн никель, кобальт агуулдаг.
Орос улс төмрийн хүдрийн нөөцөөрөө дэлхийд нэгдүгээрт ордог. Далайн усанд төмрийн агууламж 1·10?5 -1·10?8% байна.

Үндсэн ордууд.

АНУ-ын Геологийн албаны мэдээлснээр дэлхийн төмрийн хүдрийн батлагдсан нөөц нь ойролцоогоор 178 тэрбум тонн бөгөөд төмрийн үндсэн ордууд Бразил, Австрали, АНУ, Канад, Швед, Венесуэл, Либери, Украин, Франц, Энэтхэгт байдаг. Орос улсад төмрийг Курскийн соронзон аномали (КМА), Кола хойг, Карелия, Сибирьт олборлодог. Төмөр, манган болон бусад үнэт металлын хамт зангилаанд агуулагддаг далайн ёроолын ордууд сүүлийн үед ихээхэн үүрэг гүйцэтгэх болсон.

Баримт.

Аж үйлдвэрт төмрийг төмрийн хүдрээс, гол төлөв гематит (Fe 2 O 3), магнетит (FeO Fe 2 O 3) зэргээс авдаг.
Хүдрээс төмрийг гаргаж авах янз бүрийн арга байдаг. Хамгийн түгээмэл нь домэйн процесс юм.
Үйлдвэрлэлийн эхний үе шат нь 2000 ° C-ийн температурт тэсэлгээний зууханд төмрийг нүүрстөрөгчөөр ангижруулах явдал юм. Домен зууханд кокс хэлбэрээр нүүрстөрөгч, бөөгнөрөл эсвэл үрэл хэлбэрээр төмрийн хүдэр, флюс (шохойн чулуу гэх мэт) нь дээрээс тэжээгддэг бөгөөд доороос албадан халуун агаарын урсгалаар хангадаг.
Зууханд кокс хэлбэрийн нүүрстөрөгч нь нүүрстөрөгчийн дутуу исэл болж исэлддэг. Энэ исэл нь хүчилтөрөгчийн дутагдалд шатах үед үүсдэг.
2C + O = 2CO
Хариуд нь нүүрстөрөгчийн дутуу исэл нь хүдрээс төмрийг бууруулдаг. Энэ урвалыг хурдан явуулахын тулд халсан нүүрстөрөгчийн дутуу ислийг төмрийн (III) ислээр дамжуулдаг.
3CO + Fe 2 O 3 = 2Fe + 3CO 2
Олборлосон хүдэр дэх хүсээгүй хольцыг (ялангуяа силикат, жишээлбэл, кварц) зайлуулахын тулд флюс нэмнэ. Ердийн урсгал нь шохойн чулуу (кальцийн карбонат) ба доломит (магнийн карбонат) агуулдаг. Бусад хольцыг арилгахын тулд бусад урсгалыг ашигладаг.
Урсгалын нөлөө (энэ тохиолдолд кальцийн карбонат) нь халах үед түүний исэлд задардаг.
CaCO 3 = CaO + CO 2
Кальцийн исэл нь цахиурын давхар исэлтэй нийлж, шаар - кальцийн метасиликат үүсгэдэг.
CaO + SiO 2 = CaSiO 3
Шаар нь цахиурын давхар ислээс ялгаатай нь зууханд хайлуулдаг. Төмрөөс хөнгөн шаар гадаргуу дээр хөвдөг - энэ шинж чанар нь шаарыг металлаас салгах боломжийг олгодог. Дараа нь шаарыг барилга, хөдөө аж ахуйд ашиглаж болно. Домен зууханд үйлдвэрлэсэн хайлмал төмөр нь маш их хэмжээний нүүрстөрөгч (цутгамал) агуулдаг. Цутгамал төмрийг шууд хэрэглэхээс бусад тохиолдолд цаашдын боловсруулалтыг шаарддаг.
Илүүдэл нүүрстөрөгч болон бусад хольцыг (хүхэр, фосфор) цутгамал төмрөөс ил зуух эсвэл хувиргагч дахь исэлдүүлэх замаар зайлуулдаг. Цахилгаан зуухыг хайлшин ган хайлуулахад бас ашигладаг.
Домен зуухны процессоос гадна төмрийг шууд үйлдвэрлэх үйл явц түгээмэл байдаг. Энэ тохиолдолд урьдчилан буталсан хүдрийг тусгай шавартай хольж, үрэл үүсгэдэг. Үрлэн шатааж, устөрөгч агуулсан халуун метан хувиргах бүтээгдэхүүнээр босоо амны зууханд боловсруулдаг. Устөрөгч нь төмрийг амархан бууруулдаг:
Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3 H 2 O
энэ тохиолдолд төмрийг нүүрсэнд байдаг нийтлэг хольц болох хүхэр, фосфор зэрэг хольцоор бохирдуулахгүй. Төмрийг хатуу хэлбэрээр олж авдаг бөгөөд дараа нь цахилгаан зууханд хайлуулдаг.
Химийн цэвэр төмрийг түүний давсны уусмалын электролизээр олж авдаг.
Төмрийн хэрэглээ.
Төмөр бол орчин үеийн технологийн хамгийн чухал металл юм. Цэвэр хэлбэрээр төмрийг бат бөх чанар багатай тул бараг ашигладаггүй, гэхдээ өдөр тутмын амьдралд ган эсвэл цутгамал төмрийг ихэвчлэн "төмөр" гэж нэрлэдэг. Төмрийн ихэнх хэсгийг маш өөр найрлага, шинж чанартай хайлш хэлбэрээр ашигладаг. Бүх металлын бүтээгдэхүүний 95 орчим хувийг төмрийн хайлш эзэлдэг. Нүүрстөрөгчөөр баялаг хайлш (жингийн 2% -иас дээш) - цутгамал төмрийг төмрөөр баяжуулсан хүдрээс тэсэлгээний зууханд хайлуулдаг. Төрөл бүрийн төрлийн ган (нүүрстөрөгчийн агууламж нь жингийн 2% -иас бага) нь ил задгай зуух, цахилгаан зуух, хувиргагчид илүүдэл нүүрстөрөгчийг исэлдүүлэх (шатаах), хортой хольцыг (гол төлөв S, P, O) зайлуулж, цутгах замаар цутгамал төмрөөс хайлуулдаг. хайлшлах элементүүд. Өндөр хайлштай ган (никель, хром, вольфрам болон бусад элементүүдийн өндөр агууламжтай) нь цахилгаан нуман болон индукцийн зууханд хайлуулдаг. Тусгай зориулалтаар ган, төмрийн хайлш үйлдвэрлэхэд вакуум, электрошлаг хайлуулах, плазм ба электрон цацраг хайлуулах гэх мэт шинэ процессуудыг ашигладаг. Өндөр чанартай металл, процессын автоматжуулалтыг хангадаг тасралтгүй ажиллаж байгаа нэгжүүдэд ган хайлуулах аргуудыг боловсруулж байна.
Өндөр, бага температур, вакуум болон өндөр даралт, түрэмгий орчин, өндөр хувьсах хүчдэл, цөмийн цацраг гэх мэтийг тэсвэрлэх чадвартай төмрийн суурьтай материалыг бүтээдэг. Төмөр болон түүний хайлшийн үйлдвэрлэл байнга нэмэгдэж байна.
Урлагийн материал болгон төмрийг эрт дээр үеэс Египет, Месопотами, Энэтхэгт ашиглаж ирсэн. Дундад зууны үеэс Европын орнуудад (Англи, Франц, Итали, Орос болон бусад) олон тооны өндөр уран сайхны төмрийн бүтээгдэхүүн хадгалагдан үлджээ - хуурамч хашаа, хаалганы нугас, ханын хаалт, цаг агаарын жигүүр, цээжний хүрээ, гэрэл. Саваагаар хийсэн бүтээгдэхүүн, өргөссөн төмрөөр хийсэн бүтээгдэхүүн (ихэвчлэн гялтгануур доторлогоотой) нь хавтгай хэлбэртэй, тодорхой шугаман график дүрсээр ялгагддаг бөгөөд хөнгөн агаарын дэвсгэр дээр үр дүнтэй харагддаг. 20-р зуунд төмрийг сараалж, хашаа, задгай дотоод хуваалт, лааны тавиур, хөшөө дурсгал хийхэд ашигладаг байв.

Физик шинж чанар.
Төмөр бол чөлөөт төлөвт нь саарал өнгөтэй мөнгөлөг цагаан өнгөтэй ердийн металл юм. Цэвэр металл нь уян хатан чанар, янз бүрийн хольц нь түүний хатуулаг, хэврэг байдлыг нэмэгдүүлдэг. Энэ нь тод соронзон шинж чанартай байдаг. "Төмрийн гурвал" гэж нэрлэгддэг физик шинж чанар, атомын радиус, цахилгаан сөрөг утгатай ижил төстэй гурван металлын бүлэг нь ихэвчлэн ялгагдана.
Төмөр нь полиморфизмоор тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь дөрвөн талст өөрчлөлттэй байдаг.

Металлурги нь?-Fe-ийг салангид үе шат гэж ялгадаггүй бөгөөд үүнийг төрөл бүрийн?-Fe гэж үздэг. Төмөр эсвэл ганг Кюри цэгээс дээш халаахад ионуудын дулааны хөдөлгөөн нь электронуудын эргэлтийн соронзон моментуудын чиг хандлагыг алдагдуулж, ферромагнет нь парамагнит болж хувирдаг - хоёр дахь дарааллын фазын шилжилт, харин 1-р зэрэглэлийн фазын шилжилт талстуудын үндсэн физик үзүүлэлтүүдийн өөрчлөлт гардаггүй.
Хэвийн даралттай цэвэр төмрийн хувьд металлургийн үүднээс авч үзвэл дараахь тогтвортой өөрчлөлтүүд байдаг.

Ган дахь нүүрстөрөгч ба хайлшийн элементүүд байгаа нь фазын шилжилтийн температурыг ихээхэн өөрчилдөг. α- ба β-төмрийн нүүрстөрөгчийн хатуу уусмалыг феррит гэж нэрлэдэг. Заримдаа атомын бүтэц нь ижил боловч өндөр температурт-феррит ба бага температурт-ферритийг хооронд нь ялгадаг. α-төмрийн нүүрстөрөгчийн хатуу уусмалыг аустенит гэж нэрлэдэг.

Полиморфизмын үзэгдэл нь гангийн металлургийн хувьд туйлын чухал юм. Яг баярлалаа?-? Гангийн дулааны боловсруулалт нь болор торны шилжилтийн үед явагддаг. Энэ үзэгдэл байгаагүй бол гангийн үндэс болсон төмрийг ийм өргөнөөр ашиглахгүй байх байсан.
Төмөр нь галд тэсвэртэй бөгөөд дунд зэргийн идэвхтэй металлд хамаардаг. Төмрийн хайлах цэг нь 1539 ° C, буцлах цэг нь 2862 ° C байна.
Химийн шинж чанар.
Төмөр нь дунд зэргийн химийн идэвхжилтэй байдаг. Энэ нь хүчилтөрөгчийн орчинд шатаж, Fe 2 O 3 исэл үүсгэдэг. Нилээд буталсан төлөвт метал нь пирофор, i.e. агаарт аяндаа шатах чадвартай. Устөрөгчийн агаар мандалд төмрийн оксалатыг дулаанаар задлах замаар нарийн төмрийн нунтаг гаргаж авах боломжтой.
Агаарт 200 ° C хүртэл температурт хадгалагдах үед төмрийг аажмаар исэлдүүлсэн өтгөн хальсаар бүрхэж, металлын цаашдын исэлдэлтээс сэргийлдэг. Чийглэг агаарт төмөр нь зэвний сул давхаргаар хучигддаг бөгөөд энэ нь метал руу хүчилтөрөгч, чийг нэвтрэх, түүнийг устгахад саад болохгүй. Зэв нь тогтмол химийн найрлагатай байдаггүй; ойролцоогоор түүний химийн томъёог Fe 2 O 3 гэж бичиж болно.
Төмөр нь хайлсан хүхэртэй урвалд орж сульфид үүсгэдэг ба хлор, бром, иодтой идэвхтэй харилцан үйлчилж, трихлорид, трибромид, диодиод үүсгэдэг. Гадаргуу дээр өтгөн, дэгдэмхий бодис багатай трифторидын хальс үүсдэг тул төмөр нь фтортой сул урвалд ордог. 500 хэмээс дээш температурт метал нь нүүрстөрөгчтэй урвуу урвалд ордог.
3Fe+C<=>Fe3C
Энэ найрлагатай төмрийн карбидыг цементит гэж нэрлэдэг. Энэ нь цутгамал төмөр, гангаар олддог.
Төмөр нь халах үед хүчилтөрөгчтэй урвалд ордог. Агаарт төмрийг шатаах үед Fe 2 O 3 исэл, цэвэр хүчилтөрөгчөөр шатаах үед Fe 3 O 4 исэл үүсдэг. Хэрэв хүчилтөрөгч эсвэл агаарыг хайлсан төмрөөр дамжуулвал FeO оксид үүснэ.
Халах үед төмөр нь азоттой урвалд орж, төмрийн нитрид Fe3N, фосфортой, фосфидүүд FeP, Fe 2 P, Fe 3 P, нүүрстөрөгчтэй, карбид Fe 3 C, цахиуртай, хэд хэдэн силицид, жишээлбэл, FeSi үүсгэдэг. Өндөр даралттай үед металл төмөр нүүрстөрөгчийн дутуу ислийн CO-тай урвалд орж, хэвийн нөхцөлд шингэн нь маш дэгдэмхий төмөр пентакарбонил Fe(CO) 5 үүсдэг. Fe 2 (CO) 9 ба Fe 3 (CO) 12 найрлагын төмрийн карбонилуудыг бас мэддэг. Төмрийн карбонил нь ферроцений найрлагатай төмрийн органик нэгдлүүдийн нийлэгжилтийн эхлэлийн материал болдог.
Цэвэр металл төмөр нь ус болон шингэрүүлсэн шүлтийн уусмалд тогтвортой байдаг. Хүчтэй оксидын хальс нь түүний гадаргууг идэвхгүйжүүлдэг тул төмөр нь давсны болон шингэрүүлсэн (ойролцоогоор 20%) хүхрийн хүчлээр урвалд орж төмрийн (II) давс үүсгэдэг.
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2
Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2
Төмөр нь азотын хүчлийн шингэрүүлсэн болон дунд зэргийн концентрацитай уусмалд уусдаг.
Fe + 4HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + NO ^ + 2H 2 O
Төмөр нь ойролцоогоор 70% хүхрийн хүчилтэй урвалд ороход төмрийн (III) сульфат үүсэх урвал явагдана.
2Fe + 4H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 4H 2 O
Агаар мандлын чийг, агаарын нөлөөн дор төмөр зэвэрдэг (зэвэрдэг):
4Fe + 2H 2 O + 3O 2 = 4FeO(OH)
Жилд үйлдвэрлэсэн төмрийн 10 хүртэлх хувийг зэврэлтээс болж алддаг.
Хүхэр, нүүрстөрөгч, фосфорын 0.01% -иас бага хольц агуулсан маш цэвэр төмөр нь зэврэлтэнд тэсвэртэй. Энэтхэгийн Дели хотын ойролцоо 9-р зуунд босгосон төмөр багана байдаг. Зэвэрсэн шинж тэмдэг илрээгүй МЭӨ. Энэ нь 99.72% төмрийн агууламжтай маш цэвэр металлаар хийгдсэн. Энэ нутгийн цаг уурын онцлог нь алдартай баганын материалын зэврэлтээс хамгаалахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Металл төмрийг шүлтийн төвлөрсөн (30% -иас дээш) уусмалаар халаахад урвалд орж, гидроксо комплекс үүсгэдэг. Халах үед хүчтэй исэлдүүлэгч бодисын нөлөөн дор төмөр нь исэлдэлтийн төлөвт (+VI) нэгдэл үүсгэдэг - ферратууд:
Fe + 2KNO 3 = K 2 FeO 4 + 2NO
Төмрийн хувьд исэл ба гидроксидыг (II) ба (III) исэлдэлтийн төлөвт мэддэг.
Төмөр нь бараг бүх анионуудтай энгийн давс үүсгэдэг. Нитрат, сульфат, галогенид (фтороос бусад), ацетат зэрэг нь усанд уусдаг төмрийн (II) катионыг төмрийн (III) катион болгон исэлдүүлэх боломжтой. Төмрийн (II) давсны уусмал ба түүний хатуу давс нь агаарт хадгалагдаж байсан ч аажмаар исэлддэг.
4FeCO 3 + 2H 2 O + O 2 = 4FeO(OH) + 2CO 2
4FeS + 6H 2 O + O 2 = 4FeO(OH) + 4H 2 S
Халах үед төмрийн сульфат, нитрат, карбонат, оксалатууд задардаг. Энэ тохиолдолд төмөр (II) нь ихэвчлэн төмөр (III) болж исэлддэг, жишээлбэл:
2FeSO 4 = Fe 2 O 3 + SO 3 + SO 2
Төмрийн (III) давс нь хүчтэй гидролизд ордог.

Төмрийн (II) исэл - FeO. Хар талст бодис, молекул нь ионы бүтэцтэй. Үндсэн шинж чанарыг харуулдаг (хэдийгээр энэ нь шүлтлэг хайлмалтай харилцан үйлчилдэг, сул амфотер шинж чанартай байдаг). Энэ нь ердийн нөхцөлд устай урвалд ордоггүй, харин агаар мандлын хүчилтөрөгч, бага халаалттай үед усны ууртай аажмаар урвалд ордог. Сул бууруулагчийн шинж чанарыг харуулдаг. Халах үед энэ нь задардаг боловч дахин халаахад дахин үүсдэг. Хүчилтэй харилцан үйлчилдэг. Хүчилтөрөгчөөр исэлдэж, холимог төмрийн исэл. Устөрөгч, нүүрстөрөгч, нүүрстөрөгчийн дутуу ислээр бууруулсан:
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-ийг төмрийн холимог ислийг нүүрстөрөгчийн дутуу ислээр багасгах эсвэл хоёр валент төмрийн нэгдлүүдийг инертийн орчинд задлах замаар олж авдаг.
Fe 3 O 4 + CO 3FeO + CO 2,
Fe(OH) 2 FeO + H 2 O,
FeCO 3 FeO + CO 2 .

Төмрийн (II) гидроксид нь байгалиасаа амакинитын эрдэс хэлбэрээр үүсдэг. Энэ ашигт малтмал нь магни, манганы хольц агуулдаг (эмпирик томъёо Fe 0.7 Mg 0.2 Mn 0.1 (OH) 2). Эрдсийн өнгө нь шар-ногоон эсвэл цайвар ногоон, Mohs хатуулаг 3.5-4, нягт нь 2.925-2.98 г/см?.
Цэвэр төмрийн (II) гидроксид нь цагаан талст бодис юм. Заримдаа төмрийн давсны хольцоос болж ногоон өнгөтэй байдаг. Цаг хугацаа өнгөрөхөд агаарт өртөх нь исэлдэлтийн улмаас харанхуй болдог. Усанд уусдаггүй (уусах чадвар 5.8·10?6 моль/л). Халах үед задардаг. Энэ нь тригональ болор торны системтэй.
Төмрийн (II) гидроксид нь суурийн шинж чанарыг харуулдаг - шингэрүүлсэн хүчлүүдтэй саармагжуулах урвалд амархан ордог, жишээлбэл давсны хүчил (төмрийн (II) хлоридын уусмал үүсдэг):
Fe(OH) 2 + 2HCl 2 = 2 H 2 O + FeCl 2
Илүү хүнд нөхцөлд энэ нь хүчиллэг шинж чанартай байдаг, жишээлбэл, концентрацитай (50% -иас дээш) натрийн гидроксид нь азотын агаар мандалд буцалгах үед натрийн тетрагидроксоферрат (II) тунадас үүсгэдэг.
Fe(OH) 2 + 2NaOH = Na 2
Аммиакийн гидраттай урвалд ордоггүй. Халах үед энэ нь аммонийн давсны төвлөрсөн уусмал, жишээлбэл аммонийн хлоридтой урвалд ордог.
Fe(OH) 2 + 2NH 4 Cl = FeCl 2 + 2NH 3 + 2H 2 O
Халах үед энэ нь задарч төмрийн (II) исэл үүсгэдэг: Fe(OH) 2 = FeO + H 2 O
Энэ урвалд метал төмөр ба диир (III)-төмрийн (II) исэл (Fe 3 O 4) хольц хэлбэрээр үүсдэг.
Агаар мандлын хүчилтөрөгчийн оролцоотойгоор буцалгахад суспенз хэлбэрээр төмрийн метагидроксид болж исэлддэг. Сүүлд нь халаахад дирон (III)-төмрийн (II) исэл үүсдэг.
4Fe(OH) 2 + O 2 = 4FeO(OH) + 2H 2 O
Fe(OH) 2 + 2FeO(OH) = (FeFe 2)O + 2H 2 O
Эдгээр урвалууд нь төмрийг зэврэх явцад (удаан) тохиолддог.
Төмрийн (II) гидроксидыг төмрийн (II) давсны уусмалыг шүлттэй солилцох урвалд тунадас хэлбэрээр авч болно, жишээлбэл:
FeSO 4 + 2KOH = Fe(OH) 2 + K 2 SO 4
Төмрийн (II) гидроксид үүсэх нь төмрийн зэврэх үе шатуудын нэг юм.
2Fe + 2H 2 O + O 2 = 2 Fe(OH) 2
Төмрийн (II) гидроксидыг төмрийн никель батерейны идэвхтэй массыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Төмрийн (II) гидроксид нь шар-ногоон эсвэл цайвар ногоон өнгөтэй эрдэс, Мохсын хатуулаг 3.5-4, нягт нь 2.925-2.98 г/см?. Үндсэн шинж чанар нь давамгайлсан амфотерийн гидроксид.

Төмрийн (II) давсуудад агаар дахь хэсэгчилсэн исэлдэлтийн улмаас төмрийн (III) катионууд үргэлж байдаг. Иймд Fe 2+ катионуудын шинж чанарыг судлахын тулд төмрийн (II) сульфатын оронд хамгийн тогтвортой давхар талст Морын давс (NH 4) 2 SO 4 · FeSO 4 · 6H 2 O эсвэл шинэхэн бэлтгэсэн уусмалыг ашиглах хэрэгтэй. төмрийн (II) сульфатын . Талст төлөвт төмрийн (II) тогтвортой байдал нь уусмалаас өндөр байдаг тул судалгаа хийхийн тулд шинэхэн бэлтгэсэн давсны уусмал авах шаардлагатай.

Тоног төхөөрөмж, урвалж: пипетк, туршилтын хоолой, аяга, шүүлтүүр цаас, хайч; Морын давс, натрийн гидроксид, хүхрийн хүчил.

Морын давсны уусмалд ногоон тунадас үүсэх хүртэл натрийн гидроксидын усан уусмал нэмнэ. Салсан тунадасыг шүүж, гурван туршилтын хоолойд хуваана. Нэг туршилтын хоолойг агаарт үлдээж, тунадасыг шилэн саваагаар хутгана. 2-3 минутын дараа төмрийн (II) гидроксидыг төмрийн (III) гидроксид болгон исэлдүүлснээр тунадасны өнгө өөрчлөгдөж эхэлнэ. Хоёр дахь туршилтын хоолойд давсны хүчлийн шингэрүүлсэн уусмалаас хэдэн дусал, гурав дахь хоолойд илүүдэл шүлт нэмнэ.

Уг эмийг шүлт ба төмрийн давс +2 (Морын давс) -ийн харилцан үйлчлэлээр олж авдаг.

Шинж чанарыг судлах:
Fe(OH) 2 + NaOH = урвал явагдахгүй, учир нь Fe(OH) 2 нь үндсэн шинж чанарыг харуулдаг
Fe(OH) 2 + H 2 SO 4 = FeSO 4 + 2H 2 O өнгө нь бохир ногоон болж өөрчлөгдөнө.
4Fe(OH) 2 + O 2 = 2Fe 2 O 3 + 4H 2 O агаар дахь тунадас исэлдэж (зэвэрч) төмрийн (III) гидроксид болж хувирдаг.
6 гр авахын тулд. Fe(OH) 2 урвалд орсон бодис бүрийг тооцоолъё.
Тооцоолол:
(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 г/моль
n(Fe(OH) 2) = 0.067 моль
M(NaOH) = 40 г/моль
m(NaOH) = 0.067 моль 40 г/моль? 2=5.36г
M((NH 4) 2 SO 4 FeSO 4 6H 2 O) = 392 г/моль
m((NH 4) 2 SO 4 FeSO 4 6H 2 O) = 26г
? = (би/мтеор)?100% = (5.63/6)?100% =93.8%

Дүгнэлт.
Энэхүү курсын ажлын явцад органик бус нэгдлүүдийн анги болох гидроксидын физик, химийн шинж чанар, төмөр ба түүний нэгдлүүдийн исэлдэлтийн төлөвт +2; тэдгээрийн нээлт, байгальд тархалт, үйлдвэрлэлийн түүхийг авч үзсэн; төмрийн (II) гидроксидыг олж авах оновчтой аргыг сонгосон; Төмрийн (II) гидроксидыг гаргаж, шинж чанарыг нь судлав.

Ном зүй.
1. Glinka N. L. Ерөнхий хими. - Л.: Хими, 1988. - 702 х.
2. Крешков A. P., Yaroslavtsev A. A. Аналитик химийн курс. - М.: Хими, 1964. - 430 х.
3. Подобаев N. I. Электролиз. - М.: Боловсрол, 1989, 100 х.
4. Polees M. E. Аналитик хими. - М.: Анагаах ухаан, 1981. - 286 х.
5. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Химийн товч лавлах ном. - Л.: Хими, 1978. - 331 х.
6. Химийн нэвтэрхий толь 5 боть / ред. И.Л.Кнунянц. - М.: Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг, 1990 он.
7. Щукарев S. A. Органик бус хими. - М.: Дээд сургууль, 1970. - 437 х.
8. Рабинович В.А., Хавин З.Я. "Химийн товч лавлах" Л.: Хими, 1977 х
9. Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л. Органик бус бодисын урвал: лавлах ном / Ed. Р.А. Лидина. - 2-р хэвлэл, шинэчилсэн. болон нэмэлт - М .: Bustard, 2007. - P. 179. - 637 х.
10. Ахметов Н.С. Ерөнхий ба органик бус хими. –М.: Дээд сургууль, 1981. -681 х.
11. Карякин Ю.В., Ангелов И.И. Цэвэр химийн бодис. – М.: Хими, 1974. – 168 х.

Fe2+ нь Fe+3 болж амархан исэлддэг тул:

Fe+2 – 1e = Fe+3

Тиймээс агаарт байгаа Fe(OH)2-ийн шинэхэн ногоон өнгөтэй тунадас маш хурдан өнгө өөрчлөгдөж, хүрэн өнгөтэй болдог. Өнгөний өөрчлөлтийг агаар мандлын хүчилтөрөгчөөр Fe(OH)2-ыг Fe(OH)3 болгон исэлдүүлсэнээр тайлбарлав.

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

Хоёр валентын төмрийн давс нь ялангуяа хүчиллэг орчинд исэлдүүлэгч бодисуудад өртөх үед багасгах шинж чанартай байдаг. Жишээлбэл, төмрийн (II) сульфат нь хүхрийн хүчлийн орчинд калийн перманганатыг манганы (II) сульфат болгон бууруулдаг.

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

Төмрийн (II) катионт үзүүлэх чанарын урвал.

Төмрийн катион Fe2+-ийг тодорхойлох урвалж нь калийн гексациано (III) феррат (цусны улаан давс) K3 юм.

3FeSO4 + 2K3 = Fe32¯ + 3K2SO4.

3- ионууд Fe2+ төмрийн катионуудтай харилцан үйлчлэхэд хар хөх өнгийн тунадас үүснэ. Turnbull blue:

3Fe2+ +23- = Fe32¯

Төмрийн (III) нэгдлүүд

Төмрийн (III) исэл Fe2O3– усанд уусдаггүй бор нунтаг. Төмрийн (III) ислийг олж авна:

A) төмрийн (III) гидроксидын задрал:

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

B) пиритийн исэлдэлт (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

Төмрийн (III) исэл нь амфотер шинж чанартай байдаг.

A) өндөр температурт хатуу шүлтүүд NaOH ба KOH болон натри, калийн карбонатуудтай харилцан үйлчилдэг.

Fe2O3 + 2NaOH = 2NaFeO2 + H2O,

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

Fe2O3 + Na2CO3 = 2NaFeO2 + CO2.

Натрийн феррит

Төмрийн (III) гидроксидтөмрийн (III) давсыг шүлттэй урвалд оруулан гаргаж авсан:

FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3¯ + 3NaCl,

Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3¯.

Төмрийн (III) гидроксид нь Fe (OH) 2-ээс сул суурь бөгөөд амфотер шинж чанарыг харуулдаг (үндсэн шинж чанарууд нь давамгайлдаг). Шингэрүүлсэн хүчилтэй харилцан үйлчлэхэд Fe (OH) 3 нь холбогдох давсыг амархан үүсгэдэг.

Fe(OH)3 + 3HCl « FeCl3 + H2O

2Fe(OH)3 + 3H2SO4 « Fe2(SO4)3 + 6H2O

Fe(OH)3 + 3H+ « Fe3+ + 3H2O

Шүлтлэгийн төвлөрсөн уусмалтай урвал нь зөвхөн удаан хугацаагаар халаахад л тохиолддог. Энэ тохиолдолд 4 эсвэл 6 зохицуулалтын тоо бүхий тогтвортой гидрокомплексийг олж авна.

Fe(OH)3 + NaOH = Na,

Fe(OH)3 + OH- = -,

Fe(OH)3 + 3NaOH = Na3,

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

Төмрийн +3 исэлдэлтийн төлөвтэй нэгдлүүд нь исэлдүүлэх шинж чанартай байдаг, учир нь ангижруулагчийн нөлөөн дор Fe+3 нь Fe+2 болж хувирдаг.

Fe+3 + 1e = Fe+2.

Жишээлбэл, төмөр (III) хлорид нь калийн иодидыг исэлдүүлэн чөлөөт иодыг үүсгэдэг.

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

Төмрийн (III) катионт үзүүлэх чанарын урвал

A) Fe3+ катионыг илрүүлэх урвалж нь калийн гексациано(II) феррат (шар цусны давс) K2 юм.

4- ионууд Fe3+ ионуудтай харилцан үйлчлэхэд хар хөх өнгийн тунадас үүснэ. Пруссын цэнхэр:

4FeCl3 + 3K4 « Fe43¯ +12KCl,

4Fe3+ + 34- = Fe43¯.

B) Fe3+ катионуудыг аммонийн тиоцианат (NH4CNS) ашиглан амархан илрүүлдэг. Төв мэдрэлийн систем-1 ионууд төмрийн (III) Fe3+ катионуудтай харилцан үйлчлэлийн үр дүнд цусны улаан өнгийн бага диссоциацтай төмрийн (III) тиоцианат үүсдэг.

FeCl3 + 3NH4CNS « Fe(CNS)3 + 3NH4Cl,

Fe3+ + 3CNS1- « Fe(CNS)3.

Төмөр ба түүний нэгдлүүдийн хэрэглээ, биологийн үүрэг.

Хамгийн чухал төмрийн хайлш - цутгамал төмөр, ган нь орчин үеийн үйлдвэрлэлийн бараг бүх салбар дахь үндсэн бүтцийн материал юм.

Ус цэвэршүүлэхэд төмрийн (III) хлорид FeCl3 ашигладаг. Органик синтезийн хувьд FeCl3-ийг катализатор болгон ашигладаг. Төмрийн нитрат Fe(NO3)3 9H2O нь даавууг будахад хэрэглэгддэг.

Төмөр нь хүн, амьтны бие дэх хамгийн чухал микроэлементүүдийн нэг юм (насанд хүрсэн хүний биед нэгдэл хэлбэрээр 4 г орчим Fe агуулагддаг). Энэ нь элэг, дэлүүнд байдаг гемоглобин, миоглобин, янз бүрийн ферментүүд болон бусад нарийн төвөгтэй төмрийн уургийн цогцолборуудын нэг хэсэг юм. Төмөр нь гематопоэтик эрхтнүүдийн үйл ажиллагааг идэвхжүүлдэг.

Ашигласан уран зохиолын жагсаалт:

1. “Хими. Багшийн тэтгэмж." Ростов-на-Дону. "Феникс". 1997 он

2. “Их, дээд сургуульд элсэгчдэд зориулсан гарын авлага”. Москва. "Ахлах сургууль", 1995 он.

3. Э.Т. Оганесян. "Их сургуульд элсэгчдэд зориулсан химийн гарын авлага." Москва. 1994 он

Үл хөдлөх хөрөнгөг-элементүүд (2-р хэсэг).

Онолын хэсэг

Төмөр, кобальт, никель нь төмрийн "гэр бүл"-ийг бүрдүүлдэг.

Тэд исэлдэлтийн төлөвийг голчлон +2 ба +3 харуулдаг. Исэлдэлтийн төлөв нь төмрийн хувьд +3, кобальт, никельд +2 илүү түгээмэл байдаг.

Эдгээр металлын холбогдох шинж чанарууд нь тэдгээрийн төрөлхийн ферросоронзон чанар, каталитик идэвхжил, өнгөт ион үүсгэх чадвар, нарийн төвөгтэй формацаар илэрдэг. Гэсэн хэдий ч ижил төстэй шинж чанаруудаас үл хамааран төмөр нь соронзон шинж чанараараа гурвалсан хэсэгт тод ялгардаг. Төмрийн бууралтын идэвхжил нь кобальт ба никельээс хамаагүй их байдаг (электродын потенциалыг үзнэ үү). Эдгээр бүх металлууд шүлттэй харьцдаггүй. Исэлддэггүй хүчилд уусвал Fe 2+, Co 2+, Ni 2+ ионууд үүсдэг.

Шингэрүүлсэн азотын хүчилд (хүчтэй исэлдүүлэгч бодис) Fe 3+, Co 3+, Ni 3+ ионууд үүсдэг.

Хүчтэй исэлдүүлэгч орчин: H 2 SO 4 (конц.), HNO 3 (конц.) нь төмрийг идэвхгүй болгож, зөвхөн халах үед урвалд орж эхэлдэг.

NaNO 2 ба NaNO 3 давс агуулсан азотын хүчилд төмрийг идэвхгүйжүүлж, FeO 3 исэлдэлтийн хамгийн өндөр түвшний ислийн хальс үүсгэдэг.

Гидроксидын цувралд: Fe(OH) 2 - Co(OH) 2 - Ni(OH) 2

Нөхөн сэргээх чадвар буурдаг

Төмрийн (II) гидроксид нь агаар мандлын хүчилтөрөгчөөр амархан исэлддэг.

Co 2+ ионуудын исэлдэлт нь илүү хэцүү бөгөөд удаан явагддаг.

Уусмалд устөрөгчийн хэт исэл нэмэхэд процесс илүү эрчимтэй явагдана.

Ni (OH) 2-ийн агаар мандлын хүчилтөрөгчтэй аяндаа исэлддэггүй; H 2 O 2 нь хангалттай хүчтэй исэлдүүлэгч бодис биш бөгөөд Ni (OH) 2-ийн исэлдэлтийн процесс нь зөвхөн илүү хүчтэй исэлдүүлэгч бодис, жишээлбэл, бром ашиглах үед боломжтой болно; ус:

Хэвийн нөхцөлд Fe (III), Co (II), Co (III), Ni (II), Ni (III) гидроксид нь үндсэн шинж чанартай байдаг. Хүчилд ууссан үед Co(OH) 3 ба Ni(OH) 3 нь хүчтэй исэлдүүлэх шинж чанартай бөгөөд Co 2+, Ni 2+ катионууд болж буурдаг.

Төмрийн (III) гидроксид нь төвлөрсөн шүлтийн уусмалаар буцалгахад феррит - төмрийн хүчлийн давс үүсгэдэг.

Тиймээс Fe (OH) 3 гидроксид нь амфотер шинж чанарыг харуулдаг.

Fe(II), Fe(III), Co(II), Co(III), Ni(II)-ийн гидроксид нь уусдаггүй.

Fe (II), Fe (III), Co (II), Co (III), Ni (II) гидроксид нь сул суурь тул тэдгээрийн давс нь усан уусмалд гидролиз болдог.

Эдгээр процессууд халаалтгүйгээр явагддаг.

Гэсэн хэдий ч уусмал дахь H + хуримтлагдсанаас давсны гидролиз дуусдаггүй. Хүчтэй шингэрүүлэлт, халаалтаар гидролиз цааш үргэлжилдэг.

FeCl 3 уусмалыг буцалгах үед гидролизийн процессыг эргэлт буцалтгүй хийж болно.

Давсны уусмалыг зохих хүчлээр хүчиллэгжүүлэх үед тэнцвэр нь эхлэлийн бодис руу шилждэг тул тэдгээрийн гидролизийн зэрэг буурдаг.

Хүчтэй шингэрүүлэлтийн үед гидролизийн зэрэг нэмэгддэг. Уусдаг карбонатуудыг нэмэхэд урвалын бүтээгдэхүүнүүд харилцан үйлчлэлийн хүрээг орхидог тул эргэлт буцалтгүй гидролиз үүсдэг.

Агаар дахь Fe (II) давс нь аажмаар Fe (III) давс болж хувирдаг.

Нийлмэл нэгдлүүдийн хувьд Fe, Co, Ni нь төв цогцолборын ионууд бөгөөд 4 эсвэл 6 координацын дугаартай байдаг.

ПРАКТИК ХЭСЭГ

Туршилт No3 Төмрийн (II) гидроксидын бэлдмэл ба шинж чанар.

Төмрийн (II) давсны уусмалд NaOH шүлтийн уусмалыг тунадас үүсэх хүртэл нэмж, дараа нь тунадасыг гурван хэсэгт хуваана.

a) эхний туршилтын хоолойд илүүдэл шүлт нэмнэ;

б) хоёрдугаарт - хүчил;

в) Гурав дахь туршилтын хоолойн тунадасыг шүүж, агаарт байлгана.

Агаар мандлын хүчилтөрөгч ба чийгийн үед төмрийн (II) гидроксид нь төмрийн (III) гидроксид болж хувирдаг.

Туршлага №4 Fe 2+ ионы шинж чанарын урвал.

Туршилтын хоолойд төмрийн (II) давс хийнэ, бага хэмжээний цусны улаан давсны K 3 уусмал нэмнэ. Энэ урвалыг төмрийн (II) ионыг илрүүлэхэд ашигладаг.

Дүгнэлт:Цусны улаан давс K 3 нь төмрийн (II) ионы урвалж юм.

Туршлага №5Төмрийн (II) карбонатын бэлтгэл ба гидролиз.

Төмрийн (II) давсны уусмалд натрийн карбонатын уусмал нэмнэ. Үүссэн төмрийн (II) цагаан нүүрстөрөгчийн давхар ислийн давс нь агшин зуурт гидролизд орж төмрийн (II) гидроксид үүсгэдэг.

Дүгнэлт:сул хүчлээр үүссэн давс нь төгсгөл хүртэл гидролиз болдог, учир нь H 2 CO 3 нь H 2 O ба CO 2 болж задардаг ба  H 2 CO 3 нь урвалын бөмбөрцөгөөс бүрэн арилдаг.

Туршилт No6 Төмрийн (III) гидроксидыг бэлтгэх

Туршилтын хоолойд төмрийн (II) давс хийнэ. Тунадас үүсэх хүртэл NaOH шүлтийн уусмал нэмнэ.

Шөл нэмнэ. Ямар ч хариу үйлдэл байхгүй.

хүчил нэмнэ -

Туршилт No8 Fe 3+ ионы шинж чанарын урвал

A) Төмрийн (III) давсны уусмалд хэдэн дусал шар цусны давс нэмнэ. Үүний үр дүнд Пруссын хөх өнгийн цэнхэр тунадас үүсдэг.

B) Төмрийн (III) давсны уусмалд NH 4 CNS аммонийн тиоцианатыг хэдэн дусал нэмнэ.

Дүгнэлт: Цэнхэр тунадас үүснэ.

Дүгнэлт: Улаан өнгийн уусмал үүснэ

Туршилт No12 Цианид ба тиоцианатын цогцолборын бат бэхийн судалгаа

Цусны улаан давсны уусмалд аммонийн тиоцианатын төвлөрсөн уусмал нэмнэ.

Ямар ч хариу үйлдэл үзүүлэхгүй

Дүгнэлт: Fe 3+-ийн улаан өнгө ажиглагддаггүй.

Туршилт №13Кобальт (II) гидроксидыг бэлтгэх, түүний шинж чанарыг судлах

Кобальт (II) давсны уусмалд бага зэрэг натрийн гидроксидын уусмал нэмнэ. Муу уусдаг үндсэн кобальт давс үүсдэг. Үндсэн давс нь ягаан кобальт (II) гидроксид болж хувирдаг. Бид үүссэн тунадасыг гурван хэсэгт хуваана: a) эхний туршилтын хоолойд хүчил нэмнэ; б) хоёрдугаарт - илүүдэл шүлт; в) гурав дахь туршилтын хоолойд бид агаар мандлын хүчилтөрөгчөөр Co(OH) 2-ыг Co(OH) 3 болгон исэлдүүлснээс болж тунадас аажмаар хүрэн болж байгааг ажиглаж байна. Агаар дахь тунадасыг хүрэн болгох үйл явц нь нэлээд удаан хугацаа шаарддаг (10 минутын дотор). Co(OH) 2 тунадасны хэсгийг салгаж устөрөгчийн хэт ислийн уусмалаар боловсруулъя.

Дүгнэлт:тунадас нь ягаан Co(II) гидроксид болж хувирдаг

б)
R.N.I.

Дүгнэлт:Устөрөгчийн хэт исэл нэмэхэд Co(OH) 3 руу шилжих хурд нэмэгдэнэ.

Туршилт №14Кобальт (II) аммиак бэлтгэх

Кобальт (II) давсны уусмалд эхлээд бага зэрэг аммиакийн уусмал, дараа нь илүүдэл нэмнэ.

Дүгнэлт:Цайвар цэнхэр коллоид уусмал ажиглагдаж байна.

Туршлага №18Никелийн аммиакийн үйлдвэрлэл

Никель (II) давсны уусмалд аммиакийн уусмалыг хэдэн дусал дуслаарай, дараа нь түүний илүүдэл.

цайвар ногоон шийдэл

Туршлага №19Ионд үзүүлэх өвөрмөц урвал

18-р туршилтаар олж авсан никелийн цогцолбор давсны уусмалд бид диметилглиоксимийн спиртийн уусмал нэмж, никель диметилглиоксиматын ягаан-улаан тунадас дараах урвалын тэгшитгэлийн дагуу үүснэ.

ягаан-улаан тунадас.

Дүгнэлт:урвалыг тоон үзүүлэлтэд ашигладаг хайлшийг нь уусган гаргаж авсан уусмал дахь Ni 2+-ийг тодорхойлох.

Хяналтын асуултууд

Fe2(CO3)3 нь цаашид гидролиз болсон тул Fe(III) гидроксид үүсдэг.

Эргэшгүй үйл явц өрнөж байна.

хамт оршин тогтнох боломжгүй.

г)

хамт байж болно, учир нь H 2 O 2 нь Ni(OH) 2-д хангалттай хүчтэй исэлдүүлэгч бодис биш юм.

Тэд хамтдаа оршин тогтнох боломжгүй.

68. Төмрийн нэгдлүүд

Төмрийн (II) исэл FeO– ус, шүлтэнд уусдаггүй хар талст бодис. FeOсуурьтай таарч байна Fe(OH)2.

Баримт.Төмрийн (II) ислийг соронзон төмрийн хүдрийг нүүрстөрөгчийн (II) ислээр бүрэн бус ангижруулах замаар олж авч болно.

Химийн шинж чанар.Энэ нь гол исэл юм. Хүчилтэй урвалд орж давс үүсгэдэг:

Төмрийн (II) гидроксид Fe(OH)2- цагаан талст бодис.

Баримт.Төмрийн (II) гидроксидыг шүлтийн уусмалын нөлөөн дор хоёр валент төмрийн давснаас гаргаж авдаг.

Химийн шинж чанар.Үндсэн гидроксид. Хүчилтэй урвалд ордог:

Агаарт Fe(OH)2 нь Fe(OH)3 болж исэлддэг.

Төмрийн (III) исэл Fe2O3– байгальд улаан төмрийн хүдэр хэлбэрээр байдаг, усанд уусдаггүй бор бодис.

Баримт. Пиритийг шатаах үед:

Химийн шинж чанар.Сул амфотер шинж чанарыг харуулдаг. Шүлттэй харьцахдаа давс үүсгэдэг.

Төмрийн (III) гидроксид Fe(OH)3– улаан хүрэн бодис, усанд уусдаггүй, илүүдэл шүлт.

Баримт. Төмрийн (III) исэл ба төмрийн (II) гидроксидыг исэлдүүлэх замаар олж авна.

Химийн шинж чанар.Энэ нь амфотерийн нэгдэл (үндсэн шинж чанар нь давамгайлсан) юм. Төмрийн төмрийн давс дээр шүлтийн нөлөөгөөр тунадас үүсгэдэг:

Төмрийн давсметалл төмрийг зохих хүчилтэй урвалд оруулснаар олж авсан. Тэдгээр нь маш их гидролизд ордог тул усан уусмал нь энергийг бууруулдаг бодис юм.

480 ° C-аас дээш халах үед энэ нь задарч, исэл үүсгэдэг.

Төмрийн (II) сульфат дээр шүлтүүд үйлчлэхэд төмрийн (II) гидроксид үүсдэг.

Кристал гидрат үүсгэдэг - FeSO4?7Н2О (төмрийн сульфат). Төмрийн (III) хлорид FeCl3 -хар хүрэн талст бодис.

Химийн шинж чанар.Усанд уусгацгаая. FeCl3исэлдүүлэх шинж чанарыг харуулдаг.

Бууруулах бодисууд - магни, цайр, устөрөгчийн сульфид, халаахгүйгээр исэлдүүлдэг.

1. Хүчилтөрөгч нь төмрийг исэлдүүлж, төмрийн царцдас - холимог исэл үүсдэг.

Хлор нь хүчтэй исэлдүүлэгч бодис тул төмрийг илүү өндөр исэлдэлтийн төлөвт (+3) исэлдүүлж, төмрийн (III) хлорид үүсгэдэг. 2. Хүчилтөрөгч, хлор нь исэлдүүлэгч бодис, төмөр бол бууруулагч юм.

Төвлөрсөн хүчилтэй төмрийн харилцан үйлчлэл 1. Азотын болон баяжмал хүхрийн хүчил нь исэлдүүлэгч хүчлүүд, өөрөөр хэлбэл. тэдгээр нь хүчиллэг үлдэгдэлтэй тул хүчтэй исэлдүүлэх шинж чанарыг харуулдаг. Азотын хүчлийг бууруулах явцад ялгардаг азотын исэл (II) нь агаар дахь хүчилтөрөгчөөр амархан исэлдэж, азотын исэл (IV) болдог.

Жич:Төмөр нь хүйтэнд төвлөрсөн азотын хүчил ба төвлөрсөн хүхрийн хүчилтэй урвалд ордоггүй (пассивжуулдаг).

Төмрийн (II) гидроксидын бэлдмэл ба түүний хүчилтэй харилцан үйлчлэл

A) Үйлдлүүд: Төмрийн (II) сульфатын шинэхэн бэлтгэсэн уусмалд натрийн гидроксидын уусмал нэмнэ. Ажиглалт: Ногоон өнгөтэй тунадас үүснэ. Урвалын тэгшитгэл:

Дүгнэлт:Төмрийн (II) ба (III) гидроксидыг төмрийн (II) ба (III) -ийн уусдаг давсуудын шүлтийн уусмалаар солилцох урвалын үр дүнд авч болно. Энэ тохиолдолд ион холболт үүсдэг:

б) Үйлдлүүд: Тунадас дээр давсны хүчлийн уусмал нэмнэ. Ажиглалт: Тунадас уусдаг. Урвалын тэгшитгэл:

Дүгнэлт:Учир нь

үндсэн шинж чанартай тул хүчилтэй урвалд ордог.

Төмрийн (III) гидроксидын давс бэлтгэх ба түүний хүчлүүдтэй харилцан үйлчлэлцэж харгалзах давс үүсгэх

A) Үйлдлүүд: Төмрийн (III) хлоридын уусмалд шүлтийн уусмал нэмнэ. Ажиглалт: Хүрэн тунадас үүснэ. Урвалын тэгшитгэл:

Дүгнэлт:Ионууд

Учир нь тэдгээрийн давс ба шүлтийн хоорондох урвалыг ашиглан тодорхойлж болно Энэ тохиолдолд хур тунадас үүснэ:

- ногоон;

- бор. б) Үйлдлүүд: Тунадас дээр хүхрийн хүчил нэмнэ. Ажиглалт: Тунадас уусдаг. Урвалын тэгшитгэл: