תרכובות ברזל. תכונות פיסיקליות וכימית: חומרה

המוצרים הראשונים של ברזל וסגסוגות שלה נמצאו במהלך חפירות והן מתקופה על אלף ה -4 לפנה"ס. כלומר, על ידי המצרים הקדמונים השתמשו שומרי פיקדונות המטאורית של החומר כדי לייצר פריטי תכשיטים ביתיים, כמו גם כלי נשק.

היום, סוגים שונים של תרכובות ברזל ומתכת טהורה - זה החומר הנפוץ ביותר בשימוש. אין פלא ברזל XX המאה נחשב. ואכן, עד כניסתו והפלסטיק נפוץ וחומרים הקשורים, תרכובת זו היא בעלת חשיבות מכרעת לבני אדם. מהו המרכיב הפעיל ואשר מהווה את החומר, אנו רואים במאמר זה.

ברזל אלמנט כימי

אם ניקח בחשבון את מבנה האטום, זה צריך לציין את מיקומו הראשון במערכת המחזורית.

1. מספר סידורי - 26.
2. תקופת - הרביעי בגודלו.
3. קבוצה של שמונה, הצדדים תת הקבוצה.
4. משקל אטומי - 55.847.
5. המבנה של קונכיות אלקטרוניות חיצוניות כונה על ידי נוסחא 3D ⁶ 4s ^2.
6. סמל אלמנט כימי - Fe.
7. שם - ברזל, קריאה בנוסחא - "Ferrum".
8. בטבע, ישנם ארבעה איזוטופים יציבים של האלמנט עם מספרי מסת 54, 56, 57, 58.

ברזל רכיב כימי גם יש כ 20 איזוטופים שונים שאינם יציבים. חמצון אפשרי שיכול להציג אטום פעיל:

• 0;
• 2;
• 3;
• 6.

החשוב הוא לא רק האלמנט עצמו, אלא גם תרכובות וסגסוגות שונות שלה.

תכונות פיסיקליות

כחומר פשוט, ברזל תכונות פיסיקליות יש metallism בולטת. כלומר, לבן כסוף עם מתכת גוון אפור שיש גבוהה גמישות משיכות ועל התכה גבוהה ונקודות רתיחה. אם ניקח בחשבון את המאפיינים ביתר פירוט, אז:

• נקודת התכה - 1 539 ⁰ C;
• רתיחה - 2862 ⁰ C;
• פעילות - ממוצעת;
• refractoriness - גבוה;
• תערוכות מבוטאות תכונות מגנטיות.

בהתאם לתנאי והטמפרטורות, ישנם מספר שינויים המהווה ברזל. תכונות פיסיקליות של אותם נבדלים העובדה הסריג הגבישי שונים.

1. צורת אלפא, או פריט קיימת לטמפרטורה של 769 ⁰ C.
2. מתוך 769 כדי 917 ⁰ C - בטא טופס.
3. 917-1394 ⁰ C - גמא-צורה, או austenite.
4. מעל 1394 ⁰ C - ברזל סיגמא.

כל השינויים סוגי מבנה הגבישי שונים, כמו גם תכונות מגנטיות שונות.

תכונות כימיות

כפי שצוין לעיל, תרכובת ברזל פשוט מציגה תגובתיות גבוהה. עם זאת, בצורה דקה מחולקת מסוגל ספונטני להצית אוויר חמצן טהור שורפת את המתכת עוצמה.

יכולת קורוזיה היא גבוהה, ולכן סגסוגות מכוסית על ידי התרכובות יתווכו חומר הזה. הברזל הוא מסוגל לקיים אינטראקציה עם:

• חומצות;
• חמצן (כולל אוויר);
• גופרית;
• הלוגנים;
• כאשר מחומם - חנקן, זרחן, פחמן וסיליקון;
• מלחים עם מתכות תגובתי פחות, משחזר אותם לחומרים פשוטים;
• קיטור חריף;
• עם מלחים של הברזל במדינת החמצון 3.

ברור, מוצגות פעילות כזו, הוא מסוגל ליצור תרכובות מתכת שונות קוטבי מגוון בנכסים. וכך זה קורה. המגהץ ותרכובותיו הם מגוונים מאוד והם משמשים בתחומים שונים של מדע, טכנולוגיה, פעילות תעשייתית אנושית.

הפצה בטבע

תרכובות טבעיות של ברזל הם נפוצים למדי, משום שזהו המרכיב השני בשכיחותו בעולם אחרי אלומיניום. ב טהור הטופס של המתכת הוא מאוד נדיר במטאוריטים, המציין אשכולות הגדולים שלה זה בחלל. עיקר הרכב כלול עפרות, סלעים ומינרלים.

אם אנחנו מדברים על אחוז האלמנט בטבע, אפשר לצטט את הנתונים הבאים.

1. הגרעינים של כוכב לכת הארצי - 90%.
2. קרום כדור הארץ - 5%.
3. המעטפת של כדור הארץ - 12%.
4. ליבת כדור הארץ - 86%.
5. מי הנהר - 2 מ"ג / ל '
6. בשנת ים אוקיינוס - 0.02 מ"ג / ליטר.

הצורה הנפוצה ביותר של ברזל תרכובות המינרלים הבאים:

• מגנטיט;
• limonite ו limonite;
• vivianite;
• pyrrhotite;
• פיריט;
• סידריט;
• מרכזיט;
• לולינגיט;
• mispikel;
• milanterit ואחרים.

זה רחוק לא שלם רשימה, כי הם באמת מאוד. בנוסף, סגסוגות שונות נרחב שנוצרות על ידי גבר. זה גם תרכובות ברזל כזה, שבלעדיו קשה לדמיין אנשי חיים מודרניים. אלה כוללים שני סוגים עיקריים:

• ברזל יצוק;
• פלדה.

כמו כן, היא תוספת משמעותית של ברזל בהרכב של סגסוגות ניקל רבה.

תרכובות ברזל (II)

אלה כוללים את אלה שבהם המדינה חמצון הוא 2 להרכיב אלמנט. הם מספיק רבים, משום שהם כוללים:

• תחמוצת;
• הידרוקסיד;
• מתחם בינארי;
• מלחים מורכבים;
• תרכובות מורכבות.

הפורמולות של תרכובות כימיות אשר התערוכה אמר המדינה חמצון ברזל עבור כל מחלקה של הפרט. קחו למשל את אלה החשובים והנפוצים ביותר.

1. תחמוצת ברזל (II). אבקה שחורה, מסיסים במים. אופי הקשר - בסיסי. יכול במהירות לחמצן, אולם, והקטין חומר פשוט יכול גם בקלות. זה מתמוסס בחומצה כדי ליצור את המלח המקביל. פורמולה - FeO.
2. הידרוקסיד הברזל (II). זהו משקע אמורפי לבן. מלחים נוצר על ידי תגובה עם בסיסים (אלקלי). מראה תכונות בסיסיות חלשות, מסוגל חמצון במהירות באוויר כדי תרכובות ברזל הוא 3. פורמולה - Fe (OH) _2.
3. אלמנט מלחים ב חמצון אמר. הם בדרך כלל פתרון ירוק בהיר הוא מתחמצן היטב גם באוויר, מקבלים צבע חום כהה ו חולף 3. מלח הברזל המומס במים. דוגמאות של תרכובות: _{2 FeCl, 4 FeSO,} Fe (NO _{3) 2.}

המשמעות המעשית בין חומרים שכותרתו יש יותר תרכובות. ראשית, כלוריד ברזל (II). זהו הספק העיקרי של יונים בגוף האדם, אנמיה של המטופל. כאשר מחלה זו מאובחנת אצל חולה, הוא שקבע הכנות מורכבות, אשר מבוססות על המתחם מדובר. אז יש חידוש של מחסור בברזל בגוף.

שנית, סולפט ברזל, ברזל סולפט למשל (II), עם נחושת משמש להרוג מזיקים על יבולים. השיטה מוכיחה להיות יעיל היא לא בתריסר השנים הראשונות, כך שהוא מאוד מוערך על ידי גננים.

מלח של מור

תרכובת זו, המהווה סולפט ברזל להתייבש אמוניום. פורמולה שלו נרשם FeSO ₄ * (NH _{4) 2} SO ₄ * 6H ₂ O. אחד המתחמים ברזל (II), אשר כבר בשימוש נרחב בפועל. התחומים העיקריים של שימוש צריכים להיות האיש.

1. רוקחות.
2. מחקרים מדעיים ובדיקות מעבדה titrimetric (כדי לקבוע את התוכן של כרום, אשלגן permanganate, ונדיום).
3. לרפואה - כתוסף מזון תחת מחסור בברזל בגוף של המטופל.
4. עבור הספגה של מוצרי עץ, כמו מלח של מור מגן מפני תהליכי ריקבון.

ישנם אזורים אחרים שבהם החומר משמש. שמו הוא קרוי על הכימאי הגרמני, גילה לראשונה את המאפיינים הוצגו.

חומרים עם תואר של חמצון של ברזל (III)

המאפיינים של תרכובות הברזל שבו הוא מפגין מידה של חמצון של 3, הם קצת שונים מאלה נחשבים לעיל. לפיכך, טבעו של תחמוצת הידרוקסיד המקבילה אינו בסיסי amphoteric הביע. תנו לנו לתאר את החומרים הבסיסיים.

1. תחמוצת ברזל (III). אבקה פרטנית, צבע חום-אדמדם. המים מסיסים, תכונות מופעים חומצי חלש יותר amphoteric. פורמולה: Fe ₂ O _3.
2. הידרוקסיד הברזל (III). חומר אשר לזרז במהלך הפעולה של אלקליות אל מלחי הברזל המתאימים. אופי amphoteric שלו מבוטא, חום-חום צבע. פורמולה: Fe (OH) _3.
3. מלחים הכוללים קטיון Fe ^3+. ריבוי כזה מוקצה, למעט קרבונט, כפי הידרוליזה מתרחשת ומייצרת פחמן דו-חמצני. דוגמאות של כמה מלחים של הנוסחה: Fe (NO _{3) 3,} Fe ₂ (SO _{4) 3,} FeCl _3, FeBr _3, ואחרים.

בין הדוגמאות במונחים מעשיים הוא גבישי חשובים כגון FeCl _{3 *} 6H ₂ O, או hexahydrate ברזל כלורי (III). הוא משמש ברפואה לעצור דימום ומילוי של יוני ברזל בגוף במקרים של אנמיה.

סולפט ברזל Nonahydrate (III) משמש לטיהור מי שתייה, כמו מתנהג כמו מקריש.

תרכובות ברזל (VI)

תרכובות כימיות פורמולה של ברזל, איפה זה בא לידי מדינת חמצון בפרט 6, עשויות להיות כתובות כדלקמן:

• K ₂ FeO _4;
• Na ₂ FeO _4;
• MgFeO ₄ ואחרים.

לכולם יש שם משותף - ferrates - ויש להם תכונות דומות (סוכני צמצום חזקים). הם גם מסוגלים לחטא ויש להם השפעה בקטריות. זה מאפשר את השימוש בהם לטיפול במי השתייה בקנה מידה תעשייתי.

תרכובות מורכבות

חשוב מאוד בכימיה אנליטית, ולא רק הם חומרים מיוחדים. כי טופס כזה בפתרונות מלח מימיים. המתחם מורכב זה של ברזל. הפופולרי ביותר אמידים למד של אלה מאלה.

1. Hexacyanoferrate (II) אשלגן K ₄ [Fe (CN) _6]. שם נוסף עבור החיבור - מלח דם צהוב. הוא משמש לקביעה האיכותית של יון ברזל בתמיסת Fe ^3+. כתוצאת הפתרון הופכת יפה בצבע כחול בהיר נוצר על ידי מורכבות נוספת - KFe הכחול הפרוס ³⁺ [Fe ²⁺ (CN) _6]. מאז ימי קדם משמשים לצבוע בד.
2. Hexacyanoferrate (III) אשלגן K ₃ [Fe (CN) _6]. שם נוסף - מלח דם אדום. משמש יוני ברזל Fe ²⁺ ריאגנט נחישות איכותיים. התוצאה היא משקע כחול בעל הכחול שם turnbuleva. כמו כן שימש צבע על בד.

ברזל הוא חלק של חומרים אורגניים

מגהץ ותרכובותיו הם, כפי שראינו, הם בעלי חשיבות מעשית רבה בחיי הכלכלה של האדם. עם זאת, בנוסף, התפקיד הביולוגי שלה בגוף הוא לא פחות גדול, אלא להיפך.

ישן חשיבות רבה תרכובת אורגנית, חלבון, הכולל את המרכיב הפעיל. המוגלובין זה. זה בזכותו קורה להובלת חמצן אחיד עשה וחילופי במועד של גזים. לכן, התפקיד של ברזל בתהליכים חיוניים - נשימה - הוא עצום.

רק בתוך גוף האדם מכיל כ 4 גרם של ברזל, אשר חייב להתחדש כל הזמן דרך המזון הנצרך.