алюминий, хром жана темир жөнүндө маалымат

ДОСТОР МЕНЕН АКЫСЫЗ:

Алюминий

III А тобунун экинчи элементи алюминий болуп саналат. Алюминийдин атомдук радиусу алюминийдикинен чоң болгондуктан, иондошуу энергиясы кичине, ошондуктан алюминийдин металлдык касиеттери бордукуна караганда күчтүү. амфотердик элемент болуп саналат. Табиятта кездешүүчү А1 бирикмелери.. — боксит (корунд), Me [2si2o8; Me5 [AL2Si2O 10]; KAI 2 [AISi3 O10 ] (OH)2 – мусковит, ( NA, k)2 [AL2 Si2 O8 ] – нефелин, AI4 [SI4 O10] (OH)8 – каолинит, Na3 [AIF6]-кролит. Бул жер постлогундагы АИнин жалпы көлөмүнүн 5,5% түзөт. жаратылышта татаал майрам гана кездешет.

Жетүүгө болот. Алюминий, негизинен боксит AL2 o3 . Н2одан электролиз жолу менен алынат. Бокситтин суюлтуу температурасын төмөндөтүү үчүн CaF3, MgF3, AIF3 фториддери кошулат, электролиз процесси төмөнкүчө жүрөт;

A1 2 o 3 – AI + +AIO-33 (суюлтуу)

Катоддо: AI+3+3e-AI0

Аноддо: 4AIO-3 3 – 12e-2AI2o3+o0

Электролиздик көпүрө катоддун ролун аткарат. Анда алюминий суюк абалда чыгарылат. (Т суюктук = 66 0 С). Графит анодунда кычкылтек бөлүнүп чыгып, графитти көмүртек кычкылдарына чейин кычкылдандырат.

Properties Ай-ок, күмүш түстүү, пластик (жумшак), жарык электр тогун жакшы өткөрүүчү, абада кычкылдануучу металл. Химиялык касиеттери боюнча активдүүлүгү боюнча щелоч-жер металлдарынан түз айырмаланат, бирок анын бетинде оксид пленкасы пайда болгондуктан пассивдүү металл болуп эсептелет. AI - Metallasma ракшага кирет:

2AI + 3 SI 2 = 2 ALSI 3

Алюминий сыяктуу щелочтуу металлдар гидриддерди пайда кылуу касиетине ээ, аларда жөнөкөй жана татаал гидриддер жок.

2AI+N2 =2AIN

AISI 3 + 4 LIN = LI [ AI N 4] +3 LISI

3 LI [ AIN 4] + AISI 3 = 4 AIN 3 = 3 LISI

AIN 3 + NAH = NA [AIH 4]

NA [ AIH 4 ] = 2 NAH = NA 3 [ AIH 6 ]

Алюминий амфотердик мүнөзүнөн улам кислоталар менен да, негиздер менен да реакцияга кирет.

2AI+6HCI=2AICI3+3H2

2AI+2NAOH+2H2O=2NAAIO3+3H

Ошондой эле катиондук комплексти жана иондук комплексти түзөт:

2AI +6H+6H2O=2[AI(OH2)6]3 ++ 3 H2, e0 = — 1,66 B

2AI+ 6 H2O + 6OH-= 2[AI (OH) 6 ] 3 + 3H 2, E= -2 ,35B

2AI + NAOH + 6H2O = 2NA 3 [AI( OH ) 6 ]+3H2

Алынган комплекс туз-натрий гексагидроксиалюминат деп аталат. Аль-металл кислоталарга караганда щелочтор менен оңой реакцияга кирет, анткени алюминийдин кислоталуу чөйрөдө кычкылдануу потенциалы щелочтуу чөйрөгө караганда чоң. Алюминийдин үстүнкү оксиддик катмарын курч аспап менен же амальгам түзүү жолу менен алып салса, алюминий сууда тез эрийт.

             2ai+6h2o——-à2ai(oh)3+3h2

Алюминийге азот жана күкүрт кислоталары таасир эткенде, анын бетинде оксид пленкасы пайда болот жана бул оксид коргоочу катмардын милдетин аткарат.Ошондуктан алюминий металлынын бул кислоталар менен реакцияга кириши кыйыныраак, ал муздак эритмелерде реакцияга кирбейт.

    Алюминий оксиди-AI2O3 ак түстөгү, сууда эрибеген зат. Ал аморфтук жана кристаллдык абалда болот жана кислоталарда жана щелочтордо эрийт. Жогорку температурага чыдамдуу зат.Табигатта АИ203-боксид деп аталат.Көбүнчө АИ(0Н)3 термиялык ажыратуу жолу менен алынат.

            2AI (0H)3 —à AI2O3 + 3H2o

Бул ыкма менен алынган AI2O3 глинозем деп аталат. Алюминий оксиди амфотердик кычкылдануу абалынан улам кислоталарда жана щелочтордо жакшы эрийт:

AI2O3+3H2SO 4 = AI2 (SO4 )3 + 3H2O (КАТУУ БОЛОТ)

AI2 O 3 + 2NAOH= 2NaA IO2 + H2O (ОҢОЙ БОЛУП)

NaAAOI2 + 2H2O = NA [AI(OH) 4]

Алюминий гидроксиди - AI (OH) 3 - сууда эрибеген амфотердик ак аморфтук зат (PH=7). Ал эми эритме чөйрөсү кескин өзгөрсө, (Ph<7) кислоталардын жана (Ph>7) щелочтордун таасири астында эрийт.

AI(OH)3 + 3 H CI= AICI3 + 3H2O

AI(OH)3 +3H+—à AI 3 + + 3H2O = [ AI (H2O) 6] 3+

AI(OH) 3 + NaOH= NA {AI (OH) 4 ]

AI(OH)3 + OH- à [AI(OH)4]-

Алюминий гидроксиди жана алюминий туздары сыяктуу бардык сууда эрибеген гидроксиддер щелочтун аракетинен алынат:

AICI 3 + 3NAOH = AI (OH) 3 à +3 NACI

Реакция үчүн алынган реагенттер туздун катуу эквимолярдык катышында болушу керек: щелоч = 1: 3. Бул реакция төмөнкүчө жүрөт. AI - туздары сууда эригенде AI3 + иону гидратталган [AI(H2O)6 ] 3= түрүндө болот жана бул ион реакцияга катышат:

[AI (H2O)6]3++ OH- = [AI(H2O) 5 OH]2++H2O

[AI (H2O)5OH] 2 ++ OH- = [AI(H2O) 4 )OH]2++H2O

[AI (H2O)4(OH)2 ] ++ OH- = [AI(H2O) 3 (OH)3]+H2O

Алынган кошулма [AI(OH)3-(H2O)3 полимердик түзүлүшкө ээ жана AI (OH)3-XH2O курамына туура келет.Төмөнкү жалпы (схема) теңдеме менен түшүндүрүүгө болот.

N[ AI ( OH2 )6]3= à [ AI ( OH )3]n à n [ AI ( oh )6]3-

                                          [H3AI3] n

Бул теңдемедеги көбүнчө кислоталуу (рН<7) эритмелерден алюминий кристалл гидраттары;

AI2(SO4)3. 18H3O, AI(NO3)3. 9H2O, AI CI 3. 6H2O алынат. Эритмелерден щелочтуу ( p H>7), ар кандай алюминат туздары NA [AI(OH)4(H2O) 2], NA3 [AI(OH)6] алынат.

Алюминий туздары гидролизденет Гигролиз реакциялары этап менен жүрөт. Муну AI2 (SO4)5 тузунун мисалында карап көрөлү:

1-кадам: H2O

[ AI ( H2O )6]+3 à [ AI ( OH ) ( H2O )5]2+ + ( Ph< 7 )

Пайда болгон комплекстүү ион – пентакаво-гигроксаалюминат ион эритменин рН, температура жана туз концентрациясына жараша гигролизди улантат.

II этап:

                                        H2o

[ AI ( OH )( H2O )5]2+ à [ AI ( OH)2 ( H2O )4] + + H= ( Ph<7 )

III фаза:

                                        H2o

[ AI ( OH )2( H2O )4]+ à [ AI (OH)3 ( H2O )3] + H +

Бирок акыркы стадия өтө төмөн деңгээлде болот.Адатча, гидролиз I-II стадияларда токтоп, алюминийдин гидроксо туздары: [ АИ (ОН) (Н2О) 5] SO4 ; [ AI ( OH)2 ( H2O)4]2 SO4 пайда болот. Эгерде гидролиз бүтсө, AI(OH)3. х H2O сууда дээрлик эрибеген затты пайда кылат. Бирок AI 3= көпчүлүк туздар так чечимдерди түзөт. Мунун себеби алюминий туздарынын гидролизинин аягына чейин барбайт.

Алюминий гидроксидинин суусузданган түрү "алюминий гели" техникасында адсорбент катары колдонулат.Алюминий гелинин механикалык жана химиялык туруктуулугунун себеби:

AI (OH) 3 . x in H2O (> AI – O à AI <) 'oxol'

                                                                |

                                                               H

Анын байланыштары температуранын таасири астында өтө туруктуу (> AI – O à AI <) — «оксал» байланыштарына айланат.

Алюминий сериясы гидрокси, аралык жана кош туздарды чыгарат. Алардын ичинен галанг, сульфат, нитрат, ацетат туздары сууда жакшы эрийт.

алюминий кошулмаларын колдонуу. Алюминий оксидинин AI2O3 жаратылышта пайда болгон кристаллдык формасы корунд деп аталат. Кумга аралашкан майда корунд "жилвир" деп аталат. Азыраак хром кошулган корунд кристаллдары "рубин" деп аталат.

Алюминий авиация тармагында кеңири колдонулат. Самолёттордун 2/3 бөлүгү алюминий жана алюминий эритмелеринен жасалган.Ошондуктан алюминий канат металлы деп да аталат. Кабельдер жана зымдар алюминийден жасалган.Алюминий буюмдарынын массасы жезге абдан жакын электр өткөргүчтүгү жез буюмдарына караганда эки эсе жеңил.

Алюминий дат баспагандыктан, машина курууда ар кандай тетиктерге, азот кислотасын ташуу үчүн идиштерге колдонулат. Автобустардын, троллейбустардын, вагондордун кузовдору алюминийден жасалган. Тамак-аш өнөр жайында алюминийден түрдүү идиштер жана чайнектер жасалат.

Алюминий жана анын эритмелери аскердик тармакта танк курууда, артиллерияда, жардыргыч заттарда, жарыктандырууда жана күйгүзүүчү снаряддарда да колдонулат.

Темир буюмдарды коррозиядан сактоо үчүн алардын үстү алюминий порошокунан жасалган күмүш түстөгү боёк менен жабылат.

Металлургияда алюминийдин жардамы менен көптөгөн металлдар алынат. Көпчүлүк металлдардын оксиддеринен кычкылтекти бөлүп чыгарат.Алюминийдин жардамы менен металлдарды алардын оксиддеринен алуу процесси алюминотермия деп аталат:

2AI + Cr2O3 à AI2 O3 + 2 C r

Chrome , алардын оксиддеринен марганец, ванадий, титан жана башка металлдар, атайын болотторду алуу үчүн алюминотермия ыкмасы колдонулат. Алюминий порошок FE 3O 4 темир көө менен бирдей молярдык пропорцияда аралаштырып, металл (темир) зым менен капталган болсо, электр ширетүүдөгү электрод пайда болот. Металл бетиндеги эритме термит деп аталат. Электр ширетүүдө төмөнкүдөй реакция жүрөт.

8 AI + 3 FE 3 O 4 à 4 AI 2 O 3 + 9 FE.

Бул реакцияда ^ Н= — 3300 кДж өлчөмүндө бөлүнүп чыккан жылуулук темир зымды суюк абалга алып келип, башка темир нерсенин бетине жайгашат.

ХРОМИ ЖАНА ОНУН БИРИЛДЕРИ.

Chromium – Cr (Z = 24) Vi b тобунун элементи, анда Mo (молибден) жана W (5d 4 6s 2) да бар. Бул металлдар химиялык пассивдүү жана жогорку температурада суюлуучу болгондуктан коррозия (Cr) жана отко чыдамдуу металлдар (Мо жана Вт) деп аталат. Кошулмалардын касиеттери окшош жана кеңири колдонулгандыктан, биз хромдун жана анын кошулмаларынын салымдарына гана токтолобуз.

Chromium ар кандай физикалык жана химиялык касиеттерин көрсөтөт. Алардын башка d-металлдардан айырмаланып же окшош болушунун себеби хром элементинин мезгилдик системадагы орду жана анын атомунун электрондук түзүлүшү менен түшүндүрүлөт.

-3e 0 -3e +6 0 0

Cr 0 ( Ar ) 3 D 5 4s à cR 3 + (Ar ) 3D 3 4s à Cr ( Ar ) 3D 4S

                                     0

Хром (Cr) металлында (атомдо) так электрондордун саны башка бардык элементтерге караганда 6га көп экенин көрүүгө болот. ошондуктан хром эритмелери магниттик касиетке ээ. Cr3+ бирикмелерине өткөндө так электрондордун саны азаят, бирок магниттик (парамагниттик, ферромагниттик) касиеттери жоголбойт, бирок Cr3+ ионунда негизги орбиталдардын 4s, 4p, 3d- саны көбөйгөндүктөн анын комплекстүү түзүлүшү жана октаэдрит структурасынын кошулмаларынын саны көбөйөт. Cr6+ так электрондорго ээ эмес, ошондуктан анын магниттик касиеттери жок, sp3-гибриддештирүүнүн натыйжасында аксараттык бирикмелер тетраэдрдик кошулманы түзөт.

Табиятта жолугушуу. Бул металл негизинен оксиддик кошулмалар Fe (Cro 2) 2- хромит, хром темир ташы кездешет: PbCro4 – croken майрам.

Жетүүгө болот. а) хром негизинен алюминотермия ыкмасы менен алынат:

Cr 2 O 3 + 2AI =2Cr+ AI2 O 3 ^ G 298 = -510 k J \ MOL

1. б) көпчүлүк учурларда хром темирдин хромит брикетти менен эритмесинен - ​​хромиттен алынат, аны кайра көмүртек менен электр мешинде ысытышат:

                                                                   t

Fe (CrO 2 ) 2 + C == Fe + 2Cr + 4 CO

Жалпы кошулмалар: Cr-Mo-W сериясында бул металлдардын катуулугу жана отко чыдамдуулугу эч кимден кем эмес. Мунун себеби, металлдардын кристаллдык торчосунда Me-Me коваленттик байланыштын туруктуулугу d-электрондордун эсебинен жогорулайт. Ошол эле учурда бул элементтердин химиялык активдүүлүгү төмөндөйт. Бул алардын коррозияга туруктуулугун жогорулатат.

Хром тобундагы металлдардын касиеттери.

Properties элементи	Cr ( z=24 )	Ай ( z=42 )	W ( z=74 )
Тышкы электрон түзүлүшү	3d5 4 s1	4d5 5s1	5d4 6s2
Тыгыздыгы, г/см3	7,2	10,2	19,3
Атомдук радиус, А	1,17	1,37	1,40
E+ радиусу, A	0,35	0,65	0,65
t суюктук 0 С	1890	2620	3380
т кайың 0 С	3390	4800	5900
Электр өткөргүчтүк	7,1	20,2	19,3
Жер постлогунун таралышы (% боюнча)	2 * 10-2	3 * 10-4	1 * 10-4
Мүнөздүү кычкылдануу абалы	0;( +2 ); +3; +6	0;+2;=4;+6

Хром HCI жана суюлтулган H 2 SO 4 эритмелеринде эрийт:

Cr = H 2SO 4 = Cr SO 4 + H2 à

Концентрленген HNO 3 жана H 2 SO 4 пассиваттуу хром. Себеби анын бетинде Cr2 o 3 оксид пленкасынын пайда болушу.

Абдан майда Cr кычкылтектин таасири астында кычкылданат жана оксиддер, оксиддер, кислоталар, гидроксиддер, туздар жана комплекстүү бирикмелер түрүндө Cr( II ), Cr( III ) жана Cr( VI ) бирикмелери жок.

Оксиддер. Cr (OH) 2 (негизги), Cr (OH) 3 (амфотердик) жана H 2 CrO 4 (хромат кислотасы). Бирикмелердеги хромдун кычкылдануу деңгээли жогорулаган сайын негизги касиети алсырап, кислоталык касиети жогорулай турганын көрүүгө болот: Sk (OH)_{2 +} H₂SO₄= CrSO₄ + 2 H2O (кислота менен гана реакцияга кирет). Cr 2 o 3 жана Cr ( OH ) 3 амфотердик заттар Cr 2 o 3 кислоталарда жана щелочтордо эрийт:

Cr2 O3 + 6HCI= 2CrCI3 +3H2O

Cr2O3 + 6NAOH (кат) =Na3 CrO3 + 3H2O

Cr (OH) амфотердүүлүгү:

                                          [H+] [H+]

[ Cr ( H2O )6]3+ (эритме) à Cr (OH )3( эритме) à

                                           [OH]

                                           H3CrO3

[Cr(OH)6]3-(эритме)

Cr (II) бирикмелери калыбына келтирүүчү заттар. Анын кычкылдануу потенциалы (Е ⁰ = — 0,4 v ) суулуу жана кычкыл эритмелерде тез кычкылданууга мүмкүндүк берет.

CrCi2 + 2H2O= 2Cr(OH)CI2+H2

4[Cr(H2O)6+2 O2 +4H+= 4[Cr(H2O)6]3+2 H2O

Cr (II) бирикмелери курамына жараша ар кандай түскө ээ. Бул анын татаал бирикмелерине жана кристаллдык катуу заттарга да тиешелүү. Аквакомплекс иону [ Cr ( H 2O ) 6 ] 3 = көгүш кызгылт, ал эми CrCI3 6H 2 O кызгылт көк түскө ээ.

Хромдун (III) кеңири таралган бирикмелеринин арасында сульфаттуу кош туздар – хром ачуулары бар.

Улатга К2 SO 4. Cr 2 (SO4) 3. 12 Н2 О (калий хромит), (NH4) 2 SO 4. Мисал Cr2 (SO4) 3 6 H2O (хромдуу аммоний каустик). Алар төмөнкү реакция боюнча эритмеде түзүлөт жана бөлүнөт.

K 2 SO 4 + Cr 2 ( SO 4 ) 3 + 12 H 2 O = K 2 SO 4. Cr2 (SO4) 3. 12 H2O

Бул туздар хромдун башка нитраттары, хлориддери жана ацетаттары сыяктуу эле сууда жакшы эригичтиги менен мүнөздөлөт. Алар суудагы эритмелерде жана эрүү процессинде гидролизденет. Пайда болгон хром гидроксидинин иондору алсыз негиз болгондуктан, көпчүлүк учурда бул эритмелерде кислоталуу чөйрө (рН<7) болот.

Cr ( NO3)3 + 6H2O à [Cr( OH ) ( H2O ) 5 ] (HO3)2 +HNO3

Cr=3 + 6H2O à [Cr (OH) (H2O) 5]2 +H +

натыйжасында hydroxopentaaquachrome (II) татаал ион болуп саналат, жана анын түзүлүшү бир dimer же полимер майрам болуп саналат. OH – жана кислота калдыктарынын аниондору Cr 3+ иондорунун ортосунда көпүрө болуп иштейт. Булгаары өнөр жайында Cr (III ) бирикмелерин кошумча катары колдонуу ушундай комплекстүү бирикмелердин пайда болушуна негизделген. Аларда суу молекулалары көбүнчө теринин бир бөлүгү болгон коллагендин аминокислота калдыктары менен алмаштырылат жана пайда болгон хром комплекси теринин ткандарын тигип, анын күчүн кескин жогорулатып, теринин ткандарын бириктирүүчү байланыштын ролун аткарат. тери териге айланат.

Хромдун (III) карбонаттык жана сульфиддик туздары катуу формада болбойт. Анткени аларды экстракциялоодо бул туздар эритмеде пайда болуп, тез гидролизденип Cr (oh) 3 жана CO 2 же H 2 S газдарын пайда кылат.

2CrCI3 + 3Na2S+6H2O = 2Cr (OH )3 (чөкмө) =3H2S (газ) + 6NACI

2Cr+ 3+ 3S2 -+ = 2Cr (OH )3 (чөкмө) = 3H2S (газ)

Хром+6 кычкылдануу даражасынын бирикмелери Кро 3 кызыл түстүү, сууда эригичтиги аз, күкүрт кислотасында жакшы эрүүчү, кычкылдандыргыч касиетке ээ кристаллдык зат. Күкүрт кислотасынын эритмеси хромдук деп аталат. H 2 CrO 4 (хром) же H 2 Cr 2 O 7 (бихромат) кислоталар эритмеде майрам болуп саналат. Ошондуктан, CrO3 хромат ангидриди деп да аталат.

H 2 O + CrO 3 = H 2 CrO 4

Хром кислотасы иондоштурулган орточо күчтүү кислота.

H2CrO4 à H+HCrO4 K1= 2*10-1

H2CrO4 à H+HCrO4-2 (хромат анион)

Хромат жана бихромат иондору NA+, K+, NH ⁴₄  + иондор сууда жакшы эрүүчү туздарды түзөт. Бул туздардын эритмелери күчтүү кычкылдандыруучу касиетке ээ:

K2cRo7 + 3 na2 so3 + 4h2so4=cR2(so4)3+ k2so4+4h2o+2na2so4

Оксидизатор 2Cr+6 + 2* 3e à 2Cr+3 6 1

Reversible S+4 – 2e à S+6 2 3

Кадимки кислоталардын эритмелериндеги Cr (VI ) ионунун кычкылдандыруучу касиети

Cr 2 O 7-2 + 14H = = 6 YO à Cr =3 = 7 H2O (E0 =+1,33v)

Бул реакция менен түшүндүрүлөт. Суудагы эритмелерде хроматтар дихроматтарга (жана тескерисинче) алмашат. Бул эритменин чөйрөсүнө (рН) көз каранды. хроматтардын (сары) эритмесине кислота эритмелери (рН<7) кошулса, ал кызыл-сары эритмеге айланат (Cr 7 0 7 -2). Бихромат эритмесине H 2 O (көп) же щелоч эритмеси кошулса, ал ачык сары түскө айланат, мында Cro 12 4

2 CrO 2 4 + 2H + = Cr2 O 2 7 + H 2O

2 CrO 2 7 + 2H + = 2Cr2 O 4 2 + H 2O

2 CrO 2 Va (II), Pb (II), Ag (i) иондору менен сары, сары-кызыл чөкмөлөрдү түзөт. хромат жана Va (II ) иондоруна сапаттык реакция катары колдонулат.

Va2 + = 2 CrO 2 4- = Va Cro 4

Хромат эритмелеринен Н=- иондорунун (кислота) санын көбөйтсө, бихроматтардан тышкары трихромат (K 2 Cr 3 o 10) жана тетрахроматтар (K 2 Cr 4 O13) пайда болот. Бул кошулмалардын өзгөчөлүгү CrO 2 4-топтук тетраэдрдик түзүлүшкө ээ жана карама-каршы кычкылтек атомдору аркылуу биригип тримердик жана тетрамердик заттарды пайда кылат.

Хром жана анын кошулмалары төмөнкү тармактарда колдонулат. Chrome-консервацияланган эритмелер майрамдык атайын коррозияга туруктуу болоттор колдонулат. Башкача айтканда, хром легирленген металл катары иштейт. Хром капталган деталдар механикалык эскирүүгө туруктуу жана узак убакыт бою иштейт. Булгаары жана мех өнөр жайында Cr (III ) туздары, кычкылдандыргыч катары Cr ( VI ) бирикмелери колдонулат. Хромдун бардык бирикмелери уулуу!

 Темир жана анын бирикмелери.

Мезгилдик системанын VIII V тобунун элементтери өзүнүн түзүлүшү жана андагы элементтердин жайгашуусу боюнча башка бардык топтордон абдан айырмаланат. Бул топко кирген элементтер вертикалдык окшоштуктун ордуна горизонталдык окшоштуктарды көрсөткөндүктөн, 9 элемент үч үй-бүлөгө, б.а. триадага бөлүнөт.

Алар төмөнкүдөй: темир триадасы ( Fe, Co, Ni ), палладий триадасы ( Ru, Rh, Pd ) жана платина триадасы ( Os, Ir, Pt ). Бул үчилтиктерден биз темир үй-бүлөнүн элементтери менен таанышабыз.

Жаратылышта таралышы. Темир үй-бүлө элементтеринин ичинен темир гана жаратылышта (асман телолорунда) эркин формада (метеориттер) кездешет. Алюминийден кийин темир жаратылышта эң кеңири таралган элемент жана оксиддер жана сульфиддер түрүндө болот: Fe3 o 4 e (магниттик изумруд), Fe 2 o 3 (кызыл темир таш), 2 Fe 2 O 3 # h2o (күрөң темир таш). , Fe CO 3 (шпаты бар темир таш), FeS 2 (темир колхеден же пирит).

Жетүүгө болот. Темир сульфидинин оксиддеринен оксиддерге өтүп, оксиддер кокс СО газын колдонуу менен калыбына келтирилет:

4 FeS2 + 11O 2 = 2Fe2 O3 + 8 SO2

3 Fe 2 O 3 + C = 2Fe3O4 + CO

Fe 3O 4 + 4 CO = 3 Fe + 4 CO 2

Properties элементи	Fe (Z=26)	Co (Z=22)	Ni ( Z=28 )
Электрондук формула	(Ar)3d6 4s2	(Ar)3d7 4s2	(Ar)3d8 4s2
Атомдук радиус, А	1,26	1,25	1,24
r ион e+2,A E+5, А	0,80 0,67	0,78 0,64	0,74      -
t 0 кайнатуу 0C	1539	1493	1453
t 0 кайнатуу 0C	2870	3100	2900
Тыгыздыгы, г/см 3	7,87	8,84	8,91
E, v(e-2eàE=2)	-0,44	-0,277	-0,250
Жер кыртышында таралышы, %	1,5	1 * 10-9	3 * 10-9

Металл темир 4 түрдүү модификацияда келет. Бөлмөнүн температурасынан 770 Сге чейин α-Fe модификациясында болот, көлөмдө борборлоштурулган куб түзүлүшкө ээ жана ферромагниттик касиетке ээ.

770 Сдан 910 Сге чейин B-Fe модификациясында ферромагнетизм мүнөздөмөсү жок болуп, парамагниттик болуп калат, бирок кристалл торчо дээрлик өзгөрбөйт.

910Сдан 1390Сге чейин темирде полиморфтук өзгөрүүлөр болот, ал Fe-Fe модификациясына өтөт. Кристалл торчо темирдин парамагниттик касиетин сактаган бет-борбордук куб.

1390 С-дан баштап дагы бир полиморфтук өзгөрүү болуп, d-Fe модификациясы пайда болот. Бул модификацияда кристалл торчосунун негизги тиби болуп көлөмгө борборлоштурулган куб эсептелет, ал темир эригенге чейин сакталат (1536 С).

Темир, башка d-элементтер сыяктуу эле, ар кандай эритмелерди түзөт. Бул эритмелерге көмүртек менен Fe кошулмалары кирет. Аларга цементит - Fe 3 C (чоюн), аустенит - Fe нин С менен катуу эритмеси, феррит - В - Fe нин С менен катуу эритмеси кирет. Бул эритмелердин курамын, пайда болуу температурасын жана шарттарын өзгөртүү менен ар кандай физикалык жана химиялык касиеттери бар эритмелер алынат.

Темирдин спецификалык касиеттери бар жөнөкөй жана татаал бирикмелердин пайда болушуна байланыштуу анын таралышы электрон кабыкчасынын 3d6 4 s 2 ( 4po ) түзүлүшү менен түшүндүрүлөт.

                                              -2 жана

Fe 0 ( Ar ) 3d64 s 2 ( 4p 0 ) à Fe + 2 ( Ar ) 3 d 6 4 s 0

Өтүп бара жатып, сырткы катмардагы 4 с 2 электрон химиялык байланышка катышат. Мында Fe 2+ - касиеттери көпчүлүк s-металлдарга окшош (түссүз же өтө начар түстүү) бирикмелер пайда болот. Көпчүлүк бирикмелер сууда эрийт жана кислота-негиздик касиеттерин жоготот. Кошулмалар калыбына келтирүүчү жана оңой кычкылданат:

                                                 -e

Ae 2+ ( Ar ) 3d64 so ( 4p 0 ) à Fe 3+ ( Ar ) 3 d 4 s 0 Fe 2+

Туруктуу кычкылдануу абалына [ (Ar) 3d6 1s 3 ] өткөн Fe+5 ионунда так электрондордун саны 4, 0d-орбиталдагы 3 электрондон 5 электронду берет. Бул Fe+3 магниттик касиеттерин жана түстүү кошулмалардын (d-металдар сыяктуу) пайда болушун шарттайт.

Темирдин кычкылдануу даражасы +2, +3 жана +6 болгон бирикмелери бар. Fe (II) негизги кошулмаларына Fe o (кара), Fe (OH) 2 (көк-ак), Fe Co 3 (ак), Fe CI 2 (ак), Fe SO 4 & H2O, (ачык көк - ак) Fe (CIO4 ) 2 6 H 2 O Fe ( NO 3 ) 2 6 H2 O ( NH 4 ) 2 Fe ( SO4 ) 2 6 H2O ( ачык жашыл ак), ( Мор тузу ) кирет.

FeO негизги оксиди болуп саналат. Ал сууда эрибейт. Кислота чөйрөдөгү сууда эрийт жана гексаваферрат (II) комплекс ионун түзөт:

Fe O + 2 H+ + 5 H2O = [ Fe ( H2O )6 ] 2 +

Fe (OH)2 - темир (II) гидроксиди, негизги касиетке ээ зат. Ал сууда эрибейт. Жаңыдан даярдалган Fe (II) - иондук бирикмелер (туздар) эритмелерге щелочтордун аракетинен пайда болот. Бирок көп өтпөй кычкылданат жана күрөң түскө айланат, анткени төмөнкү процесс жүрөт:

4 Fe 2+ + 8 OH à 4 Fe (OH) 2 + 2 H2O à 4 Fe (OH)

FeS – начар эрүүчү зат, ал Fe 2+ H2S газында же сууда эригенде пайда болот.

Fe 2+ + H2S à FeS чөкмө + 2Н +

Бул заттын пайда болушунун өзгөчөлүгү, эгерде адамдар аба менен дем алса, ал ууланып, аң-сезимсиз кесепеттерге алып келиши мүмкүн. Анткени абада H2S менен дем алууда күкүрт суутек адамдын канына кирип, кандын негизи болгон гемоглобиндеги Fe2+ иондору менен реакцияга кирип, кандын бузулушуна, акыр аягында жагымсыз окуяга алып келет. Демек, абадагы H2S өлчөмү жол берилген деңгээлден (0,001%) ашпоого тийиш (YQM h2s = 10-3%). FeCO 3 жана Fe S да бат эле бузулуп, башка заттарга айланат:

4 FeS+O2+ 10H2O = 4 Fe(OH )3+ 4H2S

Fe ( II ) ион K3[ Fe( CN )6]- кызыл кан тузунун катышуусунда турбулл көк деп аталган начар эрүүчү кошулманы пайда кылат.

Бул реакцияда аналит химияда Fe (II) ионун аныктоо үчүн колдонулат:

3 Fe2+ + 2K3 [ Fe(CN)6] = Fe 3 [Fe (CN)6]2 чөкмө +6к+

Fe (II) ионунун түртүүчү касиети бар. Айрыкча кислоталуу чөйрөдө E 0 = -0,46 v болгондуктан, Fe2= — e = à Fe=3 реакциясы оңой. Fe (II) бул өзгөчөлүгүн колдонуп, көлөмдүк анализдин перманганометриялык ыкмасы менен ар кандай үлгүлөрдөгү темир иондорунун санын аныктоого болот:

5Fe3+ + mMnO4 + 8 H=à Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

Экинчи жарым реакция MnO4 + 8H+ + 5e à Mn2+ + 4 H2O E = + 1,51 болгондуктан, гальваникалык жуп бул процесс жүргөн электроддун ( + ) ролун аткарып, анда кайтаруу процесси жүрөт. Элементтин EYUK E = 1,51 – ( 0,46 ) = 1 теңдемеси менен берилген кычкылдануу-калыбына келтирүү реакциясы шексиз оңго багытталган.

Fe (II ) [ Fe ( NH3 ) 6 ] CI2 [ Fe ( H2O)6 ] SO4 жана K4 [ FE(CN6)] комплекстүү бирикмелери, акыркысы эң туруксуз ( K = 4. 10 -36 ) Кислота H4 [Fe(CN)6] ак кристаллдык зат, сууда жакшы эрийт (150г / 100г H2O) жана күчтүү кислоталоочу касиетке ээ. Анын калий тузу - K4 [Fe (CN)6] сары кан тузу деп аталат.

Сары кан тузу кандын темир кабыгын К2 СО3 менен ысытуудан алынгандыктан ушундай аталып калган. Бул туз Cu (II), Fe (II), Zn (II) иондору менен түзүүчү комплекстерде CN- иондору түз байланыш түзүшөт.Ошондуктан аларды аралаш цианид туздары деп атоого болот. Бул заттар сууда начар эрийт жана уулуу.

Fe (II ) Fe2O3 бирикмелери – кызыл-күрөң түстөгү, сууда начар эрүүчү амфотердик оксид. Ар түрдүү полиморфтук абалга ээ: а – Fe2 CO3 (гематит), В – Fe2o3 ферромагниттик касиеттери (магниттик ленталарда күрөң). Бул зат жаратылыштагы темир рудасынын негизги бөлүгү болуп саналат. Ал ошондой эле FeS жана FeS2 күйгүзүү менен өндүрүлөт, темир жана анын эритмелерин алуу үчүн негизги сырьё болуп саналат.

Fe (OH)3 - темир (III) гидроксиди деп аталган кызыл-күрөң зат (дат). өзгөрмө курамы Fe2O3 xH2O болуп саналат. Шартка жараша, температурага жараша Н2О жоготуп, Fe O (OH ) бар кычкылтекти пайда кылат. Жогорку температурада ысытса, Fe2O3ке айланат.

2Fe (OH) 3 à Fe2O3 = 3 h2o.

 Fe2O3 жана Fe (OH) 3 кислоталарда эрип, туздарды пайда кылат.

Fe2 O3 + 6HIC=2FeCI3+3H2O

Fe (III ) туздарынын суудагы эритмеси сары түстө. Жаңы пайда болгон Fe (OH)3 щелочтордун концентрацияланган эритмелеринде да эрийт

Fe (OH )3 + 3KOH = K3 [ Fe (OH _6]

Гексагидроксиферрат (III) калийди пайда кылат. Ушундай эле жол менен Fe2 O3 (амфотердик себеп) оксиддер сыяктуу алсыз кислоталар щелочтор жана натрий жана калий карбонаттары менен кошулуп, ферриттерди (MFeO2) пайда кылуу үчүн ысытылат:

Fe2CO3 + NA2 CO 3 = 2 NAFeO2 + Co2

Бул заттар сууда жакшы эрийт. Fe (II) феррити Fe (FeO2)2 же Fe3O4 – магнетит (темирдин FeO Fe2O3 аралаш оксиди) деп аталат. Башка d-металлдардын (СО, Ni, Cu, Mn) M ( FeO2 )2 ферриттери ферромагниттик касиетке ээ болгондуктан, ленталарды алууда түрдүү магниттер колдонулат.

Суудагы эритмеде бөлүнгөн туздар FeCi3 6H2O Fe2 ( SO4 )3 7H2O; Fe) NO3 )3 6H2O; Fe(CIO4 )3 10 H2O сыяктуу кристалл гидраттары майрам болуп саналат. Курамында суу жок туздар: Fe (SCN)3 – кара-кызыл кан түсү; FeCI3 күрөң-күрөң, FeF3- кочкул жашыл. Бул туздардын дээрлик бардыгы сууда эрийт. Fe (II) жана Fe (III) туздары суудагы эритмелерде гидролизденет Гидролиз катионго жараша жүрөт, эритме чөйрөсү кислоталуу (рН<7), гидролиз I же II стадияда токтойт. Температуранын таасири астында аягына чейин барууга болот, өтө көп ысытуунун жана көпкө туруунун натыйжасында бул туздардын эритмесинде Fe (OH)4 күрөң чөкмөсү пайда болот. Эгерде кислота эритме кошулса, тунук сары эритме пайда болот. Гидролиз реакциясы:

FeCI3 + H2O = Fe (OH) CI2 + HCI

Жогоруда берилген маалыматка ылайык, бул эритмедеги реакция төмөндөгүдөй жазылса туура болот:

[ Fe( H2O )6]3+ + 3CI + H2O à [ Fe ( H2O )5(OH ) 2+ H + 3CI-

Ар бир этапта [[ Fe( H2O )6]3+ курамындагы бир суу молекуласы OH- жана H + — иондоруна диссоциацияланып, гидрокси бирикмесин пайда кылат. Гидрокси кошулмаларда OH – иондору Fe3+ иондорун бириктирет жана мындай бирикмелер полиметтик түзүлүшкө ээ жана сууда аз эрийт.

Fe( III ) ар түрдүү комплекстүү бирикмелери: M ++ 3[FeF6]; M== [FeCI4]: M3= [Fe( SCN6 ): M3+ [Fe( CN6 ) бар Алардын эң туруктуусу K1.10[Fe(CN)44 ] – калий гексацианферраты ( III ) менен К бек = 3 -6 Ал кызыл кан тузу деп аталат.Сууда жакшы эрийт.

K3[ Fe ( CN )] à [ Fe ( CN )6]3-

Бул туз Fe(II) ионун аныктоодо (турбулл көктүн пайда болушуна байланыштуу) колдонулат. Fe (III ) бардык бирикмелери кычкылдандыруучу касиетке ээ:

2 FeCI3 + 2KJ = j2 + 2 FECI2 +2KCI

Анын ичинде комплекстер:

2[ FE(CN)6]43 — + H2O2 +2 OH — = 2 [Fe(CN)6] 4 — + O2 + 2H2O

Fe+ ионун аныктоо үчүн сары кан тузунун эритмесине кошулганда кочкул жашыл түстөгү "Берлин азуре" чөкмөсү пайда болот.

Fe 34 + 3 k4 [Fe(CN )6] = Fe4[ Fe(CN)3 9(чөкмө) + 12К+