Элементы триады железа

План лекции
1. Общая характеристика триады железа
2. Железо, строение атома, степени окисления.
3. Изменение кислотно-основных свойств соединений железа в зависимости от степени окисления
4. Изменение окислительно-восстановительных свойств соединений железа в зависимости от степени окисления.
5. Соединения кобальта и никеля.
6. Роль железа, кобальта и никеля в живых организмах.

1. Общая характеристика триады железа
Fe 1s22s22p63s23p63d64s2
Co 1s22s22p63s23p63d74s2
Ni 1s22s22p63s23p63d84s2
Железо- четвертый(после О, Si, Al) по содержанию в земной коре элемент.
Железные метеориты содержат 90% Fe, 8,5% Ni и 0,5% Со.
Минералы: магнитный железняк Fe3O4 (магнетит), красный железняк Fe2O3 (гематит) и бурый железняк Fe2O3• H2O (лимонит), пирит FeS2, кобальтовый блеск CoAsS, железоникелевый колчедан (Fe,Ni)9S8.

2.Железо. Строение атома. Степени окисления.
Fe – элемент 4 периода VIII группы побочной подгруппы.
Валентные электроны: 3d64s2
Возможные степени окисления:
0 +2 +3 +6
Fe FeO Fe2O3 -
осн.окс. амф.окс.
Fe(OH)2 Fe(OH)3
FeSO4 Fe Cl3 K2FeO4

3. Изменение кислотно-основных свойств соединений железа в зависимости от степени окисления
+2 +3
FeO Fe2O3
осн.окс. амф.окс.
Fe(OH)2 Fe(OH)3
слаб. H3 FeO3
осн-е амф. гидр.
Fe(OH)2 + 2HCl →FeCl2 +2H2O
Fe(OH)3 + 3HCl →FeCl3 +3H2O
Fe(OH)3 + 3NaOH →Na3Feo3 +3H2O
Качественные реакции на ионы железа 2+ ,3+.

4. Изменение окислительно-восстановительных свойств соединений железа в зависимости от степени окисления.
0 +2 +3 +6
Fe FeO Fe2O3 -
Fe(OH)2 Fe(OH)3
FeSO4 Fe Cl3 K2FeO4
В-ль ОВД ОВД Ок-ль
Примеры:
4Fe + 10HNO3 оч. разб. →NH4NO3 + +4Fe(NO3)2 +3 H2O
4Fe(OH)2 + O2 +2 H2O→ 4Fe(OH)3
4K2FeO4 → 4KFeO2 + K2O +3O2
4K2FeO4+ 10 H2O → 4Fe(OH)3 + 8КОН+ +3О2

5.Соединения кобальта и никеля.
У кобальта и никеля устойчивы соединения в степени окисления +2.
Соединения никеля+3 и кобальта +3 в ОВР бывают окислители.
Ni + H2SO4 разб →NiSO4 + H2
3Co+8HNO3разб. →Co(NO3)2 +2 NO + +4 H2O
2Ni(OH)3 +6HCl →2NiCl2 +Cl2 +3H2O

6. Роль железа, кобальта и никеля в живых организмах
Железо- биогенный элемент, содержится в тканях животных и растений. В организме человека содержится примерно 5 г железа(0,007%).
Железосодержащие белки: гемоглобин, миоглобин, цитохромы, пероксидазы, каталаза.
Гемоглобин- обеспечивает внешнее дыхание, переносит кислород от легких к тканям.
Миоглобин, цитохромы, каталаза обеспечивают клеточное дыхание.
Кобальта в организме человека 1,2 мг. Он входит в состав витамина В12.
Никеля в организме человека менее 1мг (600 мкг). Он способствует усвоению железа.