Презентация о химическом элементе Железо (Fe).

Железо - один из семи металлов древности. Весьма вероятно, что человек познакомился с железом метеоритного происхождения раньше, чем с другими металлами.

Многие древние народы познакомились с железом, как с металлом, упавшим с неба, т. е. как с метеоритным железом.
O том, что древние люди пользовались вначале именно железом метеоритного происхождения, свидетельствуют и распространенные у некоторых народов мифы о богах или демонах, сбросивших с неба железные предметы и орудия, - плуги, топоры и пр.
Интересен также факт,
что к моменту открытия
Америки индейцы и эскимосы
Северной Америки не были
знакомы со способами получения
железа из руд, но умели
обрабатывать
метеоритное железо.
(метеорит)

В древности и в средние века семь известных
тогда металлов сопоставляли с семью планетами,
что символизировало связь между металлами и
небесными телами .Такое сопоставление стало обычным более 2000 лет назад
и постоянно встречается в литературе вплоть до XIX века.
Кусочек железа
Марс

Железо – второй по распространённости металл на планете(после алюминия).
Содержание в земной коре составляет 4,65% по массе.
Известно свыше 300 минералов,
из которых слогаются
месторождения железных руд.
Промышленное значение имеют руды с содержанием Fe свыше 16%.
Важнейшие рудные минералы, содержащие железо: магнитный железняк Fe3O4 (содержит 72,4% Fe),
гематит Fe2O3 (65% Fe),
гетит Fe2O3H2O ,(до 60%Fe),

В периодической системе железо находится в четвертом периоде,
в побочной подгруппе VIII группы.
Химический знак Fe (феррум). Порядковый номер 26,
электронная формула 1s2 2s2 2p6 3d6 4s2.
Валентные электроны у атома железа находятся на последнем электронном слое (4s2)
и предпоследнем (3d6). В химических реакциях железо может отдавать эти электроны
и проявлять степени окисления +2, +3 и, иногда+6.

Физические свойства
Чистое железо - серебристо-белый металл, обладает большой ковкостью, пластичностью и сильными магнитными свойствами.
Плотность железа 7,87 г/см3, температура плавления 1539С.

Железо имеет две кристаллические модификации. Ниже 910° С устойчиво железо,
обладающее
объемно-центрированной кубической
решеткой.Между 910-1400 устойчиво
железо с гранецентрированной решеткой.

Получение железа.
В промышленности железо получают восстановлением его из железных руд углеродом (коксом)
и оксидом углерода (II) в доменных печах. Химизм доменного процесса следующий:
C + O2 =CO2,
CO2 + C =2CO,
3Fe2O3 + CO= 2Fe3O4 + CO2,
Fe3O4 + CO =3FeO + CO2,
FeO + CO= Fe + CO2.

Химические свойства.
В реакциях железо является восстановителем. Однако при обычной температуре оно не взаимодействует даже
с самыми активными окислителями (галогенами, кислородом, серой), но при нагревании становится активным
и реагирует с ними
2Fe + 3Cl2= 2FeCl3 Хлорид железа (III)
3Fe + 2O2 =Fe3O4 Оксид железа (III)
Fe + S= FeS Сульфид железа (II)
При очень высокой температуре железо реагирует с углеродом, кремнием и фосфором
3Fe + C= Fe3C Карбид железа (цементит)
3Fe + Si= Fe3Si Силицид железа
3Fe + 2P= Fe3P2 Фосфид железа (II)
Во влажном воздухе железо быстро окисляется (корродирует)
4Fe + 3O2 + 6H2O= 4Fe(OH)3,

Железо находится в середине электрохимического ряда напряжений металлов, поэтому является металлом
средней активности. Восстановительная способность у железа меньше, чем у щелочных, щелочноземельных
металлов и у алюминия. Только при высокой температуре раскаленное железо реагирует с водой:
3Fe + 4H2O= FeO*Fe2O3+ 4H2

При обычной температуре железо не взаимодействует с концентрированной серной кислотой,
так как пассивируется ею. При нагревании концентрированная серная кислота окисляет железо до сульфата железа (III)
2Fe + 6H2SO4 =Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O.
Разбавленная азотная кислота окисляет железо до нитрата железа (III)
Fe + 4HNO3= Fe(NO3)3 + NO + 2H2O.

Из растворов солей железо вытесняет металлы, которые расположены правее его в электрохимическом ряду напряжений
Fe + CuSO4= FeSO4 + Cu.
Соединения железа (II) .
Оксид железа (II) FeO черное кристаллическое вещество, нерастворимое в воде. Оксид железа (II) получают
восстановлением оксида железа(III) оксидом углерода (II)
Fe3O4 + CO= 3FeO + CO2.

Оксид железа (III) Fe2O3 порошок бурого цвета, не растворяется в воде. Оксид железа (III) получают разложением гидрооксида железа (III)
2Fe(OH)3= Fe2O3 + 3H2O

Гидрооксид железа (II) Fe(OH)2 порошок белого цвета, не растворяется в воде. Получают его из солей
железа (II) при взаимодействии их со щелочами
FeSO4 + 2NaOH= Fe(OH)2 + Na2SO4,

Железо реагирует с разбавленными серной и соляной кислотами, вытесняя из кислот водород
Fe + 2HCl =FeCl2 + H2
Fe + H2SO4= FeSO4 + H2

Металлическое железо взаимодействует при нагревании с концентрированными
(более 30%) растворами щелочей, образуя гидроксокомплексы.
Под действием сильных окислителей при нагревании железо может
образовывать соединения в степени окисления (+VI) – ферраты: Fe + 2KNO3 = K2FeO4 + 2NO

Применение и биологическая роль железа и его соединений.
Важнейшие сплавы железа: чугуны и стали являются основными конструкционными материалами практически
во всех отраслях современного производства.

Хлорид железа (III) FeCl3 применяется для очистки воды.
В органическом синтезе FeCl3 применяется как катализатор.
Нитрат железа Fe(NO3)3 используют при окраске тканей.

Железо является одним из важнейших микроэлементов в организме человека и животных (в организме взрослого человека
содержится в виде соединений около 4 г Fe). Оно входит в состав гемоглобина, миоглобина, различных ферментов и других сложных железобелковых комплексов, которые находятся в печени и селезенке. Железо стимулирует функцию кроветворных
Органов.

Главные месторождения находятся в России, Норвегии, Швеции, США.