ეს არის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ელემენტი დედამიწის ქერქში.

რკინის ფიზიკური თვისებები.

რკინა- მოქნილი ვერცხლისფერი თეთრი ლითონი მაღალი ქიმიური წინააღმდეგობით. ის კარგად მოითმენს მაღალ ტემპერატურას და ტენიანობას. ჰაერში და წყალში სწრაფად აფერხებს (ჟანგდება). ძალიან პლასტიკური, კარგად ექვემდებარება გაყალბებას და გორვას. მას აქვს კარგი თერმული და ელექტრული გამტარობა, შესანიშნავი ფერომაგნიტი.

რკინის ქიმიური თვისებები.

რკინაგარდამავალი ლითონი. მას შეიძლება ჰქონდეს ჟანგვის მდგომარეობა +2 და +3. რეაგირებს წყლის ორთქლზე:

3 ფე + 4 ჰ 2 ო = ფე 3 ო 4 + 4 ჰ 2 .

მაგრამ ტენიანობის არსებობისას რკინა ჟანგდება:

4 ფე + 3 ო 2 + 6 ჰ 2 ო = 4 ფე(ოჰ) 3 .

2 ფე + 3 კლ 2 = 2 FeCl 3 .

ფე + ჰ 2 ᲘᲡᲔ 4 = FeSO 4 + ჰ 2 .

კონცენტრირებული მჟავები აპასივირებენ რკინას სიცივეში, მაგრამ იხსნება გაცხელებისას:

2Fe + 6H 2 SO 4 \u003d Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O.

რკინის ჰიდროქსიდი (II) მიღებული ტუტეს მოქმედებით რკინის მარილებზე (II) ჟანგბადის წვდომის გარეშე:

F 2 SO 4 + 2NaOH \u003d Fe (OH) 2 + Na 2 SO 4.

წარმოიქმნება თეთრი ნალექი, რომელიც სწრაფად იჟანგება ჰაერში:

4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH) 3.

ეს ჰიდროქსიდი ამფოტერიულია; გაცხელებისას ის იხსნება ტუტეებში ჰექსაჰიდროფერატის წარმოქმნით:

Fe (OH) 3 + 3KOH \u003d K 3.

რკინის ფორმები ორი რთული რკინის მარილი:

• ყვითელი სისხლის მარილი კ 4 [ ფე(CN) 6 ];
• სისხლის წითელი მარილი კ 3 [ ფე(CN) 6 ].

ეს ნაერთები თვისებრივია რკინის იონების განსაზღვრისათვის. ნაერთი პრუსიული ლურჯი:

K 4 + Fe 2+ \u003d KFe III + 2K +.

რკინის გამოყენება.

რკინა სუნთქვის პროცესის აუცილებელი კომპონენტია. ის არის სისხლის ჰემოგლობინის ნაწილი, მონაწილეობს ფილტვებიდან ქსოვილებში ჟანგბადის გადატანაში. ბუნებაში რკინა გვხვდება მადნებისა და მინერალების შემადგენლობაში.

განმარტება

რკინა- პერიოდული ცხრილის მეორადი (B) ქვეჯგუფის VIII ჯგუფის მეოთხე პერიოდის ელემენტი. აღნიშვნა - Fe. მარტივი ნივთიერების სახით რკინა მოვერცხლისფრო-თეთრი ლითონია.

სიმკვრივე არის 7,87 გ/სმ 3. დნობის წერტილი 1539 o C, დუღილის წერტილი 3200 o C. რკინას აქვს რამდენიმე მოდიფიკაცია. 769 o-მდე სტაბილური α-რკინით, სხეულზე ორიენტირებული კუბური გისოსით და ფერომაგნიტური თვისებებით. 769 o-ზე β-რკინაზე გადასვლით (იგივე კრისტალური სტრუქტურა, პარამაგნიტური). 910 o-ზე ჩამოყალიბებული γ-რკინით სახეზე ორიენტირებული ბროლის ბადით. პარამაგნიტური თვისებები. 1400 o C-ზე და დნობის ტემპერატურამდე - δ- რკინა სხეულზე ორიენტირებული კუბური გისოსით.

რკინის ჟანგვის მდგომარეობა ნაერთებში

რკინა შეიძლება არსებობდეს მარტივი ნივთიერების - ლითონის სახით, ხოლო ლითონების დაჟანგვის მდგომარეობა ელემენტარულ მდგომარეობაშია. ნული, ვინაიდან მათში ელექტრონის სიმკვრივის განაწილება ერთგვაროვანია.

რკინას აქვს ჟანგვის მდგომარეობა (+2) და (+3) : Fe +2 O, Fe +3 2 O 3, Fe +2 (OH) 2, Fe +3 (OH) 3, Fe +2 Cl 2, Fe +3 Cl 3, Fe +2 SO 4, Fe +3 2 (SO 4) 3 .

ცნობილი რკინის ნაერთები ჟანგვის მდგომარეობით (+6) , მათ უწოდებენ "ფერატებს" (K 2 Fe +6 O 4).

პრობლემის გადაჭრის მაგალითები

მაგალითი 1

მაგალითი 2

რკინის (II) ნაერთები

რკინის ნაერთები რკინის ჟანგვის +2 მდგომარეობით არასტაბილურია და ადვილად იჟანგება რკინის (III) წარმოებულებად.

Fe 2 O 3 + CO \u003d 2FeO + CO 2.

რკინის ჰიდროქსიდი (II) Fe (OH) 2ახლად ნალექის დროს, მას აქვს მონაცრისფრო-მომწვანო ფერი, არ იხსნება წყალში, იშლება 150 ° C-ზე ზემოთ ტემპერატურაზე, სწრაფად ბნელდება დაჟანგვის გამო:

4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH) 3.

იგი ავლენს სუსტად გამოხატულ ამფოტერულ თვისებებს ძირითადის უპირატესობით, ადვილად რეაგირებს არაჟანგვის მჟავებთან:

Fe(OH) 2 + 2HCl = FeCl 2 + 2H 2 O.

ის ურთიერთქმედებს კონცენტრირებულ ტუტე ხსნარებთან გაცხელებისას ტეტრაჰიდროქსოფერატის წარმოქმნით (II):

Fe (OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2.

ავლენს შემცირების თვისებებს; აზოტთან ან კონცენტრირებულ გოგირდმჟავასთან ურთიერთობისას წარმოიქმნება რკინის (III) მარილები:

2Fe(OH) 2 + 4H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 6H 2 O.

იგი მიიღება რკინის (II) მარილების ურთიერთქმედებით ტუტე ხსნართან ატმოსფერული ჟანგბადის არარსებობის შემთხვევაში:

FeSO 4 + 2NaOH \u003d Fe (OH) 2 + Na 2 SO 4.

რკინის მარილები (II).რკინა (II) ქმნის მარილებს თითქმის ყველა ანიონთან. ჩვეულებრივ მარილები კრისტალიზდება მწვანე კრისტალური ჰიდრატების სახით: Fe (NO 3) 2 6H 2 O, FeSO 4 7H 2 O, FeBr 2 6H 2 O, (NH 4) 2 Fe (SO 4) 2 6H 2 O (მარილი Mohr ) და სხვა.მარილის ხსნარებს აქვს ღია მწვანე ფერი და ჰიდროლიზის გამო მჟავე გარემო:

Fe 2+ + H 2 O \u003d FeOH + + H +.

აჩვენეთ მარილების ყველა თვისება.

ჰაერში დგომისას ისინი ნელ-ნელა იჟანგება გახსნილი ჟანგბადით რკინის (III) მარილებად:

4FeCl 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4FeOHCl 2.

თვისებრივი რეაქცია Fe 2+ კატიონზე - ურთიერთქმედება კალიუმის ჰექსაციანოფერატთან (III) (სისხლის წითელი მარილი):

FeSO 4 + K 3 = KFe↓ + K 2 SO 4

Fe 2+ + K + + 3- = KFe↓

რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება ლურჯი ნალექი - რკინა (III) ჰექსაციანოფერატი (II) - კალიუმი.

რკინისთვის დამახასიათებელია +3 დაჟანგვის მდგომარეობა.

რკინის ოქსიდი (III) Fe 2 O 3 -ყავისფერი ფერის ნივთიერება, არსებობს სამი პოლიმორფული მოდიფიკაციით.

ავლენს სუსტად გამოხატულ ამფოტერულ თვისებებს ძირითადის უპირატესობით. ადვილად რეაგირებს მჟავებთან:

Fe 2 O 3 + 6HCl \u003d 2FeCl 3 + 3H 2 O.

ის არ რეაგირებს ტუტე ხსნარებთან, მაგრამ შერწყმისას წარმოქმნის ფერიტებს:

Fe 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaFeO 2 + H 2 O.

ავლენს ჟანგვის და აღმდგენი თვისებებს. როდესაც თბება, იგი მცირდება წყალბადით ან ნახშირბადის მონოქსიდით (II), რომელიც აჩვენებს ჟანგვის თვისებებს:

Fe 2 O 3 + H 2 \u003d 2FeO + H 2 O,

Fe 2 O 3 + CO \u003d 2FeO + CO 2.

ტუტე გარემოში ძლიერი ჟანგვის აგენტების არსებობისას, იგი ავლენს შემცირების თვისებებს და იჟანგება რკინის (VI) წარმოებულებად:

Fe 2 O 3 + 3KNO 3 + 4KOH = 2K 2 FeO 4 + 3KNO 2 + 2H 2 O.

1400°C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე იშლება:

6Fe 2 O 3 \u003d 4Fe 3 O 4 + O 2.

იგი მიიღება რკინის (III) ჰიდროქსიდის თერმული დაშლით:

2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

ან პირიტის დაჟანგვა:

4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2.

FeCl 3 + 3KCNS \u003d Fe (CNS) 3 + 3KCl,

68. რკინის ნაერთები

რკინის (II) ოქსიდი FeO- შავი კრისტალური ნივთიერება, წყალში და ტუტეებში უხსნადი. FeOმატჩების ბაზა Fe(OH)2.

ქვითარი.რკინის ოქსიდი (II) მიიღება მაგნიტური რკინის მადნის არასრული შემცირებით ნახშირბადის მონოქსიდით (II):

ქიმიური თვისებები.ეს არის მთავარი ოქსიდი. რეაგირებს მჟავებთან მარილების წარმოქმნით:

რკინის(II) ჰიდროქსიდი Fe(OH)2- თეთრი კრისტალური ნივთიერება.

ქვითარი.რკინის (II) ჰიდროქსიდი მიიღება შავი მარილებისგან ტუტე ხსნარების მოქმედებით:

ქიმიური თვისებები.ძირითადი ჰიდროქსიდი. რეაგირებს მჟავებთან:

ჰაერში Fe (OH) 2 იჟანგება Fe (OH) 3-მდე:

რკინის (III) ოქსიდი Fe2O3- ყავისფერი ნივთიერება, ბუნებაში გვხვდება წითელი რკინის მადნის სახით, წყალში უხსნადი.

ქვითარი. პირიტის სროლისას:

ქიმიური თვისებები.ავლენს სუსტ ამფოტერულ თვისებებს. ტუტეებთან ურთიერთობისას წარმოქმნის მარილებს:

რკინის(III) ჰიდროქსიდი Fe(OH)3- წითელ-ყავისფერი შეფერილობის ნივთიერება, წყალში და ჭარბ ტუტეში უხსნადი.

ქვითარი. მიიღება რკინის ოქსიდის (III) და რკინის ჰიდროქსიდის (II) დაჟანგვით.

ქიმიური თვისებები.ეს არის ამფოტერული ნაერთი (ძირითადი თვისებების უპირატესობით). ის ნალექი ტუტეების ზემოქმედებით ჩნდება რკინის მარილებზე:

შავი მარილებიმიღებული მეტალის რკინის შესაბამის მჟავებთან ურთიერთქმედებით. ისინი ძლიერ ჰიდროლიზებულნი არიან, ამიტომ მათი წყალხსნარები ენერგეტიკული შემცირების აგენტებია:

როდესაც თბება 480 °C-ზე ზემოთ, ის იშლება და წარმოქმნის ოქსიდებს:

რკინის (II) სულფატზე ტუტეების მოქმედებით წარმოიქმნება რკინის (II) ჰიდროქსიდი:

ქმნის კრისტალურ ჰიდრატს FeSO4?7H2O (რკინის ვიტრიოლი). რკინის (III) ქლორიდი FeCl3 -მუქი ყავისფერი კრისტალური ნივთიერება.

ქიმიური თვისებები.წყალში ხსნადი. FeCl3ავლენს ჟანგვის თვისებებს.

შემცირების საშუალებები - მაგნიუმი, თუთია, წყალბადის სულფიდი, იჟანგება გათბობის გარეშე.

რკინა ქიმიური ელემენტია

1. რკინის მდებარეობა ქიმიური ელემენტების პერიოდულ სისტემაში და მისი ატომის აგებულება

რკინა VIII ჯგუფის d-ელემენტია; სერიული ნომერი - 26; ატომური მასაარ (ფე ) = 56; ატომის შემადგენლობა: 26-პროტონი; 30 - ნეიტრონები; 26 - ელექტრონები.

ატომის სტრუქტურის სქემა:

ელექტრონული ფორმულა: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2

საშუალო აქტივობის ლითონი, შემცირების საშუალება:

Fe 0 -2 e - → Fe +2 , შემცირების აგენტი იჟანგება

Fe 0 -3 e - → Fe +3 , შემცირების აგენტი იჟანგება

ძირითადი ჟანგვის მდგომარეობა: +2, +3

2. რკინის გავრცელება

რკინა ბუნებაში ერთ-ერთი ყველაზე უხვი ელემენტია. . დედამიწის ქერქში მისი მასური წილი 5,1%-ია, ამ მაჩვენებლის მიხედვით ის მეორე ადგილზეა ჟანგბადის, სილიციუმის და ალუმინის შემდეგ. ბევრი რკინა გვხვდება ციურ სხეულებშიც, რაც დადგინდა სპექტრული ანალიზის მონაცემებით. მთვარის ნიადაგის ნიმუშებში, რომლებიც ავტომატურმა სადგურმა „ლუნამ“ მიაწოდა, რკინა აღმოჩენილია დაუჟანგველ მდგომარეობაში.

რკინის საბადოები საკმაოდ ფართოდ არის გავრცელებული დედამიწაზე. ურალის მთების სახელები თავისთავად საუბრობენ: მაღალი, მაგნიტური, რკინის. სოფლის მეურნეობის ქიმიკოსები ნიადაგში აღმოაჩენენ რკინის ნაერთებს.

რკინა გვხვდება უმეტეს კლდეებში. რკინის მისაღებად გამოიყენება რკინის მადნები 30-70% და მეტი რკინის შემცველობით.

რკინის ძირითადი საბადოებია :

მაგნეტიტი(რკინის მაგნიტური საბადო) - Fe 3 O 4შეიცავს 72% რკინას, საბადოები გვხვდება სამხრეთ ურალებში, კურსკის მაგნიტური ანომალია:

ჰემატიტი(რკინის ბზინვარება, სისხლის ქვა) - Fe2O3შეიცავს 65%-მდე რკინას, ასეთი საბადოები გვხვდება კრივოი როგის რეგიონში:

ლიმონიტი(ყავისფერი რკინის საბადო) - Fe 2 O 3 * nH 2 Oშეიცავს 60%-მდე რკინას, საბადოები გვხვდება ყირიმში:

პირიტი(გოგირდის პირიტი, რკინის პირიტი, კატის ოქრო) - FeS 2შეიცავს დაახლოებით 47% რკინას, საბადოები გვხვდება ურალებში.

3. რკინის როლი ადამიანისა და მცენარეების ცხოვრებაში

ბიოქიმიკოსებმა აღმოაჩინეს რკინის მნიშვნელოვანი როლი მცენარეების, ცხოველებისა და ადამიანების ცხოვრებაში. როგორც უკიდურესად რთული ორგანული ნაერთის ნაწილი, რომელსაც ეწოდება ჰემოგლობინი, რკინა განსაზღვრავს ამ ნივთიერების წითელ ფერს, რაც თავის მხრივ განსაზღვრავს ადამიანებისა და ცხოველების სისხლის ფერს. ზრდასრული ადამიანის ორგანიზმი შეიცავს 3 გ სუფთა რკინას, რომლის 75% ჰემოგლობინის ნაწილია. ჰემოგლობინის მთავარი როლი არის ჟანგბადის გადატანა ფილტვებიდან ქსოვილებში, ხოლო საპირისპირო მიმართულებით - CO 2.

მცენარეებს ასევე სჭირდებათ რკინა. იგი ციტოპლაზმის ნაწილია, მონაწილეობს ფოტოსინთეზის პროცესში. ურკინის სუბსტრატზე გაზრდილ მცენარეებს თეთრი ფოთლები აქვთ. სუბსტრატს რკინის მცირე დამატება - და ისინი მწვანედ იქცევიან. უფრო მეტიც, ღირს თეთრი ფურცლის შეზეთვა რკინის შემცველი მარილის ხსნარით და მალე გაწურული ადგილი მწვანე გახდება.

ასე რომ, იგივე მიზეზის გამო - წვენებსა და ქსოვილებში რკინის არსებობის გამო - მცენარეების ფოთლები მხიარულად მწვანედ იქცევა და ადამიანის ლოყები კაშკაშა წითლდება.

4. რკინის ფიზიკური თვისებები.

რკინა არის მოვერცხლისფრო-თეთრი ლითონი, დნობის წერტილით 1539 o C. ის ძალიან დნობაა, ამიტომ ადვილად მუშავდება, ჭედავს, გორავს, შტამპდება. რკინას აქვს მაგნიტიზაციის და დემაგნიტიზაციის უნარი, ამიტომ გამოიყენება ელექტრომაგნიტების ბირთვად სხვადასხვა ელექტრო მანქანებსა და აპარატებში. მას უფრო მეტი სიმტკიცე და სიმტკიცე შეიძლება მიენიჭოს თერმული და მექანიკური მოქმედების მეთოდებით, მაგალითად, ჩაქრობით და გორვაში.

არსებობს ქიმიურად სუფთა და ტექნიკურად სუფთა რკინა. ტექნიკურად სუფთა რკინა, ფაქტობრივად, არის დაბალნახშირბადიანი ფოლადი, შეიცავს 0,02-0,04% ნახშირბადს და კიდევ უფრო ნაკლებ ჟანგბადს, გოგირდს, აზოტს და ფოსფორს. ქიმიურად სუფთა რკინა შეიცავს 0,01%-ზე ნაკლებ მინარევებს. ქიმიურად სუფთა რკინავერცხლისფერი ნაცრისფერი, მბზინავი, გარეგნულად ძალიან ჰგავს პლატინის ლითონს. ქიმიურად სუფთა რკინა მდგრადია კოროზიის მიმართ და კარგად უძლებს მჟავების მოქმედებას. თუმცა, მინარევების უმნიშვნელო ფრაქციები ართმევს მას ამ ძვირფას თვისებებს.

5. რკინის მოპოვება

ოქსიდების აღდგენა ნახშირბადით ან ნახშირბადის მონოქსიდით (II), აგრეთვე წყალბადით:

FeO + C = Fe + CO

Fe 2 O 3 + 3CO \u003d 2Fe + 3CO 2

Fe 2 O 3 + 3H 2 \u003d 2Fe + 3H 2 O

გამოცდილება "რკინის მიღება ალუმინოთერმიით"

6. რკინის ქიმიური თვისებები

როგორც გვერდითი ქვეჯგუფის ელემენტს, რკინას შეუძლია გამოავლინოს რამდენიმე დაჟანგვის მდგომარეობა. ჩვენ განვიხილავთ მხოლოდ ნაერთებს, რომლებშიც რკინა ავლენს ჟანგვის მდგომარეობებს +2 და +3. ამრიგად, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ რკინას აქვს ნაერთების ორი სერია, რომელშიც ის ორვალენტიანი და სამვალენტიანია.

1) ჰაერში რკინა ადვილად იჟანგება ტენის არსებობისას (ჟანგი):

4Fe + 3O 2 + 6H 2 O \u003d 4Fe (OH) 3

2) გახურებული რკინის მავთული იწვის ჟანგბადში, წარმოიქმნება მასშტაბი - რკინის ოქსიდი (II, III) - შავი ნივთიერება:

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4

Cჟანგბადი ტენიანი ჰაერის ფორმებში ფე 2 ო 3 * nH 2 ო

გამოცდილება "რკინის ურთიერთქმედება ჟანგბადთან"

3) მაღალ ტემპერატურაზე (700–900°C) რკინა რეაგირებს წყლის ორთქლთან:

3Fe + 4H 2 O t˚C → Fe 3 O 4 + 4H 2

4) რკინა რეაგირებს არალითონებთან გაცხელებისას:

Fe + S t˚C → FeS

5) ნორმალურ პირობებში რკინა ადვილად იხსნება ჰიდროქლორინის და განზავებულ გოგირდის მჟავებში:

Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2

Fe + H 2 SO 4 (განსხვავებები) \u003d FeSO 4 + H 2

6) კონცენტრირებულ მჟავებში - ჟანგვის აგენტებში რკინა იხსნება მხოლოდ გაცხელებისას

2Fe + 6H 2SO 4 (კონს .) t˚C → Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Fe + 6HNO 3 (კონს .) t˚C → Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 Oრკინა (III)

7. რკინის გამოყენება.

მსოფლიოში წარმოებული რკინის ძირითადი ნაწილი გამოიყენება რკინისა და ფოლადის წარმოებისთვის - რკინის შენადნობები ნახშირბადით და სხვა ლითონებით. თუჯები შეიცავს დაახლოებით 4% ნახშირბადს. ფოლადი შეიცავს 1,4%-ზე ნაკლებ ნახშირბადს.

თუჯი საჭიროა სხვადასხვა ჩამოსხმის - მძიმე მანქანების საწოლები და ა.შ.

თუჯის პროდუქტები

ფოლადები გამოიყენება მანქანების, სხვადასხვა სამშენებლო მასალების, სხივების, ფურცლების, ნაგლინი პროდუქტების, რელსების, ხელსაწყოების და მრავალი სხვა პროდუქტის დასამზადებლად. სხვადასხვა კლასის ფოლადის წარმოებისთვის გამოიყენება ე.წ. შენადნობი დანამატები, რომლებიც სხვადასხვა ლითონებია: M.

სიმულატორი №2 - Fe 3+ გენეტიკური სერია

სიმულატორი No3 - განტოლებები რკინის რეაქციების მარტივ და რთულ ნივთიერებებთან

ამოცანები დაფიქსირებისთვის

No1. შეადგინეთ მისი ოქსიდებიდან Fe 2 O 3 და Fe 3 O 4 რკინის მიღების რეაქციის განტოლებები შემცირების აგენტის გამოყენებით:
ა) წყალბადი;
ბ) ალუმინი;
გ) ნახშირბადის მონოქსიდი (II).
თითოეული რეაქციისთვის შეადგინეთ ელექტრონული ბალანსი.

No2. განახორციელეთ გარდაქმნები სქემის მიხედვით:
Fe 2 O 3 -> Fe - + H2O, t -> X - + CO, t -> Y - + HCl -> Z
დაასახელეთ პროდუქტები X, Y, Z?