Физико-химические свойства - Железо восстановленное (Ferrum reductum)

Железо -- типичный металл, в свободном состоянии -- серебристо-белого цвета с сероватым оттенком. Обладает ярко выраженными магнитными свойствами.

Железо имеет четыре кристаллические модификации:

    - до 769 °C существует б-Fe (феррит) с объемноцентрированной кубической решеткой и свойствами ферромагнетика (769 °C ? 1043 K -- точка Кюри для железа); - в температурном интервале 769--917 °C существует в-Fe, который отличается от б-Fe только параметрами объемноцентрированной кубической решетки и магнитными свойствами парамагнетика; - в температурном интервале 917--1394 °C существует г-Fe (аустенит) с гранецентрированной кубической решеткой; - выше 1394 °C устойчиво д-Fe с объемноцентрированной кубической решеткой. - (См. Приложение 2).

Железо - один из самых распространенных элементов в природе. В земной коре содержится 4,65% (по массе) железа. По распространенности железо занимает 4-е место после кислорода, кремния, алюминия. Железо входит в состав большинства горных пород. Для получения железа используют железные руды с содержанием железа 30-70% и более.

Физические свойства железа зависят от его чистоты. В промышленных железных материалах железу, как правило, сопутствуют примеси углерода, азота, кислорода, водорода, серы, фосфора. Даже при очень малых концентрациях эти примеси сильно изменяют свойства металла. Так, сера вызывает так называемых красноломкость, фосфор - хладноломкость; углерод и азот уменьшают пластичность, а водород увеличивает хрупкость железа (т. н. водородная хрупкость). Снижение содержания примесей приводит к существенным изменениям свойств металла, в частности к повышению пластичности.

Химические свойства. Для железа характерны степени окисления -- +2 и +3.

Степени окисления +2 соответствует черный оксид FeO и зеленый гидроксид Fe(OH)2. Они имеют основный характер. В солях Fe(+2) присутствует в виде катиона. Fe(+2) -- слабый восстановитель.

Степени окисления +2 и +3 легко переходят между собой при изменении окислительно-восстановительных условий.

При хранении на воздухе при температуре до 200 °C железо постепенно покрывается плотной пленкой оксида, препятствующей дальнейшему окислению металла. Во влажном воздухе железо покрывается рыхлым слоем ржавчины, который не препятствует доступу кислорода и влаги к металлу и его разрушению.

Взаимодействует с кислотами:

    - С соляной кислотой: - С разбавленной серной кислотой: - Концентрированные азотная и серная кислоты пассивируют железо. C концентрированной серной кислотой взаимодействует только при нагревании: - Взаимодействие с кислородом: - Железо горит в кислороде, нагретое горит на воздухе, пирофорное -- на воздухе без нагревания: - Пропускание кислорода или воздуха через расплавленное железо: - Взаимодействие с порошком серы при нагревании: - Взаимодействие с галогенами при нагревании: - Горение в хлоре: - При повышенном давлении паров брома: - Взаимодействие с йодом: - Взаимодействие с неметаллами: - С азотом при нагревании: - С фосфором при нагревании: - С углеродом: - С кремнием: - Взаимодействие раскаленного железа с водяным паром: - Железо восстанавливает металлы, которые в ряду активности стоят правее него, из растворов солей: - Железо восстанавливает соединения железа(III):

Чистое металлическое железо устойчиво в воде и в разбавленных растворах щелочей. Железо не растворяется в холодных концентрированных серной и азотной кислотах из-за пассивации поверхности металла прочной оксидной пленкой. Горячая концентрированная серная кислота, являясь более сильным окислителем, взаимодействует с железом.

Похожие статьи




Физико-химические свойства - Железо восстановленное (Ferrum reductum)

Предыдущая | Следующая