ЖЕЛЕЗО (Fe)
положение в ПСХЭ
Fe порядковый номер 26
VIII группа В подгруппа
степень окисления +2+3
строение атома
заряд ядра +26, распределение электронов по орбиталям выглядит следующим образом:
1s22s22p63s23p63d64s2
химические свойства
1) На воздухе железо легко окисляется в присутствии влаги (ржавление)
2) При высокой температуре (700–900°C) железо реагирует с парами воды
3) Железо реагирует с неметаллами при нагревании
4) В ряду напряжений стоит левее водорода, реагирует с разбавленными кислотами НСl и Н2SO4, при этом образуются соли железа(II) и выделяется водород
5) Железо вытесняет металлы, стоящие правее его в ряду напряжений из растворов их солей.
6) Амфотерность железа проявляется только в концентрированных щелочах при кипячении и образуется осадок тетрагидроксоферрата(II) натрия.
биологическая роль
1) обеспечивает транспорт кислорода (входит в состав гемоглобина)
2) обеспечивает транспорт электронов в окислительно-восстановительных реакциях организма (входит в состав цитохромов и железосеропротеидов)
3) участвует в формировании активных центров окислительно-восстановительных ферментов
физические свойства
Чистое железо — серебристо-белый металл, быстро тускнеющий (ржавеющий) на влажном воздухе или в воде, содержащей кислород. Железо пластично, легко подвергается ковке и прокатке, температура плавления 1539°С. Обладает сильными магнитными свойствами (ферромагнетик) , хорошей тепло- и электропроводностью.
применение
1) Чистое металлическое железо применяют для изготовления сердцевин трансформаторов электромоторов, электромагнитов и мембран микрофонов, потому что оно способно быстро намагничиваться и размагничиваться.
2) Сплавы железа (чугун и сталь) являются основными конструкционными материалами практически во всех отраслях современного производства.
3) Оксид железа(III) применяется для производства чугуна и стали, приготовления коричневой краски.
4) Ферриты используются при производстве теле- и радиоаппаратуры, компьютеров, средств связи.
5) Хлорид железа(III) применяют для очистки воды, в текстильной промышленности, в органическом синтезе как катализатор.
6) Сульфат железа(III) применяют при очистке воды, а также в медицине.
получение
Основной способ получения железа – из железной руды (гематит, магнетит) или электролиз растворов его солей (в этом случае получают «чистое» железо, т.е. железо без примесей).
содержание в природе
Железо стоит на втором месте (4,7% в Земной коре) после алюминия по запасам и распространенности на планете. Оно обнаружено еще на заре человеческого общества и до сих пор не теряет своего значения и повсюду используется.
Чаще всего железо находят в богатых металлом рудах, которые можно относительно легко добывать и перерабатывать. В чистом виде железо находили только в метеоритах, а в соединениях оно присутствует в сульфидах, силикатах и оксидах.