철염 3색. 철 및 그 화합물의 화학적 성질, 그 응용

공식:

황산 철(II), 황산 제1철, FeSO 4 - 황산과 2가 철의 염. 경도 - 2.

화학에서 철 황산염은 결정질 수화물이라고합니다 철(II) 황산염. 밝은 녹색 결정. 섬유 산업, 농업 분야에서 살충제, 광물성 도료 제조에 사용됩니다.

천연 아날로그 - 미네랄 멜란테라이트; 자연에서 그것은 단사면체 시스템의 결정체에서 녹색-노란색으로 얼룩이나 줄무늬 형태로 발생합니다.

몰 질량: 151.91g/mol

밀도: 1.8-1.9g/cm³

녹는 온도: 400°C

물에서의 용해도: 25.6g/100ml

2가 철의 황산염은 FeSO 4 7H 2 O의 밝은 녹색 결정 형태로 수용액에서 1.82 ° C ~ 56.8 ° C의 온도에서 방출되며 기술에서는 황산 제 1 철 (결정 수화물)이라고합니다. 100g의 물에 용해: 20°C에서 26.6g의 무수 FeSO 4 및 56°C에서 54.4g

대기 산소의 영향을받는 2가 철의 황산염 용액은 시간이 지남에 따라 산화되어 철 (III) 황산염으로 변합니다.

12FeSO 4 + O 2 + 6H 2 O \u003d 4Fe 2 (SO 4) 3 + 4Fe (OH) 3 ↓

480 °C 이상으로 가열하면 다음과 같이 분해됩니다.

2FeSO 4 → Fe 2 O 3 + SO 2 + SO 3

    영수증.

    철 vitriol은 고철, 지붕 철 절단 등에 묽은 황산을 작용시켜 제조할 수 있습니다. 산업계에서는 철판, 철사 등을 묽은 H 2 SO 4 로 에칭할 때 부산물로 얻습니다. 스케일을 제거하십시오.

Fe + H 2 SO 4 \u003d FeSO 4 + H 2

    또 다른 방법은 황철석의 산화적 로스팅입니다.

2FeS 2 + 7O 2 + 2H 2 O \u003d 2FeSO 4 + 2H 2 SO 4

    정성적 분석.

      철 양이온에 대한 분석 반응(II).

1. 헥사시아노철산칼륨(III) 케이 3 철(II) 헥사시아노철산칼륨(III)의 진한 파란색 침전물 형성("턴불 블루"), 산에 불용성, 알칼리와 분해되어 Fe(OH) 3 (HF)를 형성합니다.

Fe2SO 4 + K 3 KFe + K 2 SO 4

반응에 대한 최적의 pH 값은 2-3입니다. 반응은 부분적이며 매우 민감합니다. 높은 농도의 Fe 3+는 간섭합니다.

2. 황화암모늄으로 (NH 4 ) 2 에스강산(HF)에 용해되는 흑색 침전물의 형성과 함께.

Fe2SO 4 + (NH 4) 2 S
FeS + (NH4)2SO4

3.2. 황산염 이온에 대한 분석 반응.

1. 그룹 시약 BaCl 2 + CaCl 2 또는 BaCl 2 (GF) 사용.

황산이온의 분획개방은 CO 3 2-, PO 4 3- 등의 간섭효과를 제거한 산성환경에서 수행하고 시험용액을 6 mol/dm 3 HCl로 끓여 S 2 를 제거한다. -, SO 3 2 -, S 2 O 3 2 - 이온은 황 원소를 형성할 수 있으며, 그 침전물은 BaSO 4 침전물로 간주될 수 있습니다. BaSO 4 침전물은 KMnO 4 와 동형 결정을 형성하고 분홍색으로 변할 수 있습니다(반응의 특이성이 증가함).

방법론 0.002 mol/dm 존재하에서 반응 수행 3 KMnO 4 .

시험용액 3~5방울에 동량의 과망간산칼륨, 염화바륨, 염산용액을 넣고 2~3분간 격렬하게 섞는다. 침전을 방치하고 용액에서 침전물을 분리하지 않고 H 2 O 2 3% 용액 1-2방울을 첨가하고 혼합하고 원심분리한다. 침전물은 분홍색을 유지해야 하고 침전물 위의 용액은 무색이어야 합니다.

2. 납 아세테이트로.

그래서 4 2- +Pb2+
PbSO4 

방법론 : 2 cm 3 의 황산염 용액에 0.5 cm 3 의 묽은 염산과 0.5 cm 3 의 납 아세테이트 용액을 가하고; 아세트산암모늄 또는 수산화나트륨의 포화 용액에 용해되는 백색 침전물이 형성된다.

PbSO 4  + 4 NaOH
나트륨 2 + 나트륨 2 SO 4

    스트론튬 염 - 흰색 침전물 형성, 산에 불용성 (아황산염과 달리).

그래서 4 2 -+Sr2+
SrSO 4 

방법론 : 분석용액 4~5방울에 염화스트론튬농축액 4~5방울을 가하면 백색의 침전이 생긴다.

    칼슘 염으로 - 석고 CaSO 4  2H 2 O의 바늘 모양 결정 형성.

SO 4 2- + Ca 2+ + 2H 2 O
CaSO 4  2H 2 O

방법론: 약간 건조한 유리 슬라이드에 분석 용액과 칼슘 염을 한 방울 떨어 뜨립니다. 형성된 결정을 현미경으로 관찰합니다.

    정량 분석.

      Permanganatometry.

Permanganometric 방법에 의한 Mohr's salt (NH 4 ) 2 Fe (SO 4) 2 6H 2 O 샘플에서 철의 질량 분율 측정

(직접 적정 옵션)

정의는 과망간산칼륨에 의한 철(II)이 철(III)로 산화되는 것을 기반으로 합니다.

10 Fe2SO 4 + 2KMnO 4 + 8시간 2 그래서 4 = 5 Fe 2 (그래서 4 ) 3 + 2 MnSO 4 + 케이 2 그래서 4 + 8시간 2 영형

M(Fe) = 55.85g/mol

방법론: 0.1 M 모스염용액 100 cm 3 를 조제하는데 필요한 모스염의 정확한 중량을 100 cm 3 용량의 메스플라스크에 정량적으로 옮겨 소량의 증류수에 녹인 후 완성한다. 용해, 물과 함께 표시선까지 가져온 혼합. 생성된 용액(개별 작업)의 분취량을 적정 플라스크에 넣고 같은 부피의 희석된 황산(1:5)을 추가하고 용액의 약간 분홍색이 안정될 때까지 과망간산칼륨 용액으로 천천히 적정합니다. 30초 동안.

    애플리케이션.

생산에 사용 잉크;

염색업(염색용 양모검은색으로)

나무 보전을 위해.

    서지.

    루리 유.유. 분석 화학 핸드북. 모스크바, 1972년;

    지침 "도구 분석 방법", Perm, 2004;

    지침 "정성 화학 분석", Perm, 2003;

    지침 "정량적 화학 분석", Perm, 2004;

    Rabinovich V.A., Khavin Z.Ya. 간략한 화학 참고서, Leningrad, 1991;

    "위대한 소비에트 백과사전";

    정의

    철- D. I. Mendeleev의 화학 원소 주기율표의 네 번째 기간 중 여덟 번째 그룹의 요소.

    그리고 나른한 숫자는 26입니다. 기호는 Fe(위도 "ferrum")입니다. 지각에서 가장 흔한 금속 중 하나(알루미늄 다음으로 2위).

    철의 물리적 성질

    철은 회색 금속입니다. 순수한 형태로 매우 부드럽고 가단성이 있으며 연성이 있습니다. 외부 에너지 준위의 전자 구성은 3d 6 4s 2 입니다. 그 화합물에서 철은 산화 상태 "+2" 및 "+3"을 나타냅니다. 철의 녹는점은 1539C입니다. 철은 α-철과 γ-철의 두 가지 결정 변형을 형성합니다. 그 중 첫 번째는 입방체 중심 격자를 가지고 있고, 두 번째는 입방체 면심 격자를 가지고 있습니다. α-Iron은 912도 이하와 1394C에서 융점까지의 두 가지 온도 범위에서 열역학적으로 안정적입니다. 912와 1394C 사이에서 γ-철은 안정합니다.

    철의 기계적 성질은 순도에 따라 달라집니다. 그 안에 들어 있는 다른 원소의 함량도 매우 적습니다. 단단한 철은 그 자체로 많은 원소를 용해시키는 능력이 있습니다.

    철의 화학적 성질

    습한 공기에서 철은 빨리 녹슬어 버립니다. 수화 산화철의 갈색 코팅으로 덮여 있으며, 부서지기 쉬우므로 철을 추가 산화로부터 보호하지 않습니다. 물에서 철은 집중적으로 부식됩니다. 풍부한 산소 접근으로 수화된 형태의 산화철(III)이 형성됩니다.

    2Fe + 3/2O 2 + nH 2 O = Fe 2 O 3 × H 2 O.

    산소가 부족하거나 접근이 어려운 경우 혼합 산화물 (II, III) Fe 3 O 4가 형성됩니다.

    3Fe + 4H 2 O (v) ↔ Fe 3 O 4 + 4H 2.

    철은 모든 농도의 염산에 용해됩니다.

    Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2.

    유사하게, 용해는 묽은 황산에서 일어난다:

    Fe + H 2 SO 4 \u003d FeSO 4 + H 2.

    황산의 농축 용액에서 철은 철(III)로 산화됩니다.

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

    그러나 농도가 100%에 가까운 황산에서는 철이 수동태가 되어 상호작용이 거의 없습니다. 묽고 적당히 농축된 질산 용액에서 철은 다음과 같이 용해됩니다.

    Fe + 4HNO 3 \u003d Fe (NO 3) 3 + NO + 2H 2 O.

    고농도의 질산에서는 용해가 느려지고 철은 수동적이 됩니다.

    다른 금속과 마찬가지로 철은 단순한 물질과 반응합니다. 철과 할로겐의 상호작용 반응(할로겐 유형에 관계없이)은 가열될 때 진행됩니다. 철과 브롬의 상호 작용은 후자의 증가된 증기압에서 진행됩니다.

    2Fe + 3Cl 2 \u003d 2FeCl 3;

    3Fe + 4I 2 = Fe 3 I 8.

    철과 황(분말), 질소 및 인의 상호 작용은 가열될 때도 발생합니다.

    6Fe + N 2 = 2Fe 3 N;

    2Fe + P = Fe 2 P;

    3Fe + P = Fe 3 P.

    철은 탄소 및 규소와 같은 비금속과 반응할 수 있습니다.

    3Fe + C = Fe 3 C;

    철과 복합 물질의 상호 작용 반응 중에서 다음 반응이 특별한 역할을 합니다. 철은 오른쪽에 있는 활성 계열에 있는 금속을 염 용액(1)에서 환원시켜 철(III)을 환원시킬 수 있습니다. 화합물(2):

    Fe + CuSO 4 \u003d FeSO 4 + Cu (1);

    Fe + 2FeCl 3 = 3FeCl 2 (2).

    상승된 압력에서 철은 비염 형성 산화물(CO)과 반응하여 복잡한 조성의 물질(카르보닐-Fe(CO) 5, Fe 2(CO) 9 및 Fe 3(CO) 12)을 형성합니다.

    철은 불순물이 없는 상태에서 물과 묽은 알칼리 용액에서 안정합니다.

    철 얻기

    철을 얻는 주요 방법은 철광석(적철광, 자철광) 또는 그 염 용액의 전기분해(이 경우 "순수한" 철, 즉 불순물이 없는 철)를 얻는 것입니다.

    문제 해결의 예

    실시예 1

    연습 10g 무게의 철 스케일 Fe 3 O 4 에 150ml의 염산 용액(밀도 1.1g/ml)을 20%의 염화수소 질량 분율로 처리한 다음, 생성된 용액에 과량의 철을 첨가하였다. 용액의 조성을 결정합니다(중량%).
    결정 문제의 조건에 따라 반응식을 작성합니다.

    8HCl + Fe 3 O 4 \u003d FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4H 2 O (1);

    2FeCl 3 + Fe = 3FeCl 2 (2).

    염산 용액의 밀도와 부피를 알면 질량을 찾을 수 있습니다.

    m 졸(HCl) = V(HCl) × ρ(HCl);

    m 졸 (HCl) \u003d 150 × 1.1 \u003d 165g.

    염화수소의 질량 계산:

    m(HCl)=msol(HCl)×ω(HCl)/100%;

    m(HCl) = 165 x 20%/100% = 33g.

    D.I.의 화학 원소 표를 사용하여 계산한 염산의 몰 질량(1몰의 질량). 멘델레예프 - 36.5g / mol. 염화수소 물질의 양을 찾으십시오.

    v(HCl) = m(HCl)/M(HCl);

    v (HCl) \u003d 33 / 36.5 \u003d 0.904 mol.

    D.I.의 화학 원소 표를 사용하여 계산된 스케일의 몰 질량(1몰의 질량). 멘델레예프 - 232g/mol. 스케일 물질의 양 찾기:

    v (Fe 3 O 4) \u003d 10/232 \u003d 0.043 mol.

    방정식 1에 따르면, v(HCl): v(Fe 3 O 4) \u003d 1: 8, 따라서 v(HCl) \u003d 8 v (Fe 3 O 4) \u003d 0.344 mol. 그러면 식에 의해 계산된 염화수소 물질의 양(0.344mol)은 문제의 조건(0.904mol)에 표시된 것보다 적습니다. 따라서 염산이 과도하고 다른 반응이 진행됩니다.

    Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 (3).

    첫 번째 반응의 결과로 형성된 염화철 물질의 양을 결정합시다(지수는 특정 반응을 나타냄).

    v1(FeCl2): v(Fe2O3) = 1:1 = 0.043mol;

    v1(FeCl3): v(Fe2O3) = 2:1;

    v 1 (FeCl 3) = 2 × v (Fe 2 O 3) = 0.086 mol.

    반응 1에서 반응하지 않은 염화수소의 양과 반응 3에서 생성된 염화철(II) 물질의 양을 구해 봅시다.

    v rem (HCl) \u003d v (HCl) - v 1(HCl) \u003d 0.904 - 0.344 \u003d 0.56 mol;

    v 3(FeCl 2): ​​v rem(HCl) = 1:2;

    v 3 (FeCl 2) \u003d 1/2 × v rem (HCl) \u003d 0.28 mol.

    반응 2 동안 형성된 FeCl 2 물질의 양, FeCl 2 물질의 총량 및 질량을 결정합시다.

    v2(FeCl3) = v1(FeCl3) = 0.086mol;

    v2(FeCl2): v2(FeCl3) = 3:2;

    v2(FeCl2) = 3/2×v2(FeCl3) = 0.129mol;

    v 합 (FeCl 2) \u003d v 1 (FeCl 2) + v 2 (FeCl 2) + v 3 (FeCl 2) \u003d 0.043 + 0.129 + 0.28 \u003d 0.452 mol;

    m(FeCl 2) \u003d v 합(FeCl 2) × M(FeCl 2) \u003d 0.452 × 127 \u003d 57.404g.

    반응 2와 3에 들어간 물질의 양과 철의 질량을 결정합시다.

    v2(Fe): v2(FeCl3) = 1:2;

    v 2 (Fe) \u003d 1/2 × v 2 (FeCl 3) \u003d 0.043 mol;

    v 3(Fe): v rem(HCl) = 1:2;

    v3(Fe) = 1/2×vrem(HCl) = 0.28mol;

    v 합 (Fe) \u003d v 2 (Fe) + v 3 (Fe) \u003d 0.043 + 0.28 \u003d 0.323 mol;

    m(Fe) = v 합(Fe) ×M(Fe) = 0.323 ×56 = 18.088g.

    반응 3에서 방출된 물질의 양과 수소의 질량을 계산해 보겠습니다.

    v (H 2) \u003d 1/2 × v rem (HCl) \u003d 0.28 mol;

    m (H 2) \u003d v (H 2) × M (H 2) \u003d 0.28 × 2 \u003d 0.56g.

    결과 솔루션 m 'sol의 질량과 그 안의 FeCl 2 질량 분율을 결정합니다.

    m' sol \u003d m sol(HCl) + m(Fe 3 O 4) + m(Fe) - m(H 2);

    인체에는 약 5g의 철분이 포함되어 있으며 대부분(70%)은 혈액 내 헤모글로빈의 일부입니다.

    물리적 특성

    자유 상태에서 철은 회색빛이 도는 은백색 금속입니다. 순철은 연성이며 강자성 특성을 가지고 있습니다. 실제로 철 합금이 일반적으로 사용됩니다 - 주철 및 강.


    Fe는 VIII 족의 2차 하위 그룹의 9개 d-금속 중 가장 중요하고 가장 흔한 원소입니다. 코발트 및 니켈과 함께 "철 계열"을 형성합니다.


    다른 원소와 화합물을 형성할 때 종종 2개 또는 3개의 전자를 사용합니다(B \u003d II, III).


    VIII 족의 거의 모든 d-원소와 마찬가지로 철은 족 번호만큼 더 높은 원자가를 나타내지 않습니다. 그것의 최대 원자가는 VI에 도달하며 극히 드뭅니다.


    가장 일반적인 화합물은 Fe 원자가 +2 및 +3 산화 상태에 있는 화합물입니다.


    철을 얻는 방법

    1. 상업용 철(탄소 및 기타 불순물이 포함된 합금)은 다음 계획에 따라 천연 화합물의 탄소열 환원에 의해 얻습니다.




    회복은 3단계로 점진적으로 발생합니다.


    1) 3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2


    2) Fe 3 O 4 + CO = 3FeO + CO 2


    3) FeO + CO \u003d Fe + CO 2


    이 공정에서 나온 주철은 2% 이상의 탄소를 함유하고 있습니다. 미래에 강철은 1.5% 미만의 탄소를 함유하는 주철 - 철 합금에서 얻습니다.


    2. 매우 순수한 철은 다음 방법 중 하나로 얻을 수 있습니다.


    a) 펜타카보닐 Fe의 분해


    Fe(CO) 5 = Fe + 5CO


    b) 순수한 Fe2O의 수소 환원


    FeO + H 2 \u003d Fe + H 2 O


    c) Fe +2 염 수용액의 전기분해


    FeC 2 O 4 \u003d Fe + 2СO 2

    철(II) 옥살산염

    화학적 특성

    Fe - 중간 활성의 금속으로 금속의 일반적인 특성을 나타냅니다.


    독특한 기능은 습한 공기에서 "녹슬게 하는" 능력입니다.



    건조한 공기와 함께 수분이 없으면 철은 T > 150°C에서만 눈에 띄게 반응하기 시작합니다. 소성되면 "철 스케일"Fe 3 O 4가 형성됩니다.


    3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4


    철은 산소가 없으면 물에 녹지 않습니다. 매우 높은 온도에서 Fe는 수증기와 반응하여 물 분자에서 수소를 대체합니다.


    3 Fe + 4H 2 O (g) \u003d 4H 2


    메커니즘의 부식 과정은 전기 화학적 부식입니다. 녹 제품은 단순화 된 형태로 제공됩니다. 사실, 다양한 조성의 산화물과 수산화물 혼합물의 느슨한 층이 형성됩니다. Al 2 O 3 필름과 달리 이 층은 추가 파괴로부터 철을 보호하지 않습니다.

    부식의 종류


    철의 부식 방지


    1. 고온에서 할로겐 및 황과의 상호작용.

    2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3


    2Fe + 3F 2 = 2FeF 3



    Fe + I 2 \u003d FeI 2



    이온 유형의 결합이 우세한 화합물이 형성됩니다.

    2. 인, 탄소, 규소와의 상호 작용(철은 N 2 및 H 2와 직접 결합하지 않지만 용해됨).

    Fe + P = Fe x P y


    Fe + C = Fe x C y


    Fe + Si = FexSiy


    베르톨리드(결합의 공유 성질이 화합물에서 우세함) 때문에 다양한 조성의 물질이 형성됩니다.

    3. "비산화" 산(HCl, H 2 SO 4 dil.)과의 상호 작용

    철 0 + 2H + → 철 2+ + H 2


    Fe는 수소 왼쪽의 활성 계열에 위치하기 때문에(E ° Fe / Fe 2+ \u003d -0.44V), 일반 산에서 H 2를 대체할 수 있습니다.


    Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2


    Fe + H 2 SO 4 \u003d FeSO 4 + H 2

    4. "산화" 산(HNO 3 , H 2 SO 4 농축)과의 상호작용

    철 0 - 3e - → 철 3+


    농축된 HNO 3 및 H 2 SO 4는 철을 "부동화"시키므로 상온에서 금속은 용해되지 않습니다. 강한 가열로 느린 용해가 발생합니다(H 2 방출 없이).


    라즈브에서. HNO 3 철이 용해되고 Fe 3+ 양이온의 형태로 용액에 들어가며 산성 음이온은 NO *로 환원됩니다.


    Fe + 4HNO 3 \u003d Fe (NO 3) 3 + NO + 2H 2 O


    HCl과 HNO3의 혼합물에 잘 녹습니다.

    5. 알칼리에 대한 태도

    Fe는 알칼리 수용액에 용해되지 않습니다. 그것은 매우 높은 온도에서만 용융 알칼리와 반응합니다.

    6. 덜 활성인 금속염과의 상호작용

    Fe + CuSO 4 \u003d FeSO 4 + Cu


    철 0 + 구리 2+ = 철 2+ + 구리 0

    7. 기체 일산화탄소와의 상호작용(t = 200°C, P)

    Fe(분말) + 5CO(g) \u003d Fe 0(CO) 5 철 펜타카보닐

    Fe(III) 화합물

    Fe 2 O 3 - 산화철(III).

    적갈색 분말, n. 아르 자형. H 2 O에서. 자연에서 - "적색 철광석".

    얻는 방법:

    1) 수산화철(III)의 분해


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


    2) 황철광 로스팅


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


    3) 질산염의 분해


    화학적 특성

    Fe 2 O 3는 양쪽성(amphoterism)의 징후가 있는 염기성 산화물입니다.


    I. 주요 특성은 산과 반응하는 능력으로 나타납니다.


    Fe 2 O 3 + 6H + = 2Fe 3+ + ZH 2 O


    Fe 2 O 3 + 6HCI \u003d 2FeCl 3 + 3H 2 O


    Fe 2 O 3 + 6HNO 3 \u003d 2Fe (NO 3) 3 + 3H 2 O


    Ⅱ. 약한 산성 속성. Fe 2 O 3는 알칼리 수용액에 용해되지 않지만 고체 산화물, 알칼리 및 탄산염과 융합되면 페라이트가 형성됩니다.


    Fe 2 O 3 + CaO \u003d Ca (FeO 2) 2


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


    Fe 2 O 3 + MgCO 3 \u003d Mg (FeO 2) 2 + CO 2


    III. Fe 2 O 3 - 야금에서 철 생산을 위한 공급원료:


    Fe 2 O 3 + ZS \u003d 2Fe + ZSO 또는 Fe 2 O 3 + ZSO \u003d 2Fe + ZSO 2

    Fe(OH) 3 - 철(III) 수산화물

    얻는 방법:

    가용성 염 Fe 3+에 대한 알칼리의 작용에 의해 얻어짐:


    FeCl 3 + 3NaOH \u003d Fe (OH) 3 + 3NaCl


    Fe(OH) 3 수령 시 - 적갈색의 점막형 침전물.


    Fe(III) 수산화물은 습한 공기에서 Fe와 Fe(OH) 2가 산화되는 동안에도 형성됩니다.


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


    4Fe(OH) 2 + 2Н 2 O + O 2 = 4Fe(OH) 3


    Fe(III) 수산화물은 Fe 3+ 염의 가수분해의 최종 생성물입니다.

    화학적 특성

    Fe(OH) 3는 매우 약한 염기입니다(Fe(OH) 2보다 훨씬 약함). 눈에 띄는 산성 특성을 나타냅니다. 따라서 Fe(OH) 3 는 양쪽성 특성을 갖습니다.


    1) 산과의 반응은 쉽게 진행됩니다.



    2) Fe(OH) 3 의 새로운 침전물을 뜨거운 농축액에 녹입니다. 하이드록소 착물을 형성하는 KOH 또는 NaOH 용액:


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


    알칼리성 용액에서 Fe (OH) 3는 ferrates로 산화 될 수 있습니다 (철산 H 2 FeO 4의 염은 자유 상태에서 분리되지 않음).


    2Fe(OH) 3 + 10KOH + 3Br 2 = 2K 2 FeO 4 + 6KBr + 8H 2 O

    Fe 3+ 염

    가장 실질적으로 중요한 것은 다음과 같습니다. Fe 2 (SO 4) 3, FeCl 3, Fe (NO 3) 3, Fe (SCN) 3, K 3 4 - 노란색 혈액 염 \u003d Fe 4 3 프러시안 블루(진한 파란색 침전물)


    b) Fe 3+ + 3SCN - \u003d Fe(SCN) 3 Fe(III) 티오시아네이트(적색 용액)

    철과 그 합금으로 만든 최초의 제품은 발굴 중에 발견되었으며 기원전 4천년경으로 거슬러 올라갑니다. 즉, 고대 이집트인과 수메르 인조차도이 물질의 운석 침전물을 사용하여 보석과 가정 용품 및 무기를 만들었습니다.

    오늘날 순금속뿐만 아니라 다양한 종류의 철 화합물이 가장 일반적으로 사용되는 물질입니다. 20세기가 철로 여겨진 것은 당연합니다. 결국 플라스틱 및 관련 재료가 출현하고 널리 사용되기 전에 인간에게 결정적으로 중요한 것은 이 화합물이었습니다. 이 요소는 무엇이며 그것이 형성하는 물질은이 기사에서 고려할 것입니다.

    화학 원소 철

    원자의 구조를 고려한다면 우선 주기율표에서 원자의 위치를 ​​표시해야 합니다.

    1. 서수 - 26.
    2. 기간은 네 번째로 큰 기간입니다.
    3. 여덟 번째 그룹, 두 번째 하위 그룹.
    4. 원자량은 55.847입니다.
    5. 외부 전자 껍질의 구조는 공식 3d 6 4s 2 로 표시됩니다.
    6. - 페.
    7. 이름은 철이고 공식의 판독 값은 "페럼"입니다.
    8. 자연계에는 질량수 54, 56, 57, 58인 4개의 안정 동위원소가 있습니다.

    화학 원소 철은 또한 약 20가지의 불안정한 동위원소를 가지고 있습니다. 주어진 원자가 나타낼 수 있는 가능한 산화 상태는 다음과 같습니다.

    원소 자체도 중요하지만 다양한 화합물과 합금도 중요합니다.

    물리적 특성

    철은 단순한 물질로서 뚜렷한 금속성을 가지고 있습니다. 즉, 회백색의 은백색 금속으로 연성과 연성이 높고 녹는점과 끓는점이 높다. 특성을 더 자세히 고려하면 다음과 같습니다.

    • 융점 - 1539 0 С;
    • 끓는 것 - 2862 0 C;
    • 활동 - 평균;
    • 내화성 - 높음;
    • 뚜렷한 자기 특성을 나타냅니다.

    조건과 다른 온도에 따라 철이 형성되는 몇 가지 변형이 있습니다. 그들의 물리적 특성은 결정 격자가 다르다는 사실과 다릅니다.


    모든 수정은 다른 유형의 결정 격자 구조를 가지며 자기 특성도 다릅니다.

    화학적 특성

    위에서 언급한 바와 같이 단체 철은 중간 정도의 화학적 활성을 나타냅니다. 그러나 미세하게 분산된 상태에서는 공기 중에서 자체 발화할 수 있으며 금속 자체는 순수한 산소에서 연소됩니다.

    부식 능력이 높기 때문에이 물질의 합금은 합금 화합물로 코팅됩니다. 철은 다음과 상호 작용할 수 있습니다.

    • 산;
    • 산소(공기 포함);
    • 회색;
    • 할로겐;
    • 가열시 - 질소, 인, 탄소 및 규소로;
    • 덜 활성인 금속의 염으로 단순한 물질로 환원시킵니다.
    • 날카로운 수증기로;
    • 산화 상태의 철염으로 +3.

    이러한 활성을 나타내는 금속은 특성이 다양하고 극성인 다양한 화합물을 형성할 수 있음이 분명합니다. 그리고 그렇게 됩니다. 철과 그 화합물은 매우 다양하며 과학, 기술 및 산업적 인간 활동의 다양한 분야에서 사용됩니다.

    자연의 분포

    천연 철 화합물은 알루미늄 다음으로 지구에서 두 번째로 흔한 원소이기 때문에 매우 일반적입니다. 동시에 순수한 형태의 금속은 운석의 일부로 극히 드물며 이는 우주에 큰 축적을 나타냅니다. 주요 질량은 광석, 암석 및 광물의 구성에 포함됩니다.

    자연에서 해당 요소의 비율에 대해 이야기하면 다음 수치가 주어질 수 있습니다.

    1. 지구형 행성의 코어 - 90%.
    2. 지각에서 - 5%.
    3. 지구의 맨틀에서 - 12%.
    4. 지구의 핵심 - 86%.
    5. 강물에서 - 2 mg/l.
    6. 바다와 바다에서 - 0.02 mg / l.

    가장 일반적인 철 화합물은 다음과 같은 광물을 형성합니다.

    • 자철광;
    • 갈철광 또는 갈색 철광석;
    • 비비안나이트;
    • 자철광;
    • 황철광;
    • 사이드라이트;
    • 마카사이트;
    • 렐링가이트;
    • 미스피켈;
    • 밀란테라이트 등.

    정말 많기 때문에 이것은 여전히 ​​긴 목록입니다. 또한 인간이 만든 다양한 합금이 널리 퍼져 있습니다. 이것들은 또한 그러한 철 화합물로 사람들의 현대 생활을 상상하기 어렵습니다. 여기에는 두 가지 주요 유형이 포함됩니다.

    • 주철;
    • 이 되다.

    철은 또한 많은 니켈 합금에 귀중한 첨가물입니다.

    철(II) 화합물

    여기에는 형성 요소의 산화 상태가 +2인 것들이 포함됩니다. 다음을 포함하기 때문에 매우 많습니다.

    • 산화물;
    • 수산화물;
    • 이원 화합물;
    • 복합염;
    • 복잡한 화합물.

    철이 표시된 산화도를 나타내는 화합물의 공식은 각 클래스에 대해 개별적입니다. 가장 중요하고 일반적인 것을 고려하십시오.

    1. 산화철(II).물에 녹지 않는 흑색 가루. 연결의 특성은 기본입니다. 그것은 빨리 산화될 수 있지만, 그것은 또한 쉽게 단순한 물질로 환원될 수 있습니다. 그것은 산에 용해되어 상응하는 염을 형성합니다. 공식 - Fe2O.
    2. 철(II) 수산화물.백색 무정형 침전물이다. 염과 염기(알칼리)의 반응에 의해 형성됩니다. 약한 기본 특성을 나타내며 공기 중에서 철 화합물 +3으로 빠르게 산화할 수 있습니다. 공식 - Fe(OH) 2.
    3. 지정된 산화 상태에 있는 원소의 염.일반적으로 용액의 옅은 녹색을 띠고 공기 중에서도 잘 산화되어 철 염을 획득하여 변합니다. 3. 물에 용해됩니다. 화합물의 예: FeCL 2 , FeSO 4 , Fe(NO 3) 2 .

      몇 가지 화합물이 지정된 물질 중에서 실제적으로 중요합니다. 첫째, (Ⅱ). 이것은 빈혈이 있는 인체에 ​​이온을 공급하는 주요 공급원입니다. 그러한 질병이 환자에서 진단되면 문제의 화합물을 기반으로 한 복합 제제가 처방됩니다. 이것은 신체의 철분 결핍을 보충하는 방법입니다.

      둘째, 황산철(II)은 구리와 함께 작물의 농업 해충을 파괴하는 데 사용됩니다. 이 방법은 12년 이상 동안 그 효과를 입증해 왔으며, 따라서 정원사와 정원사에게 매우 높이 평가됩니다.

      모라솔트

      이것은 철과 황산암모늄의 결정성 수화물인 화합물입니다. 그 공식은 FeSO 4 * (NH 4) 2 SO 4 * 6H 2 O로 작성됩니다. 실제로 널리 사용되는 철(II) 화합물 중 하나입니다. 인간이 사용하는 주요 영역은 다음과 같습니다.

      1. 제약.
      2. 과학 연구 및 실험실 적정 분석(크롬, 과망간산 칼륨, 바나듐의 함량을 결정하기 위해).
      3. 약 - 환자의 몸에 철분이 부족한 식품 첨가제.
      4. 목재 제품의 함침을 위해 Mora 소금은 부패 과정을 방지합니다.

      이 물질이 적용되는 다른 영역이 있습니다. 그것은 처음으로 명시된 속성을 발견 한 독일 화학자를 기리기 위해 그 이름을 얻었습니다.

      철(Ⅲ)의 산화 상태를 가진 물질

      +3의 산화 상태를 나타내는 철 화합물의 특성은 위에서 논의한 것과 다소 다릅니다. 따라서 해당 산화물과 수산화물의 성질은 더 이상 염기성이 아니라 뚜렷한 양쪽성입니다. 우리는 주요 물질에 대한 설명을 제공합니다.


      제시된 예 중 실용적인 관점에서 FeCL 3 * 6H 2 O와 같은 결정질 수화물 또는 염화철(III) 6수화물이 중요하다. 그것은 출혈을 멈추고 빈혈이있는 신체의 철 이온을 보충하기 위해 의학에서 사용됩니다.

      철(III) 황산염 5수화물은 응고제로 작용하기 때문에 음용수를 정화하는 데 사용됩니다.

      철(VI) 화합물

      +6의 특별한 산화 상태를 나타내는 철 화합물의 공식은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

      • K 2 FeO 4 ;
      • Na 2 FeO 4 ;
      • MgFeO 4 및 기타.

      모두 페레이트라는 공통 이름을 가지고 있으며 유사한 특성(강한 환원제)을 가지고 있습니다. 그들은 또한 소독 및 살균 효과가 있습니다. 이를 통해 산업 규모의 식수 처리에 사용할 수 있습니다.

      복합 화합물

      특수 물질은 분석 화학뿐만 아니라 매우 중요합니다. 염의 수용액에서 형성되는 것. 이들은 철의 복합 화합물입니다. 그 중 가장 인기 있고 잘 연구된 것은 다음과 같다.

      1. 칼륨 헥사시아노철산염(II) K 4 .화합물의 또 다른 이름은 황혈염입니다. 용액에서 철 이온 Fe 3+의 정성적 측정에 사용됩니다. 노출의 결과, 용액은 또 다른 복합체인 프러시안 블루 KFe 3+가 형성되기 때문에 아름다운 밝은 파란색을 얻습니다. 고대부터 다음과 같이 사용되었습니다.
      2. 칼륨 헥사시아노철산염(III) K 3 .다른 이름은 적혈구 소금입니다. 철 이온 Fe 2+ 의 측정을 위한 정성 시약으로 사용됩니다. 결과적으로 턴불 블루(Turnbull blue)라고 하는 파란색 침전물이 형성됩니다. 직물의 염료로도 사용됩니다.

      유기물의 철

      우리가 이미 보았듯이 철과 그 화합물은 인간의 경제 생활에서 매우 실용적입니다. 그러나 이것 외에도 신체에서의 생물학적 역할은 그다지 크지 않습니다.

      이 요소를 포함하는 하나의 매우 중요한 단백질이 있습니다. 이것은 헤모글로빈입니다. 그 덕분에 산소가 운송되고 균일하고시기 적절한 가스 교환이 수행됩니다. 따라서 중요한 과정인 호흡에서 철분의 역할은 엄청납니다.

      전체적으로 인체에는 약 4g의 철분이 포함되어 있으며, 이는 섭취한 음식을 통해 지속적으로 보충되어야 합니다.

    길이 및 거리 변환기 질량 변환기 벌크 식품 및 식품 부피 변환기 면적 변환기 부피 및 레시피 단위 변환기 온도 변환기 압력, 스트레스, 영률 변환기 에너지 및 일 변환기 전력 변환기 힘 변환기 시간 변환기 선형 속도 변환기 평면각 변환기 열효율 및 연비 변환기 다른 숫자 체계의 숫자의 수 정보량 측정 단위 변환기 환율 여성 의류 및 신발 치수 남성 의류 및 신발 치수 각속도 및 회전 주파수 변환기 가속도 변환기 각가속도 변환기 밀도 변환기 특정 체적 변환기 관성 모멘트 변환기 모멘트 힘 변환기 토크 변환기 비열량 변환기(질량 기준) 에너지 밀도 및 비열량 변환기(부피 기준) 온도차 변환기 계수 변환기 열팽창 계수 열저항 변환기 열전도율 변환기 비열용량 변환기 에너지 노출 및 복사 전력 변환기 열유속 밀도 변환기 열전달 계수 변환기 체적 유량 변환기 질량 유량 변환기 몰 유량 변환기 질량 플럭스 밀도 변환기 몰 농도 변환기 용액의 질량 농도 변환기 동적( 운동학적 점도 변환기 표면 장력 변환기 증기 투과율 변환기 수증기 플럭스 밀도 변환기 소음도 변환기 마이크 감도 변환기 음압 수준(SPL) 변환기 선택 가능한 기준 압력 밝기 변환기가 있는 음압 수준 변환기 광도 변환기 조도 변환기 컴퓨터 그래픽 해상도 변환기 주파수 및 파장 변환기 디옵터 및 초점 거리의 힘 디옵터 및 렌즈 배율의 거리 전력 (×) 전하 변환기 선형 전하 밀도 변환기 표면 전하 밀도 변환기 체적 전하 밀도 변환기 전류 변환기 선형 전류 밀도 변환기 표면 전류 밀도 변환기 전기장 강도 변환기 정전기 전위 및 전압 변환기 전기 저항 변환기 전기 저항 전기 전도도 변환기 전기 전도도 변환기 커패시턴스 인덕턴스 변환기 미국 와이어 게이지 변환기 레벨(dBm(dBm 또는 dBm), dBV(dBV), 와트 등) 단위 자기력 변환기 자기장 강도 변환기 자속 변환기 자기 유도 변환기 방사선. 이온화 방사선 흡수 선량률 변환기 방사능. 방사성 붕괴 변환기 방사선. 노출 선량 변환기 방사선. 흡수선량 변환기 십진법 접두사 변환기 데이터 전송 인쇄술 및 이미지 처리 단위 변환기 목재 부피 단위 변환기 D. I. Mendeleev의 화학 원소 주기율표의 몰 질량 계산

    화학식

    Fe 2 (SO 4) 3 , 철(III) 황산염의 몰 질량 399.8778 g/mol

    55.845 2+(32.065+15.9994 4) 3

    화합물의 원소 질량 분율

    몰 질량 계산기 사용하기

    • 화학식은 대소문자를 구분하여 입력해야 합니다.
    • 인덱스는 일반 숫자로 입력됩니다.
    • 예를 들어 결정질 수화물의 공식에서 사용되는 정중선의 점(곱하기 기호)은 일반 점으로 대체됩니다.
    • 예: 변환기는 입력하기 쉽도록 CuSO₄ 5H₂O 대신 CuSO4.5H2O 철자를 사용합니다.

    몰 질량 계산기

    몰

    모든 물질은 원자와 분자로 이루어져 있습니다. 화학에서는 반응에 들어가 반응을 일으키는 물질의 질량을 정확하게 측정하는 것이 중요합니다. 정의에 따르면, 몰은 물질의 양에 대한 SI 단위입니다. 1몰에는 정확히 6.02214076×10²³의 소립자가 들어 있습니다. 이 값은 moles⁻¹ 단위로 나타낼 때 Avogadro 상수 NA와 수치적으로 동일하며 Avogadro 수라고 합니다. 물질의 양(기호 N) 시스템의 구조 요소의 수를 측정합니다. 구조 요소는 원자, 분자, 이온, 전자 또는 임의의 입자 또는 입자 그룹일 수 있습니다.

    아보가드로 상수 N A = 6.02214076×10²³ mol⁻¹. 아보가드로 수는 6.02214076×10²³입니다.

    즉, 몰은 물질의 원자와 분자의 원자 질량의 합에 아보가드로 수를 곱한 질량과 같은 물질의 양입니다. 몰은 SI 시스템의 7가지 기본 단위 중 하나이며 몰로 표시됩니다. 단위 이름과 기호가 같기 때문에 러시아어의 일반적인 규칙에 따라 거부 될 수있는 단위 이름과 달리 기호가 변형되지 않는다는 점에 유의해야합니다. 순수한 탄소-12 1몰은 정확히 12g입니다.

    몰 질량

    몰 질량은 물질의 질량에 대한 몰 단위의 양의 비율로 정의되는 물질의 물리적 특성입니다. 즉, 물질 1몰의 질량입니다. SI 시스템에서 몰 질량의 단위는 킬로그램/몰(kg/mol)입니다. 그러나 화학자들은 더 편리한 g/mol 단위를 사용하는 데 익숙합니다.

    몰 질량 = g/mol

    원소 및 화합물의 몰 질량

    화합물은 서로 화학적으로 결합된 서로 다른 원자로 구성된 물질입니다. 예를 들어, 모든 주부의 부엌에서 찾을 수 있는 다음 물질은 화합물입니다.

    • 소금(염화나트륨) NaCl
    • 설탕(자당) C₁₂H₂₂O₁₁
    • 식초(초산용액) CH₃COOH

    몰당 그램 단위의 화학 원소의 몰 질량은 원자 질량 단위(또는 달톤)로 표시되는 원소 원자의 질량과 수치적으로 동일합니다. 화합물의 몰 질량은 화합물의 원자 수를 고려하여 화합물을 구성하는 원소의 몰 질량의 합과 같습니다. 예를 들어 물(H₂O)의 몰 질량은 약 1 × 2 + 16 = 18g/mol입니다.

    분자량

    분자량(구 이름은 분자량)은 분자를 구성하는 각 원자의 질량의 합에 이 분자의 원자 수를 곱한 것으로 계산되는 분자의 질량입니다. 분자량은 무차원몰 질량과 수치적으로 동일한 물리량. 즉, 분자량은 치수의 몰 질량과 다릅니다. 분자 질량은 무차원 양이지만 여전히 원자 질량 단위(amu) 또는 달톤(Da)이라는 값을 가지며 하나의 양성자 또는 중성자의 질량과 거의 같습니다. 원자 질량 단위는 수치적으로도 1g/mol과 같습니다.

    몰 질량 계산

    몰 질량은 다음과 같이 계산됩니다.

    • 주기율표에 따라 원소의 원자 질량을 결정하십시오.
    • 화합물 화학식에서 각 원소의 원자 수를 결정하고;
    • 화합물에 포함된 원소의 원자량을 더하고 그 수를 곱하여 몰 질량을 결정합니다.

    예를 들어, 아세트산의 몰 질량을 계산해 봅시다.

    구성:

    • 두 개의 탄소 원자
    • 네 개의 수소 원자
    • 두 개의 산소 원자
    • 탄소 C = 2 × 12.0107 g/mol = 24.0214 g/mol
    • 수소 H = 4 × 1.00794g/mol = 4.03176g/mol
    • 산소 O = 2 × 15.9994g/mol = 31.9988g/mol
    • 몰 질량 = 24.0214 + 4.03176 + 31.9988 = 60.05196g/mol

    저희 계산기가 바로 그 역할을 합니다. 거기에 아세트산의 공식을 입력하고 어떤 일이 일어나는지 확인할 수 있습니다.

    측정 단위를 한 언어에서 다른 언어로 번역하는 것이 어렵습니까? 동료들이 당신을 도울 준비가 되어 있습니다. TCTerms에 질문 게시몇 분 안에 답변을 받게 됩니다.

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