Контрольні запитання:

1. Дайте характеристику елементам ІІІ-А групи.

2. Які фізичні властивості характерні для алюмінію?

3. Які хімічні властивості характерні для алюмінію та його сполук?

4. Які добувають алюміній?

5. Назвіть природні сполуки алюмінію.

6. Яке практичне значення алюмінію?

7. Яку масу алюміній сульфіду можна добути з 5,4 г алюмінію і 16 г сірки?

Література:

1. Данильченко В.Є., Фрадіна Н.В. Хімія. 8 – 9 класи: Навч. посібник. – Х.: Країна мрій™, 2003. - с. 167-168.

2. Хомченко Г.П. Химия. – М.: Высшая школа, 1981. – Ч. ІІ, Гл. 13, §§ 110-113, с. 119-121.

3. Стахеєв О.Ю. Хімія. Узагальнюючі схеми і таблиці. – Тернопіль: «Богдан», 1998. – с. 20.

Тема 2.7. Залізо

План

1. Ферум.

2. Фізичні властивості заліза.

3. Хімічні властивості заліза.**

4. Добування та застосування заліза.*

5. Сполуки Феруму.*

6. Якісні реакція на катіони Fe²⁺ i Fe³⁺.**

1. Ферум – d-елемент VІІІ-В групи періодичної системи.

Будова атома:

Електронна конфігурація атома Феруму: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²

Найхарактерніші ступені окиснення +2 і +3 (відомі сполуки, де Ферум виявляє ступені окиснення, що дорівнюють 0, +6).

За поширенням у природі Ферум посідає четверте місце після Оксигену, Силіцію, Алюмінію. Трапляється у вигляді різних сполук: оксидів, сульфідів, силікатів та ін. У вільному стані – тільки в метеоритах. Основні мінерали, що містять Ферум:

2. Чисте залізо – сріблясто-білий блискучий метал, пластичний, відносно м’який, легко кується, прокатується, зварюється. Густина заліза ρ = 7,87 г/см³, температура плавлення t_пл=1535^oС. Має здатність намагнічуватися.

3. Залізо належить до металів середньої хімічної активності:

1) взаємодіє з киснем: 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄

2) під час нагрівання взаємодіє з іншими неметалами – хлором, сіркою, вуглецем, азотом: 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

3) у розжареному стані (понад 700^ºС) взаємодіє з водою (водяною парою):

3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂

4) На вологому повітрі та у воді, яка містить кисень, залізо зазнає корозії, воно іржавіє, вкриваючись жовто-бурою плівкою, яка переважно складається із ферум (ІІІ) гідроксиду, але плівка не захищає метал від подальшої корозії:

4Fe + 6H₂O + 3O₂ → 4Fe(OH)₃

5) взаємодіє з хлоридною і розбавленою сульфатною кислотами:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Концентрована (безводна) сульфатна кислота пасивує залізо, що дає змогу зберігати і перевозити її у залізних цистернах. Концентрована нітратна кислота також пасивує залізо.

6) Залізо відновлює менш активні метали з розчинів їхніх солей:

Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu

4. Способи добування заліза:

1) відновлення з оксидів (доменний процес)

2) алюмінотермія

3) електроліз водних розчинів солей Fe (ІІ).

Застосування заліза: 1) як каталізатор в хімічній промисловості;

2) сплави заліза (чавун і сталь) є основними конструкційними матеріалами;

5. Ферум утворює три оксиди і два гідроксиди:

Ферум (ІІ) оксид і ферум (ІІ) гідроксид виявляють основні властивості:

FeO + 2HCl = FeCl₂ + H₂O

Fe(OH)₂ + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂O

Крім цього Fe(OH)₂ легко окиснюється до Fe(OH)₃:

4 Fe(OH)₂ + 2H₂O + O₂ → 4Fe(OH)₃

Ферум (ІІІ) оксид і ферум (ІІІ) гідроксид мають амфотерні властивості:

Гідроксиди феруму (ІІ) і (ІІІ) під час нагрівання розкладаються:

2Fe(OH)₃ = Fe₂O₃ + 3H₂O

Fe(OH)₂ = FeO + H₂O

Ферум (ІІ, ІІІ) оксид під час взаємодії з кислотами утворює суміш двох солей – Феруму (ІІ) і Феруму (ІІІ):

Fe₃O₄ + 8HCl = 2FeCl₃ + FeCl₂ + 4H₂O

Fe₃O₄ + 4H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + FeSO₄ + 4H₂O

6. Якісна реакція на Fe²⁺: взаємодія з червоною кров’яною сіллю K₃[Fe(CN)₆] - калій гексаціаноферратом (ІІІ), яка під час взаємодії з солями Феруму(ІІ) дає осад синього кольору – турнбулеву синь:

3FeCl₂ + 2K₃[Fe(CN)₆] → Fe₃[Fe(CN)₆]₂ + 6KCl

Якісні реакції на Fe³⁺:

1) взаємодія з жовтою кров’яною сіллю K₄[Fe(CN)₆] - калій гексаціаноферратом (ІІ), яка під час взаємодії з солями Феруму (ІІІ) дає осад синього кольору – берлінську лазур:

4FeCl₃ + 3K₄[Fe(CN)₆] → Fe₄[Fe(CN)₆]₃ + 12KCl

2) взаємодія з амоній роданідом NH₄SCN або калій роданідом KSCN. Утворюється сполука темно-червоного кольору:

FeCl₃ + 3KSCN→ Fe(SCN)₃ + 3KCl