Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
khimia.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
1.7 Mб
Скачать

66. Семейство железа. Общая характеристика элементов; нахождение в природе, способы получения. Чугун и сталь. Оксиды, гидроксиды и соли элементов (II), их свойства и получение.

В семейство железа входят: железо(Fe), кобальт (Co), никель (Ni). В атомах количество валентных электронов 8 равно номеру группы.

Высшие степени окисления для элементов семейства железа не характерны. Наиболее типичны для них степени окисления +2, +3. Для железа степень окисления +3 заметно устойчивее, чем +2. У Co степени окисления +2 и +3 примерно в равной мере устойчивы, а у Ni более стабильна степень окисления +2. В жестких условиях под действием сильных окислителей железо может проявлять степень окисления +6.

Металлические железо, кобальт, никель имеют близкие значения плотности, температур плавления и кипения, электродные потенциалы.

Кобальт и никель чаще всего встречаются в виде сульфидных минералов: кобальтин CoAsS, петландит (Fe, Ni)S, никелин NiS(As).

Железо по распространенности в природе находится на четвертом месте после кислорода, кремния и алюминия. Основным сырьем для производства железа являются магнетит Fe3O4, гематитFe2O3.

Химической основой получения металлического железа и его сплавов является восстановление оксидов железа в доменных печах при высоких температурах

FeO + C= CO+ Fe

Вначале в доменных печах выплавляют чугун (содержит примеси C, P, S, Si), часть из которого затем превращают в сталь двумя способами: конвертерным и мартеновским. В конвертерном способе через расплавленный чугун, налитый в грушевидный сосуд-конвертер, продувают воздух, который окисляет часть углерода до СО, примесь FeS превращается при этом в Fe2O3 и SO2.

Для получения кобальта и никеля используют пиро- и гидрометаллургические методы.

Чистые металлы можно получить также термическим разложением их карбонилов.

Железо, кобальт и никель представляют собой серебристо-белые металлы с сероватым(Fe), розовым(Co) и желтоватым(Ni) отливом. Чистые металлы пластичны, однако даже незначительные количества примесей повышают их твердость и хрупкость.

 Металлическое железо на холоде быстро реагирует с кислотами-неокислителями и образуют аквакатионы. Железо окисляется водой до температуры 873К. Во влажном воздухе уже при обычной температуре железо подвергается коррозии.  Однако очень чистое железо (менее0,01 % примесей) оказывается коррозионно-устойчивым.

Железо горит в атмосфере кислорода, образуя оксид Fe2O3.

Для железа, кобальта, никеля известны оксиды ЭО и Э2О3. Эти оксиды нельзя получить в чистом виде при окислении металлов кислородом.

Оксиды Fe (II), Co (II), Ni (II) – твердые, тугоплавкие вещества, черного(~FeO) или темно- зеленого(~CoO, ~NiO) цвета. С водой они не взаимодействуют, но легко реагируют с кислотами. Оксиды Fe(II), Co(II), Ni(II) проявляют основные свойства.

Гидроксиды Э(OH)2, образующиеся при действии на водные растворы солей железа (II), кобальта(II) и никеля(II) гидроксидов щелочных металлов, представляют собой гелеобразные осадки белого (Э= Fe), розового(Э= Co) и яблочно-зеленого(Э= Ni) цвета, легко разлагающиеся на оксиды ЭО и воду.

В степени окисления +2 рассматриваемые элементы образуют соли почти со всеми известными анионами. Растворимыми в воде солями являются нитраты, сульфаты, галогениды (кромеFeF2), тиоционаты, ацетаты и перхлораты.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]