Fe2o3'ten fe oh 3 nasıl elde edilir?

İnsan vücudu yaklaşık 5 g demir içerir ve bunun çoğu (%70) kandaki hemoglobinin bir parçasıdır.

Fiziki ozellikleri

Serbest halde demir, grimsi bir renk tonuna sahip gümüşi beyaz bir metaldir. Saf demir sünektir ve ferromanyetik özelliklere sahiptir. Uygulamada genellikle demir alaşımları (dökme demir ve çelik) kullanılır.

Fe, Grup VIII alt grubunun dokuz d-metalinin en önemli ve en bol bulunan elementidir. Kobalt ve nikel ile birlikte “demir ailesini” oluşturur.

Diğer elementlerle bileşik oluştururken genellikle 2 veya 3 elektron kullanır (B = II, III).

Demir, grup VIII'in hemen hemen tüm d-elementleri gibi, grup numarasına eşit daha yüksek bir değerlik sergilemez. Maksimum değeri VI'ya ulaşır ve çok nadir görülür.

En tipik bileşikler Fe atomlarının +2 ve +3 oksidasyon durumlarında olduğu bileşiklerdir.

Demir elde etme yöntemleri

1. Teknik demir (karbon ve diğer yabancı maddelerle alaşımlı), aşağıdaki şemaya göre doğal bileşiklerinin karbotermik indirgenmesiyle elde edilir:

İyileşme 3 aşamada kademeli olarak gerçekleşir:

1) 3Fe203 + CO = 2Fe304 + CO2

2) Fe304 + CO = 3FeO + CO2

3) FeO + CO = Fe + CO2

Bu işlemden elde edilen dökme demir %2'den fazla karbon içerir. Daha sonra dökme demir, %1,5'tan az karbon içeren çelik - demir alaşımlarının üretilmesinde kullanılır.

2. Çok saf demir aşağıdaki yollardan biriyle elde edilir:

a) Fe pentakarbonilin ayrışması

Fe(CO) 5 = Fe + 5СО

b) saf FeO'nun hidrojen ile indirgenmesi

FeO + H2 = Fe + H2O

c) Fe +2 tuzlarının sulu çözeltilerinin elektrolizi

FeC204 = Fe + 2CO2

demir(II) oksalat

Kimyasal özellikler

Fe orta aktiviteli bir metaldir ve metallerin genel özelliklerini sergiler.

Benzersiz bir özellik, nemli havada "paslanma" yeteneğidir:

Kuru havada nem olmadığında demir yalnızca T > 150°C'de fark edilir şekilde reaksiyona girmeye başlar; kalsinasyon üzerine “demir ölçeği” Fe3O4 oluşur:

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4

Demir, oksijen yokluğunda suda çözünmez. Çok yüksek sıcaklıklarda Fe, su buharıyla reaksiyona girerek hidrojeni su moleküllerinden uzaklaştırır:

3 Fe + 4H20(g) = 4H2

Paslanmanın mekanizması elektrokimyasal korozyondur. Pas ürünü basitleştirilmiş bir biçimde sunulmaktadır. Aslında, değişken bileşime sahip oksitler ve hidroksitlerin karışımından oluşan gevşek bir tabaka oluşur. Al 2 O 3 filminin aksine, bu katman demiri daha fazla tahribattan korumaz.

Korozyon türleri

Demirin korozyondan korunması

1. Yüksek sıcaklıklarda halojenler ve kükürt ile etkileşim.

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3

2Fe + 3F2 = 2FeF3

Fe + I2 = FeI2

İyonik bağ tipinin baskın olduğu bileşikler oluşur.

2. Fosfor, karbon, silikon ile etkileşim (demir doğrudan N2 ve H2 ile birleşmez, ancak bunları çözer).

Fe + P = Fe x P y

Fe + C = Fe x C y

Fe + Si = Fe x Si y

Bertollidler gibi değişken bileşime sahip maddeler oluşur (bileşiklerde bağın kovalent doğası hakimdir)

3. “Oksitleyici olmayan” asitlerle etkileşim (HCl, H2SO4 dil.)

Fe 0 + 2H + → Fe 2+ + H 2

Fe, aktivite serisinde hidrojenin solunda yer aldığından (E° Fe/Fe 2+ = -0,44 V), sıradan asitlerden H2'nin yerini alabilir.

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

Fe + H2S04 = FeS04 + H2

4. "Oksitleyici" asitlerle etkileşim (HNO 3, H 2 SO 4 kons.)

Fe 0 - 3e - → Fe 3+

Konsantre HNO 3 ve H 2 SO 4 demiri "pasifleştirir", böylece normal sıcaklıklarda metal içlerinde çözünmez. Güçlü ısıtma ile yavaş çözünme meydana gelir (H2 salınmadan).

Bölümde HNO 3 demiri çözünür, Fe 3+ katyonları formunda çözeltiye girer ve asit anyonu NO*'ya indirgenir*:

Fe + 4HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + NO + 2H 2 O

HCl ve HNO3 karışımında çok çözünür

5. Alkalilerle ilişki

Fe, alkalilerin sulu çözeltilerinde çözünmez. Erimiş alkalilerle yalnızca çok yüksek sıcaklıklarda reaksiyona girer.

6. Daha az aktif metallerin tuzlarıyla etkileşim

Fe + CuS04 = FeS04 + Cu

Fe 0 + Cu 2+ = Fe 2+ + Cu 0

7. Gaz halindeki karbon monoksit ile reaksiyon (t = 200°C, P)

Fe (toz) + 5CO (g) = Fe 0 (CO) 5 demir pentakarbonil

Fe(III) bileşikleri

Fe203 - demir (III) oksit.

Kırmızı-kahverengi toz, n. R. H 2 O'da. Doğada - “kırmızı demir cevheri”.

Elde etme yöntemleri:

1) demir (III) hidroksitin ayrışması

2Fe(OH)3 = Fe203 + 3H20

2) pirit ateşlemesi

4FeS2 + 11O2 = 8SO2 + 2Fe203

3) nitrat ayrışması

Kimyasal özellikler

Fe203, amfoterisite belirtileri olan bazik bir oksittir.

I. Ana özellikler asitlerle reaksiyona girme yeteneğinde ortaya çıkar:

Fe203 + 6H + = 2Fe3+ + ZH20

Fe203 + 6HCI = 2FeCI3 + 3H20

Fe 2 O 3 + 6HNO 3 = 2Fe(NO 3) 3 + 3H 2 O

II. Zayıf asit özellikleri. Fe203 sulu alkali çözeltilerinde çözünmez, ancak katı oksitler, alkaliler ve karbonatlarla birleştirildiğinde ferritler oluşur:

Fe 2 Ö 3 + CaO = Ca(FeO 2) 2

Fe203 + 2NaOH = 2NaFeO2 + H20

Fe 2 O 3 + MgCO 3 = Mg(FeO 2) 2 + CO 2

III. Fe 2 O 3 - metalurjide demir üretimi için hammadde:

Fe 2 O 3 + ZS = 2Fe + ZSO veya Fe 2 O 3 + ZSO = 2Fe + ZSO 2

Fe(OH) 3 - demir (III) hidroksit

Elde etme yöntemleri:

Alkalilerin çözünebilir Fe3+ tuzları üzerindeki etkisiyle elde edilir:

FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 + 3NaCl

Hazırlama sırasında Fe(OH)3, kırmızı-kahverengi mukoza-amorf bir çökeltidir.

Fe ve Fe(OH)2'nin nemli havada oksidasyonu sırasında Fe(III) hidroksit de oluşur:

4Fe + 6H20 + 3O2 = 4Fe(OH)3

4Fe(OH)2 + 2H20 + O2 = 4Fe(OH)3

Fe(III) hidroksit, Fe3+ tuzlarının hidrolizinin son ürünüdür.

Kimyasal özellikler

Fe(OH)3 çok zayıf bir bazdır (Fe(OH)2'den çok daha zayıf). Göze çarpan asidik özellikler gösterir. Dolayısıyla Fe(OH)3 amfoterik bir karaktere sahiptir:

1) asitlerle reaksiyonlar kolaylıkla meydana gelir:

2) Fe(OH)3'ün taze çökeltisi sıcak kons. Hidrokso komplekslerinin oluşumu ile KOH veya NaOH çözeltileri:

Fe(OH)3 + 3KOH = K3

Alkali bir çözeltide Fe(OH)3, ferratlara oksitlenebilir (serbest halde salınmayan demir asit H2FeO4 tuzları):

2Fe(OH)3 + 10KOH + 3Br2 = 2K2 FeO4 + 6KBr + 8H20

Fe 3+ tuzları

Pratik olarak en önemlileri şunlardır: Fe 2 (SO 4) 3, FeCl 3, Fe(NO 3) 3, Fe(SCN) 3, K 3 4 - sarı kan tuzu = Fe 4 3 Prusya mavisi (koyu mavi çökelti)

b) Fe 3+ + 3SCN - = Fe(SCN) 3 tiyosiyanat Fe(III) (kan kırmızısı çözelti)

Demir oksit III, oksijen ve demirden oluşan bir bileşiktir ve inorganik bir maddedir. Formül Fe2O3.

Fiziki ozellikleri:

• katı hal
• kırmızı-kahverengi renk
• termal olarak kararlı
• erime noktası 1566 °C
• yoğunluk 5,242 g/cm3

Kimyasal özellikler:

• su ile reaksiyona girmez
• diğer metallerin oksitleriyle birleşerek çift oksitler (spineller) oluşturur
• alkaliler ve asitlerle yavaş reaksiyona girer

Başvuru:

• cam ve çelik için parlatma maddesi
• renkli mineral boya ve çimento üretimi
• demir eritme için hammaddeler
• termit kaynağı
• manyetik bantlarda depolama ortamı (dijital ve analog)
• amonyak üretimi için katalizör
• seramik üretimi
• gıda endüstrisi (E172)

Demir oksit 3'ün hazırlanması

Yöntem 1. 400-600 ml'lik bir bardağa 50 ml nitrik asit (HNO3) ve bir miktar su dökün. Daha sonra azar azar demir ekleyin.

Demirin tamamı çözüldüğünde, sıvının çeşitli yabancı maddelerden filtrelenmesi gerekir. Filtrelemeden sonra kırmızı bir sıvı kalmalıdır. Buna bir potasyum hidroksit (KOH) çözeltisi ekleyin.

Çözümde hemen bir çökelti oluşmaya başlar (ihtiyacımız olan şey budur). Çözümü filtreleyin. Toplanan çökeltiyi (Fe(OH)3) demir veya çelik bir plakanın (folyo kullanılamaz) üzerine yerleştirin ve 100 dereceye kadar ısıtılmış bir fırına yerleştirin.
Çıktı aşağıdaki tozdur (Fe2O3):

Yöntem 2. Bir bardak hidroklorik asit (HCl) içerisine biraz hidrojen peroksit (H2O2) ekleyin. Daha sonra çözeltiye demir ekleyin. Yavaş yavaş hidrojen peroksit eklemeniz gereken bir reaksiyon başlayacaktır.

Çözelti sarıya ve ardından koyu kırmızıya dönmeye başlayacaktır.

Daha sonra az miktarda su ve potasyum hidroksit ekleyin. Havada kahverengiye dönüşen siyah bir çökelti (Fe(OH)) oluşmaya başlar.

Ve çökeltiyi 700 °C'ye ısıtılmış bir fırına gönderiyoruz.

Yöntem 3. 100 g demir sülfatı (FeSO4) ve 50 g soda külünü (Na2CO3) iyice karıştırın. Bir kızartma tavasına koyun ve yüksek ateşte yerleştirin. Karışımı ara sıra karıştırarak ısıtın. Toz ısındıkça renkleri değişecektir (mavi -> koyu mor -> siyah -> kumral). Tozun rengi kırmızıya döndüğünde, karıştırmayı unutmadan ısıyı artırın ve yaklaşık 20 dakika ısıtın. Süre geçtikten sonra ocaktan alın ve karışımı (Fe2O3) soğutun.

Şu sitedeki materyallere dayanmaktadır: pirotehnika.ruhelp.com

Sodyum hidroksit üretmenin ana yöntemleri, sodyumun su ile etkileşimi, sodanın sönmüş kireç ile etkileşimi ve sulu bir sofra tuzu çözeltisinin elektrolizidir. Bu denklemleri yazalım:

Sodyumun su ile reaksiyonu

2Na + 2H20 →2NaOH + H2

Sodanın sönmüş kireçle etkileşimi

Na2C03 + Ca(OH)2 →2NaOH + CaC03 ↓

Sulu bir sofra tuzu çözeltisinin elektrolizi

2NaCl + 2H20 (elektroliz) → 2NaOH + H2 + Cl2

Demir II hidroksit çözünmeyen bir bazdır, bu nedenle çözünür demir II asit ile herhangi bir alkalinin etkileşimi ile kolaylıkla elde edilebilir, ayrıca oksit ve suyun etkileşimi ile de elde edilebilir. Havada demir II hidroksit hızla demir III hidroksite oksitlendiğinden, tüm reaksiyonlar havaya erişim olmadan gerçekleştirilmelidir. ( 4 Fe(AH) 2 +2 saat 2 O+O 2 =4 Fe(AH) 3 ). Denklemleri yazalım:

FeS04 + 2NaOH → Fe(OH)2 ↓ + Na2S04

FeCl2 + 2KOH → Fe(OH)2 ↓ + 2KCl

FeO + H 2 O → Fe(OH) 2 ↓

1. 
   Hesaplamalar yapmadan reaksiyonlar için entropi değişiminin işaretini hesaplayın:

1. 
   2CH4(g) ↔ C2H2(g) + 3H2(g)
2. 
   N 2(g) + 3H2(g) ↔ 2NH3(g)
3. 
   2C (grafit) + O 2(d) ↔ 2CO (G)

Entropi değişiminin işareti öncelikle reaksiyonun başlangıç ​​maddelerindeki ve reaksiyon ürünlerindeki gaz halindeki maddelerin oranına bağlıdır.

Ne zaman:

a) 2 mol gaz halindeki başlangıç ​​maddesinden 4 mol gaz halinde ürün elde ederiz, dolayısıyla entropi artacaktır, dolayısıyla entropi değişiminin işareti “+” olur.

b) 4 mol gaz halindeki başlangıç ​​maddesinden 2 mol gaz halinde ürün elde ederiz, bu nedenle entropi azalacaktır, dolayısıyla entropi değişiminin işareti “–” olur

c) 1 mol gaz halindeki başlangıç ​​maddesinden 2 mol gaz halinde ürün elde ederiz, dolayısıyla entropi artacaktır, dolayısıyla entropi değişiminin işareti “+” olur.

1. 
   ^ Eşdeğer molar kütlesi 12,15 g/mol olan kaç gram metal, standart koşullar altında 112 cm3 oksijen ile reaksiyona girer?

1. 
   Heterojen reaksiyon C (k) + C02 (g) ↔ 2CO (g), metallerin oksitlerden karbotermik üretimine ilişkin tüm işlemlerin seyrini belirler. Sistemin basıncı dört kat azaldığında bu reaksiyonun hızı kaç kez değişir? Cevabınızı hesaplamalarla doğrulayın.

Çözüm:

Kütle etki yasasına göre, bir kimyasal reaksiyonun hızı, stokiyometrik katsayılarına eşit derecelerde alınan reaktanların konsantrasyonuyla doğru orantılıdır. İleri reaksiyonun hızının nasıl değişeceğini bulmamız gerekiyor. Reaksiyon heterojen olduğundan, kimyasal reaksiyonun hızı yalnızca gaz fazının konsantrasyonuna, yani karbondioksit konsantrasyonuna bağlı olacaktır, dolayısıyla bu reaksiyon için kütle etki yasasının matematiksel ifadesi şöyle olacaktır:

v=k[CO2 ]

Başlangıç ​​anında [CO 2 ] (init) = x olsun, sistem basıncını 4 kat düşürdükten sonra karbondioksit konsantrasyonu da 4 kat azalacaktır, yani [CO 2 ] (con) = 0,25x

Buradan:

v 1 = k[İLEÖ 2 ] (başlangıç) = kx;

v 2 =k[CO 2 ] (kon) =k0,25x

Hesaplamalardan da anlaşılacağı üzere basınç değişimi öncesi reaksiyon hızı 4 kat daha fazladır, dolayısıyla sistem basıncının 4 kat azaltılması doğrudan reaksiyon hızının 4 kat azalmasına neden olacaktır.

Cevap: 4 kat azalacak

1. 
   WCl 6 buharlarının hidrojen ile indirgenmesi, tungsten WCl 6 (g) + 3H 2 (g) ↔ W (k) + 6HCl (g), ∆ r H 0 = 44,91 kJ üretme yöntemlerinden biridir. Metal verimini artırmak için basınç ve sıcaklık nasıl değiştirilmelidir?

Çözüm:

Metal verimini arttırmamız gerekiyor, bu nedenle dengeyi reaksiyon ürünlerine (sağa) kaydırmamız gerekiyor.

4 mol gazlı üründen 6 mol gazlı ürün elde ettiğimiz için, doğrudan işlem sırasında sistemdeki basınç artar, bu nedenle dengeyi sağa kaydırmak için LeChatelier ilkesine göre basıncı düşürmemiz gerekir. .

Doğrudan reaksiyon ısının emilmesiyle gerçekleştiğinden, dengeyi sağa kaydırmak için sıcaklığı arttırmamız gerekir.

Metal verimini arttırmak için basıncı düşürmek ve sıcaklığı arttırmak gerekir.

1. 
   ^ 200 ml'de 0,1 mol KOH çözülürse eşdeğer çözeltinin molar konsantrasyonunu belirleyin?

1. 
   ^ Na 2 SO 3 + 2HCl ↔ 2NaCl + H 2 SO 3 moleküler denklemi için iyonik moleküler denklemi yazın.

Bu durumda, zayıf ayrışan bir madde oluşur - bu kimyasal reaksiyonun meydana gelmesi nedeniyle sülfürik asit.

moleküler:

Na2S03 + 2HCl ↔ 2NaCl + H2S03

tam iyon moleküler:

2Na + + SO3 2- + 2H + + 2Cl - → 2Na + + 2Cl - +H2SO3

kısaltılmış iyon moleküleri:

2H + + S03 2- → H2S03

1. 
   Tuzların hidrolizi için moleküler ve iyonik-moleküler denklemler yazın: CaCO 3, ZnSO 4, (NH 4) 2 S. Çözelti ortamını belirtin. Her bir tuzun çözeltisine alkali eklendiğinde hidroliz dengesi nereye kayacaktır?

Hidroliz CaCO 3 ( zayıf bir asit ve güçlü bir bazın tuzu, dolayısıyla hidroliz anyon boyunca ilerleyecektir)

Ben sahneliyorum:

2CaCO3 + 2HOH → Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2

2Ca 2+ + 2CO3 2- + 2HOH →Ca 2+ + 2HCO 3 - + Ca 2+ + 2OH -

CO 3 2- + HOH →HCO 3 - + OH -

II. aşama:

Ca(HCO3)2 + 2HOH → Ca(OH)2 + 2H2C03

Ca 2+ + 2HCO3 - + 2HOH → Ca 2+ + 2OH - + 2H2C03

HCO3 - + HOH → H2CO3 + OH -

› dolayısıyla pH›7 (alkali)

Alkali eklenmesi çözeltideki hidroksit iyonlarının konsantrasyonunu artıracak, yani tersinir reaksiyonun ürününün konsantrasyonu artacaktır, bu nedenle LeChatelier prensibine göre hidroliz dengesi başlangıç ​​​​maddelerine doğru kayacaktır ( sol).

Hidroliz ZnSO 4 ( güçlü bir asit ve zayıf bir bazın tuzu, dolayısıyla katyon boyunca hidroliz meydana gelecektir)

Ben sahneliyorum:

2ZnSO 4 + 2HOH →(ZnOH) 2 SO 4 + H 2 SO 4

2Zn 2+ + 2SO 4 2- + 2HOH →2ZnOH + + SO 4 2- + 2H + + SO 4 2-

Zn 2+- + HOH →ZnOH + + H +

II. aşama:

(ZnOH) 2 SO4 + 2HOH → 2Zn(OH)2 + H2S04

2ZnOH + + SO 4 2 + 2HOH → 2Zn(OH) 2 + 2H + + SO 4 2-

^ ZnOH + + HOH → Zn(OH) 2 + H +

‹ dolayısıyla pH‹7 (asidik)

Alkali eklenmesi, çözeltideki hidroliz sonucu oluşan hidrit iyonlarını bağlayacak olan hidroksit iyonlarının konsantrasyonunu artıracak, yani tersinir reaksiyon ürününün konsantrasyonu azalacak, bu nedenle LeChatelier prensibine göre hidroliz denge hidroliz ürünlerine doğru (sağa doğru) kayacaktır.

Hidroliz (N.H. 4 ) 2 S ( zayıf bir asit ve zayıf bir bazın tuzudur, dolayısıyla hidroliz katyon ve anyon boyunca ilerleyecektir)

(NH4) 2S + 2HOH → 2NH4OH + H2S

2NH4 + + S 2- + 2HOH →2NH4OH + H2S

= dolayısıyla pH=7 (nötr ortam)

Bu durumda alkali eklenmesi amonyum sülfit hidrolizinin kimyasal dengesini etkilemeyecektir.

1. 
   Reaksiyon denklemini tamamlayın ve elektron-iyon yöntemini kullanarak katsayıları düzenleyin