Vas, véletlen alcsoport viii csoport - tudja, hogyan
§ 120. Fe vas (átmeneti csoport VIII-csoport)
A járulékos alcsoportjában VIII csoportba a periódusos Mendeleev ellentétben más triád tartalmaz három elemből áll: a vas Fe, Co kobaltot, nikkelt Ni család közé tartozik a vas, a ruténium Ru, ródium Rh, palládium Pd, ozmium Os, irídium és 1d platina Pt közé tartoznak a platina család fém, hasonlósága alapján tulajdonságaik.
Tekintsük a vas, mint a képviselője a család alcsoport VIII oldalirányú csoportban. A vas a negyedik periódus.
A atomsúlya vas 55, 84, 26 töltse fel a sejtmagban. Az energia eloszlása az energia szintek (26): 2, 8, 14, 2. Az elektronikus konfigurációját a külső és a predvneshnego 3s23p63d64s2 vas réteg.
Így, vas-atom, amellett, hogy a két s-elektronok negyedik külső réteg hat elektronok d predvneshnego harmadik réteg. Ezeknek d elektronok legaktívabb 4 páratlan. Következésképpen, a kialakulását a vegyérték kötések vas különösen aktív része 6 elektronok - egy külső 2. és 4. predvneshnego rétegek. A leggyakoribb a oxidációs fokú vas Fe + 2 és Fe +3. Vas - az egyik leggyakoribb eleme a természetben. Mivel a prevalenciája ez a negyedik hely között a más elemeket.
■ 57. szerkezete alapján a vas atom és az elosztási elektron pályák, válassza a lehetséges oxidációs állapotai az elem. (Lásd. Response)
Vas szabad állapotban egy ezüstös-szürke csillogó fém sűrűsége 7,87, olvadáspont 1535 ° C és a forráspont 2740 °. Vas kimondta a ferromágneses tulajdonságú, azaz a. E. hatása alatt a mágneses mezőt, amikor mágnesezett és megszüntetése terén üzletek mágneses tulajdonságait maga válik egy mágnes. Ezek a tulajdonságok mind olyan elemek, a vas-csoport.
Kémiai tulajdonságai a vas egy nagyon aktív fém. Hiányában a vas nedvesség a levegőben nem változik, de amikor ki vannak téve a nedvesség és oxigén van kitéve erős korrózió által lefedett laza film, amely egy ferri-hidroxid, amely nem védi meg a további oxidációtól, és a vas lassan oxidálódik minden tömege:
4Fe + 2H2O + 3O2 = 2Fe2O3 2H2O
Számos védelmi módszereket értékes fémet a korróziótól.
Között a feszültségek vas marad hidrogén. Ebben a tekintetben, hogy könnyen kitéve oldást savak, transzformálunk egy sóját kétértékű vas, így például:
Fe + 2 HCI = FeCl2 + H2 ↑
C. koncentrált kénsav és salétromsav, a vas nem reagál. Ezek a savak előállításához a fém felületén sűrű és erős oxid filmet, a fém, akkor teljesen passzív, és nem lép más reakciókat. Ugyanakkor, szoros együttműködésben az erős oxidáló szerekkel, mint a halogének. Mindig van egy vas oxidációs állapota +3:
2Fe + 3Sl2 = 2FeCl3
Iron reagál túlhevített gőzzel; hidrogénnel vízből eltolódik. egy forró vas oxiddá alakulnak át, és ez mindig vagy vas-oxidot FeO, vagy oxid-vas-oxid Fe3O4 (Fe2O3 · FeO):
Fe + H2O = FeO + H2 ↑
3fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 ↑
Olvadt vas tiszta oxigént égések erőteljesen képezve vas-oxid (lásd. Ábra. 40).
3fe + 2O2 = Fe3O4
Kalcináljuk vas ötvözetből formák a szén és a vas egyidejűleg Fe3C-karbid.
■ 58. List fizikai tulajdonságai a vas.
59. Melyek a kémiai tulajdonságai a vas? Indokolással ellátott választ. (Lásd. Response)
§ 121. vegyületek vas
Vas képez két sorozat vegyületek - a vegyületek Fe + 2 és Fe +3. Hogy két, vas-oxid - dinitrogén-oxid, FeO és Fe2O3. Azonban az ismert vegyes oxid, Fe3O4, amelynek molekula egy vegyület, az oxigén és a ferri: Fe2O3 · FeO. Ezt az oxidot a néven is ismert vas-oxid vagy kevert oxid.
Vegyületek vas kevésbé stabil, mint az oxid, jelenlétében és egy oxidálószer, akkor is, ha ez csak a levegő oxigén, általában átalakul egy vegyületet háromértékű vas. Például, a vas-hidroxid (II) Fe (OH) 2 egy fehér, szilárd anyag, a tiszta formában, de lehet beszerezni csak, ha a megoldások a reagensek nem tartalmaznak oldott oxigén és a reakciót a levegő távollétében oxigén:
FeSO4 + 2NaOH = Fe (OH) 2 + Na2SO4
Só, ahonnan a hidroxidot a vas (II), természetesen nem tartalmazhat a legkisebb szennyeződést-oxid-vegyületek. Mivel ezek a feltételek jönnek létre, a hagyományos laboratóriumi képzést nagyon nehéz, a vas-hidroxid (II) formájában kapjuk meg a többé vagy kevésbé sötétzöld kocsonyás csapadék formájában, jelezve, hogy az oxidációs előforduló vegyületek vas a vas. Ha vas-hidroxid (II) tartsa hosszú ideig a levegőben, fokozatosan jön annak átalakítása vas-hidroxid (III) Fe (OH) 3:
4Fe (OH) 2 + 2H2O + O2 = 4Fe (OH) 3
Vas-hidroxid jellemző oldhatatlan hidroxidok. vas-hidroxid (II) bázikus tulajdonságúak és y-hidroxid Fe (OH) 3 nagyon gyengén expresszálódik amfoter tulajdonságokkal.
■ 60. listája tulajdonságai vas-oxid, mint egy tipikus bázikus oxid. Indokolással ellátott választ. Minden reakciót írni a neveket és betűszavak ionos formában. (Lásd. Response)
61. listája tulajdonságai vas-hidroxid (II). Erősítsd meg a válasz reakció egyenletek. (Lásd. Response)
Közül a vas-sókat (II) rendelkezik a legnagyobb érték vas-szulfátot FeSO4 · 7H2O, amely magában foglalja a 7 molekula kristályvizet. Vas-szulfát nagyon jól oldódik vízben. Ő alkalmazott kártevők irtására a mezőgazdaság, valamint az előállítására színezékek.
a legfontosabb a vas-klorid FeCl3, amely egy erősen higroszkópos, narancsszínű kristályok, amelyek abszorbeálják a vizet, amikor tárolt barna és elmosódott pasztát vas sók.
vas- (II) könnyen mozog a vas-só (III), például melegítéssel salétromsavval vagy kálium-permanganát, kénsav jelenlétében:
6FeSO4 + 2HNO3 + 3H2SO4 = 3Fe2 (SO4) 3 + 2NO + 4N2O
A só Fe +2 Fe +3 oxidációs a sót előfordulhat hatása alatt a levegő oxigén a tárolás során ezen vegyületek, de ez a folyamat hosszabb. Elismerésének Fe 2+ és Fe 3+ kationok nagyon jellemző specifikus reagenseket. Például, kimutatására vas hogy piros Blutwurst sót K3 [Fe (CN) 6], amelyek jelenlétében a vastartalmú ionokat adva nekik a jellegzetes kék csapadékot turnbulevoy intenzív kék:
3FeSO4 + 2K3 [Fe (CN) 6] = Fe3 [Fe (CN) 6] 2 + 3K2SO4
vagy ionos formában
3fe 2+ + 2 [Fe (CN) 6] 3- = Fe3 [Fe (CN) 6] 2
Elismerését Fe3 + alkalmazott sók reakció ferrocianiddal sóval K4 [Fe (CN) 6]:
4FeCl3 + 3K4 [Fe (CN) 6] = FE4 [Fe (CN) 6] 3 + 12KCl
4Fe 3+ + 3 [Fe (CN) 6] 4- = FE4 [Fe (CN) 6] 3
Ebben az esetben esik intenzív kék csapadék berlini kék. Turnbuleva Prussian blue és kék alkalmazunk színezékek.
Ezen túlmenően, a háromértékű vas lehet ismerni útján oldható sók - a kálium-tiocianát és tiocianáttal vagy ammónium-tiocianáttal NH4CNS. A reakcióban ezen anyagok Fe sók (III) oldat színe vérvörös.
■ 62. List tulajdonságok kisózza Fe + 3 és a Fe + 2. Mi az oxidációs állapota stabil?
63. Hogyan elvégzi az átalakítás a só Fe 2 Fe 3 sóvá, és fordítva? Adjon példát. (Lásd. Response)
A reakció a következő egyenlet szerint:
FeCl3 + 3KCNS = Fe (CNS) 3 + 3KSl
vagy ionos formában
Fe 3+ + 3CNS - = Fe (CNS),
vas vegyületek fontos szerepet játszanak az életében szervezetekre. Például, ez egy része a fő vér fehérje - hemoglobin, valamint a zöld anyag a növények - a klorofill. Vas jut a szervezetbe főképpen szerves anyagok élelmiszer. Sok vastartalmú alma, tojás, spenót, cékla. Mivel a használt gyógyszerek formájában vas-sókat szerves savak. Vas-kloridot hemosztatikus szer.
■ 64. A három cső tartalmazza: a) vas-szulfát (II), b) vas-szulfát (III), és c) a vas-klorid (III). Hogyan állapítható meg, melyik cső, amely sót?
65. Hogyan kell végrehajtani átalakítások sora:
Fe → FeCl2 → FeSO4 → Fe2 (SO 4) 3 → Fe (OH) 3 → Fe2O3.
66. Adott a következő anyagokat. vas és sósav. klór. nátronlúg. Mivel kizárólag ezek az anyagok, így a vas-hidroxid (II) -hidroxid és a vas (III)?
67. A Króm-klorid (III) -klorid és vas (III), feleslegével kezeljük lúggal. A kapott csapadékot kiszűrjük. Mi marad a szűrőn, és a szűrletet eltelt? Indokolni választ segítségével az egyenleteket reakciók a molekuláris, ionos teljes és csökkentett ionos formák. (Lásd. Response)
§ 122. ötvözetek vas
A vas az alapja az acélipar, ezért nagy mennyiségben állítanak elő. Az új program az átfogó épület kommunizmus magában foglalja a termelés 250 millió. Tonna acélt 1980-ban. Ez 3,8-szer nagyobb, mint 1960-ban
Iron szinte soha nem tiszta formában, de csak ötvözetek formájában. A legfontosabb ötvözetek vas ötvözetek szén - különböző öntöttvas és acél. A fő különbség a vas acél széntartalma: a vas tartalmaz több, mint 1,7% szenet, és az acél - kevesebb, mint 1,7%.
Nagy gyakorlati jelentősége van vasötvözetek (ötvözet vas és a szilícium), Ferrokróm (ötvözet vas és króm), Ferromangán (ötvözet vas és mangán). Ferro - jelentése öntöttvas, amely több mint 10% vasat és legalább 10% -a a megfelelő komponens. Ezen túlmenően, ezek ugyanazokat az elemeket tartalmazzák, mint a vas. Ferroalloys főként, ha a „deoxidaláshoz” mind acél és szennyező anyagot.
Között a kiváló vas- és acélgyártás vonal. Öntöttvas termékek öntésére használnak különböző részein, sertés-olvadt acél, hiszen nagyon nagy keménység és nem lehet feldolgozni. Nyersvas fehér, és az öntödei - szürke. Nyersvas többet tartalmaz mangánt.
Acél szén és ötvözet. Szén acélok általában ötvözet vas szénnel és adalékolt dópoló anyagok tartalmaznak, t. E. Egyéb fémek szennyeződések közlésével válik értékes tulajdonságokkal. Vanádium ad az acél alakíthatóság, rugalmasságát, a stabilitás hűtés alatt, volfrám és molibdén - keménység és hőállóság. Acélok cirkónium kiegészítésekkel nagyon rugalmas és képlékeny; használatuk gyártásához páncél lemezek. Szennyeződések do mangán acél ellenáll az ütésnek és a súrlódás. Bór javítja a vágási tulajdonságait az acél gyártásában szerszámacélok.
Néha még a kis szennyeződések ritka fémek kölcsönöznek az új tulajdonságokat acél. Ha fenntartani acél része berillium por hőmérsékleten 900-1000 °, a az acél keménységének, a kopásállóság jelentősen megnövekedett.
Nikkel-króm, vagy, ahogy nevezik őket, rozsdamentes, acél ellenáll a korróziónak. Erős acél káros szennyeződések a kén és a foszfor - teszik fém rideg.
■ 68. Melyek a legfontosabb a vas ötvözetek ismert meg? (Lásd. Response)
69. Mi a fő különbség acél vasból?
70. Milyen tulajdonságokkal öntöttvas és öntöttvas milyen típusú tudja?
71. Mi ötvözött acélok és ötvözetek adalékanyagok? (Lásd. Response)
§ 123. A nagyolvasztó folyamat
Ábra. 83. A áramköri eszközön egy nagyolvasztó.
Ez hiányzik a hosszú aknakemence, lefelé széttartó, megkönnyítve a takarmány mozgása anyag fentről lefelé. Mivel a mozgás a díjat a legszélesebb része a kemence - párolt - ez megy átalakítások sora, mint amelynek eredményeként a leadott áramlik a kemence - a legmelegebb része a kemence. Ott is lesz salak. Vas és salak a kemencéből távozott a lyukakon keresztül a kemencében, az úgynevezett menetes furat. Keresztül a tetején egy nagyolvasztó tűzhely fújunk levegőt, amely támogatja a tüzelőanyag elégetését a kemencében.
Tekintsük a kémiai folyamatok a beolvasztására vas. A töltés a nagyolvasztó, t. E. Komplex anyagok helyezett bele, áll vasérc, az üzemanyag, és a folyasztószerek vagy folyósítószerek. Vasérc, sok. A fő érc - magnetit Fe3O4, Fe2O3 hematit, limonit 2Fe2O8 · 3H2O. A nagyolvasztó folyamatot a vasérc használunk sziderit FeCO3, és néha pirit FeS2 fordulva után kemencékben pirit salak a Fe2O3, amelyeket fel lehet használni a kohászat. Az ilyen érc kevésbé kívánatos, mert a magas kéntartalmú szennyeződések. Olvasztották a nagyolvasztó nemcsak a vas, hanem a vasötvözetek. Üzemanyag betöltve a kemencébe, egyidejűleg szolgál, hogy fenntartsák a magas hőmérsékletű kemencében csökkentésére vas ércből, és szintén részt vesz a kialakulását a szén-dioxid-ötvözet. Az üzemanyag általában koksz.
A folyamat során a olvasztására vas koksz elgázosított, fordult, mint a gázfejlesztő, kezdetben-dioxiddal, majd szén-monoxid:
C + O2 = CO2 + CO3 C = 2CO
Szén-monoxid egy jó redukáló gázt. A rendszer segítségével a csökkentés vasérc bekövetkezik:
Fe2O3 + 3SO = 3SO2 + 2Fe
Együtt érc vas a kemencében van szükség, hogy csökken a meddő szennyeződéseket. Ezek rendkívül hőálló és eltömítheti a kemence, amely folyamatosan működik évek óta. Ahhoz meddőkőzet könnyen eltávolítottuk a kemencéből, ez átalakul alacsony olvadáspontú vegyület, konvertáló folyasztószerek (folyasztószerek) a salak. Való transzferhez a salak bázikus kőzetek tartalmazó, például mészkő, amely elbomlik a kemencében a következő egyenlet szerint
CaCO3 = CaO + CO2
homok hozzá. Ez ötvözött kalcium-oxid, szilikát homok formák:
CaO + SiO 3 = CaSiO3
Ez az anyag sokkal alacsonyabb az olvadáspontja. A folyékony állapotban, akkor fel kell szabadítani a kemencéből.
Ha a savas anyagok, amelyek nagy mennyiségű szilícium-dioxidot, majd felvittük a kemencébe, éppen ellenkezőleg, mészkő, amely lefordítja a szilícium-dioxid-szilikát, és az eredmény ugyanaz salak. Korábban salak hulladék, és most már vízzel lehűtjük és felhasznált építőanyag.
Ahhoz, hogy a tüzelőanyag elégetése a nagyolvasztó folyamatosan tápláljuk előmelegített, oxigénnel dúsított levegőt. Ez melegítjük különleges kályhák - kiuperah. Cowper - magas tornyot építettek tűzálló téglák, ahol a füstgázok a nagyolvasztó meleg. Domain CO2 gázok tartalmazhatnak szén-dioxid, nitrogén-N2 és szén-oxid CO. Szén-monoxid elégetjük a Cowper, ezáltal növelve annak hőmérsékletét. Ezután füstgázok automatikusan irányítva egy másik Cowper, és ezen keresztül az első légtelenítsen elkezdi irányul a nagyolvasztó. A meleg levegő felmelegíti Cowper, így az üzemanyag megtakarítás, amely nagy mennyiségben lenne elfogyasztott fűtési belépő levegő nagyolvasztó. Minden nagyolvasztó több léghevítők.
■ 72. Mi az összetétele a töltés, a nagyolvasztó? (Lásd. Response)
73. List jelentős vegyipari folyamatok beolvasztására vas.
74. Mi az összetétele kohógáz és hogyan használják a Cowper?
75. mennyi vasat tartalmazó 4% szén állíthatók elő 519, 1 kg magnetit, amely 10% szennyeződést?
76. Hogy a sok kokszot hozamok szén-monoxid a helyreállításához elegendő számára 320 kg vas-oxid, ha kokszot tartalmaz 97% tiszta szén?
77. Hogyan kell kezelni a sziderit és pirit. hogy lehetett kapni vasat? (Lásd. Response)
§ 124. acélgyártás
Ábra. 85. Az áramkör készülék Bessemer
Az elektromos kemence (ábra. 86) megolvasztjuk, ötvözött acél speciális fajtájának elsősorban a magas olvadáspontú és kobaltot tartalmazó. króm. volfrám, és egyéb adalékanyagokat. A kész acél irányul gördülő. Ott szemben egy hatalmas hengermű - virágzó malmok és slabbing - peremezve forró acél tuskó segítségével tekercs, amely lehetővé teszi a gyártás Az acélszalag különböző formákban.
A vas ötvözetek formájában széles körben használják a nemzetgazdaságban. Enélkül nem tesz egy szektor a gazdaság. Annak érdekében, hogy mentse színesfémek jelen lehető próbálja helyettesíteni őket szintetikus anyagok.
Vasból vagy acélból gyárt gépeket és autók, repülőgépek és szerszámok, szelepek betonelemekbe, konzervipari ón doboz és a tető fémlemez, hajók, hidak, mezőgazdasági gépek és gerendák. cső és a különböző háztartási cikkek.
86. ábra: Diagram a ívkemence.
1 elektróda és bedobónyílás 2-, 3- vályú az acélgyártásban, rotációs mechanizmust 4-