Planchar

PLANCHAR-a; casarse

1. Elemento químico (Fe), un metal maleable de color plateado que forma acero y hierro fundido en combinación con carbono.

2. El nombre común del acero dulce, un metal plateado. Forge w. El viento golpea el hierro del techo.

3. Sobre lo que es fuerte, sólido, fuerte (sobre cualidades físicas externas). Tus manos, ¡bien! // Sobre lo que es duro, inflexible (sobre las cualidades morales internas). Su carácter está bien.

4. Untado. Acerca de un medicamento que contiene sustancias glandulares. El cuerpo carece de hierro. Bebe bien. Las manzanas contienen w.

5. Untado. tecnología Hardware informático (a diferencia del software). Compra hierro faltante.

◊ Quemar con plancha caliente. Arrancar, destruir algo con medidas extremas y extraordinarias. Golpee la plancha mientras esté caliente (consulte Golpear).

◁ Planchar; Glandular; Planchar; Hierro (ver).

planchar

(lat. Ferrum), un elemento químico del grupo VIII del sistema periódico. Metal blanco plateado brillante. Forma modificaciones polimórficas; a temperaturas ordinarias, α-Fe estable (red cristalina - centrada en el cuerpo cúbico) con una densidad de 7.874 g / cm 3. α-Fe hasta 769 ° C (punto de Curie) es ferromagnético; t pf 1535 ° C. Se oxida en el aire y se cubre de óxido suelto. En términos de abundancia de elementos en la naturaleza, el hierro ocupa el cuarto lugar; forma alrededor de 300 minerales. Las aleaciones de hierro con carbono y otros elementos representan aproximadamente el 95% de todos los productos metálicos (hierro fundido, acero, ferroaleaciones). En su forma pura, prácticamente no se usa (en la vida cotidiana, los productos de acero o hierro fundido a menudo se llaman hierro). Es necesario para la actividad vital de los organismos animales; es parte de la hemoglobina.

PLANCHAR

HIERRO (lat. Ferrum), Fe (lea "ferrum"), elemento químico, número atómico 26, masa atómica 55.847. El origen de los nombres en latín y ruso para el elemento no se ha establecido de manera inequívoca. El hierro natural es una mezcla de cuatro nucleidos. (cm. NUCLID) con números de masa 54 (el contenido en la mezcla natural es 5,82% en peso), 56 (91,66%), 57 (2,19%) y 58 (0,33%). Configuración de las dos capas electrónicas externas 3 s 2 pags 6 D 6 4s 2 ... Suele formar compuestos en los estados de oxidación +3 (valencia III) y +2 (valencia II). También se conocen compuestos con átomos de hierro en los estados de oxidación +4, +6 y algunos otros.
En el sistema periódico de Mendeleev, el hierro se incluye en el grupo VIIIB. En el cuarto período, al que también pertenece el hierro, este grupo también incluye el cobalto. (cm. COBALTO) y níquel (cm. NÍQUEL)... Estos tres elementos forman una tríada y tienen propiedades similares.
El radio del átomo de hierro neutro es de 0,126 nm, el radio del ion Fe 2+ es de 0,080 nm y el del ion Fe 3+ es de 0,067 nm. Las energías de ionización sucesiva del átomo de hierro son 7.893, 16.18, 30.65, 57, 79 eV. La afinidad electrónica es de 0,58 eV. En la escala de Pauling, la electronegatividad del hierro es de aproximadamente 1,8.
El hierro de alta pureza es un metal dúctil gris plateado brillante que se adapta bien a varios métodos de mecanizado.
Estar en la naturaleza
En la corteza terrestre, el hierro está lo suficientemente extendido: representa aproximadamente el 4,1% de la masa de la corteza terrestre (el cuarto lugar entre todos los elementos, el segundo entre los metales). Se conocen una gran cantidad de menas y minerales de hierro. De la mayor importancia práctica son los minerales de hierro rojo (mineral de hematita (cm. HEMATITES), Fe 2 O 3; contiene hasta un 70% de Fe), mineral de hierro magnético (mineral de magnetita (cm. MAGNETITA), Fe 3 O 4; contiene 72,4% Fe), mineral de hierro marrón (mineral de hidrogoetita НFeO 2 norte H 2 O), así como mineral de hierro (mineral de siderita (cm. SIDERITA), carbonato de hierro, FeCO3; contiene aproximadamente un 48% de Fe). También existen grandes depósitos de pirita en la naturaleza. (cm. PIRITA) FeS 2 (otros nombres: pirita, pirita de hierro, disulfuro de hierro y otros), pero los minerales con un alto contenido de azufre aún no tienen importancia práctica. En términos de reservas de mineral de hierro, Rusia ocupa el primer lugar en el mundo. En agua de mar 1 · 10 -5 -1 · 10 -8% de hierro.
Historia de la producción de hierro
El hierro ha jugado y sigue jugando un papel excepcional en la historia material de la humanidad. El primer hierro metálico que cayó en manos del hombre probablemente fue de origen meteorito. Los minerales de hierro están muy extendidos y a menudo se encuentran incluso en la superficie de la Tierra, pero el hierro nativo en la superficie es extremadamente raro. Probablemente, hace unos miles de años, una persona notó que luego de quemar un fuego, en algunos casos, se observa la formación de hierro a partir de esos trozos de mineral que accidentalmente terminaron en el fuego. Cuando arde un fuego, la reducción de hierro del mineral se produce debido a la reacción del mineral tanto directamente con el carbón como con el monóxido de carbono (II) CO formado durante la combustión. La posibilidad de obtener hierro a partir de minerales facilitó en gran medida el descubrimiento del hecho de que cuando el mineral se calienta con carbón, se forma metal, que luego puede refinarse aún más durante la forja. La extracción de hierro del mineral mediante el proceso de soplado en bruto se inventó en Asia occidental en el segundo milenio antes de Cristo. mi. Período del siglo IX al VII. antes de Cristo BC, cuando la metalurgia del hierro se desarrolló entre muchas tribus de Europa y Asia, se llamó la Edad del Hierro, (cm. EDAD DE HIERRO) que reemplazó a la Edad del Bronce (cm. EDAD DE BRONCE)... La mejora en los métodos de soplado (el tiro natural fue reemplazado por pieles) y un aumento en la altura de la forja (hornos de pozo bajo, aparecieron altos hornos) llevaron a la producción de hierro fundido, que comenzó a fundirse ampliamente en Europa occidental. desde el siglo XIV. El hierro fundido resultante se convirtió en acero. Desde mediados del siglo XVIII, se ha utilizado coque de carbón en lugar de carbón vegetal en el proceso de alto horno. (cm. COCA)... Posteriormente, los métodos para obtener hierro a partir de minerales se mejoraron significativamente y, en la actualidad, se utilizan dispositivos especiales para esto: altos hornos, convertidores de oxígeno, hornos de arco eléctrico.
Propiedades físicas y químicas
A temperaturas desde temperatura ambiente hasta 917 ° C, así como en el rango de temperatura 1394-1535 ° C, existe a-Fe con una celosía cúbica centrada en el cuerpo, a temperatura ambiente el parámetro de celosía a = 0,286645 nm. A temperaturas de 917-1394 ° C, el b-Fe con una red cúbica centrada en las caras T (a = 0.36468 nm) es estable. A temperaturas que van desde la temperatura ambiente hasta los 769 ° C (el llamado punto Curie (cm. Punto curie)) el hierro tiene fuertes propiedades magnéticas (se dice que es ferromagnético), a temperaturas más altas, el hierro se comporta como un paramagnet. A veces, a-Fe paramagnético con una red cúbica centrada en el cuerpo, estable a temperaturas de 769 a 917 ° C, se considera como la modificación g del hierro, y b-Fe, estable a altas temperaturas (1394-1535 ° C), tradicionalmente se llama d- Fe (el concepto de la existencia de cuatro modificaciones del hierro, a, b, g y d, surgió cuando aún no existía el análisis estructural de rayos X y no había información objetiva sobre la estructura interna del hierro ). Punto de fusión 1535 ° C, punto de ebullición 2750 ° C, densidad 7,87 g / cm 3. El potencial estándar del par Fe 2+ / Fe 0 es –0,447V, el par Fe 3+ / Fe 2+ + 0,771V.
Cuando se almacena al aire a temperaturas de hasta 200 ° C, el hierro se cubre gradualmente con una densa película de óxido, que evita una mayor oxidación del metal. En aire húmedo, el hierro se cubre con una capa suelta de óxido, que no impide el acceso de oxígeno y humedad al metal y su destrucción. El óxido no tiene una composición química constante, aproximadamente su fórmula química se puede escribir como Fe 2 O 3 xH 2 O.
El hierro reacciona con el oxígeno cuando se calienta. Cuando el hierro se quema en el aire, se forma el óxido Fe 2 O 3, y cuando se quema en oxígeno puro, se forma el óxido Fe 3 O 4. Si pasa oxígeno o aire a través del hierro fundido, se forma óxido de FeO. Cuando se calienta un polvo de azufre y hierro, se forma sulfuro, cuya fórmula aproximada se puede escribir como FeS.
El hierro reacciona con los halógenos cuando se calienta. (cm. HALÓGENOS)... Dado que el FeF 3 no es volátil, el hierro es resistente al flúor hasta temperaturas de 200-300 ° C. La cloración del hierro (a una temperatura de aproximadamente 200 ° C) produce FeCl 3 volátil. Si la interacción del hierro y el bromo se produce a temperatura ambiente o al calentar y aumentar la presión del vapor de bromo, se forma FeBr 3. Cuando se calienta, el FeCl 3 y, especialmente, el FeBr 3, el halógeno se elimina y se convierte en haluros de hierro (II). Cuando el hierro y el yodo interactúan, se forma el yoduro Fe 3 I 8.
Cuando se calienta, el hierro reacciona con nitrógeno, formando nitruro de hierro Fe 3 N, con fósforo, formando fosfuros FeP, Fe 2 P y Fe 3 P, con carbono, formando carburo Fe 3 C, con silicio, formando varios siliciuros, por ejemplo, FeSi .
A presión elevada, el hierro metálico reacciona con el monóxido de carbono CO y, en condiciones normales, se forma en líquido pentacarbonil Fe (CO) 5 de hierro fácilmente volátil. También se conocen los carbonilos de hierro de las composiciones Fe 2 (CO) 9 y Fe 3 (CO) 12. Los carbonilos de hierro sirven como materiales de partida en la síntesis de compuestos orgánicos de hierro, incluido el ferroceno. (cm. FERROCEN) composición.
El hierro metálico puro es estable en agua y en soluciones alcalinas diluidas. El hierro no se disuelve en ácidos sulfúrico y nítrico concentrados, ya que una película de óxido fuerte pasiva su superficie.
Con ácido clorhídrico y ácido sulfúrico diluido (aproximadamente al 20%), el hierro reacciona con la formación de sales de hierro (II):
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2
Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2
Cuando el hierro reacciona con aproximadamente un 70% de ácido sulfúrico, la reacción prosigue con la formación de sulfato de hierro (III):
2Fe + 4H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 4H 2 O
El óxido de hierro (II) FeO posee propiedades básicas, le corresponde la base Fe (OH) 2. El óxido de hierro (III) Fe 2 O 3 es débilmente anfótero; corresponde a una base aún más débil que el Fe (OH) 2, Fe (OH) 3, que reacciona con los ácidos:
2Fe (OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O
El hidróxido de hierro (III) Fe (OH) 3 presenta propiedades anfóteras débiles; es capaz de reaccionar solo con soluciones alcalinas concentradas:
Fe (OH) 3 + KOH = K
Los complejos hidroxo de hierro (III) resultantes son estables en soluciones fuertemente alcalinas. Cuando las soluciones se diluyen con agua, se destruyen y precipita el hidróxido de hierro (III) Fe (OH) 3.
Los compuestos de hierro (III) en soluciones se reducen con hierro metálico:
Fe + 2FeCl 3 = 3FeCl 2
Durante el almacenamiento de soluciones acuosas de sales de hierro (II), se observa oxidación de hierro (II) a hierro (III):
4FeCl 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe (OH) Cl 2
De las sales de hierro (II) en soluciones acuosas, la sal de Mohr es estable: doble sulfato de amonio y hierro (II) (NH 4) 2 Fe (SO 4) 2 6H 2 O.
El hierro (III) es capaz de formar sulfatos dobles con cationes cargados individualmente como el alumbre, por ejemplo, KFe (SO 4) 2 - alumbre de hierro y potasio, (NH 4) Fe (SO 4) 2 - alumbre de amonio y hierro, etc.
Bajo la acción del cloro gaseoso u ozono sobre soluciones alcalinas de compuestos de hierro (III), se forman compuestos de hierro (VI): ferratos, por ejemplo, ferrato de potasio (VI) K 2 FeO 4. Hay informes de la preparación de compuestos de hierro (VIII) bajo la acción de oxidantes fuertes.
Para la detección de compuestos de hierro (III) en solución, se utiliza una reacción cualitativa de iones Fe 3+ con iones tiocianato CNS -. Cuando los iones Fe 3+ interactúan con los aniones del SNC, se forma un tiocianato de hierro Fe (SNC) 3 de color rojo brillante. Otro reactivo para los iones Fe 3+ es el hexacianoferrato de potasio (II) K 4 (anteriormente esta sustancia se llamaba sal de sangre amarilla). Cuando los iones Fe 3+ y 4- interactúan, se forma un precipitado azul brillante.
Una solución de hexacianoferrato de potasio (III) K 3, anteriormente llamada sal de sangre roja, puede servir como reactivo para los iones Fe 2+ en solución. Cuando los iones Fe 3+ y 3- interactúan, se forma un precipitado azul brillante de la misma composición que en el caso de la interacción de los iones Fe 3+ y 4-.
Aleaciones de hierro con carbono
El hierro se utiliza principalmente en aleaciones, principalmente en aleaciones con carbono, varios aceros y fundiciones. En el hierro fundido, el contenido de carbono es superior al 2,14% en masa (normalmente al nivel del 3,5-4%), en los aceros el contenido de carbono es menor (normalmente al nivel del 0,8-1%).
El arrabio se obtiene en altos hornos. El alto horno es un cono truncado gigante (hasta 30-40 m de altura), hueco por dentro. Las paredes del alto horno están revestidas con ladrillos refractarios desde el interior, el espesor de la mampostería es de varios metros. Desde arriba hacia el alto horno, los carros se cargan con mineral de hierro enriquecido (liberado de roca estéril), coque de agente reductor (carbón de grados especiales, sometido a coquización - calentamiento a una temperatura de aproximadamente 1000 ° C sin acceso de aire), así como materiales de fundición (piedra caliza y otros), que contribuyen a la separación de las impurezas metálicas fundidas - escoria. El chorro (oxígeno puro o aire enriquecido con oxígeno) se alimenta al alto horno desde abajo. A medida que se bajan los materiales cargados en el alto horno, su temperatura aumenta a 1200-1300 ° C. Como resultado de reacciones de reducción que proceden principalmente con la participación de coque C y CO:
Fe 2 O 3 + 3C = 2Fe + 3CO;
Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2
se forma hierro metálico, que se satura con carbono y fluye hacia abajo.
Esta masa fundida se libera periódicamente del alto horno a través de un orificio especial, un orificio de grifo, y se permite que la masa fundida se solidifique en formas especiales. El hierro fundido es blanco, el llamado hierro de conversión (se usa para fabricar acero) y gris, o hierro fundido. El hierro fundido blanco es una solución sólida de carbono en hierro. En la microestructura de la fundición gris se pueden distinguir microcristales de grafito. Debido a la presencia de grafito, la fundición gris deja una marca en el papel blanco.
El hierro fundido es frágil, pincha cuando se golpea, por lo que no se pueden fabricar resortes, resortes, cualquier producto que deba trabajar en flexión.
El hierro fundido duro es más liviano que el hierro fundido, por lo que cuando solidifica no se contrae (como es habitual al solidificar metales y aleaciones), sino expansión. Esta característica permite realizar varias piezas fundidas de hierro fundido, incluido su uso como material para fundiciones artísticas.
Si el contenido de carbono en el hierro fundido se reduce a 1.0-1.5%, entonces se forma acero. Los aceros son carbonosos (tales aceros no tienen otros componentes además de Fe y C) y aleados (tales aceros contienen aditivos de cromo, níquel, molibdeno, cobalto y otros metales que mejoran las propiedades mecánicas y otras del acero).
Los aceros se obtienen procesando arrabio y chatarra en un convertidor de oxígeno, en un horno de arco eléctrico o de hogar abierto. Este procesamiento reduce el contenido de carbono de la aleación al nivel requerido y se dice que el exceso de carbono se quema.
Las propiedades físicas del acero difieren significativamente de las del hierro fundido: el acero es elástico, se puede forjar, laminar. Dado que el acero, a diferencia del hierro fundido, se contrae durante la solidificación, las piezas fundidas de acero resultantes se someten a reducción en los trenes de laminación. Después del laminado, los huecos y cavidades que aparecieron durante la solidificación de las masas fundidas desaparecen en el volumen del metal.
La producción de acero en Rusia tiene una larga y profunda tradición, y los aceros obtenidos por nuestros metalúrgicos son de alta calidad.
El uso de hierro, sus aleaciones y compuestos.
El hierro puro tiene usos bastante limitados. Se utiliza en la fabricación de núcleos de electroimán, como catalizador de procesos químicos, para varios otros fines. Pero las aleaciones de hierro, hierro fundido y acero, forman la base de la tecnología moderna. También se utilizan ampliamente muchos compuestos de hierro. Entonces, el sulfato de hierro (III) se usa en el tratamiento del agua, los óxidos de hierro y el cianuro sirven como pigmentos en la fabricación de tintes, etc.
Hierro en el cuerpo
El hierro está presente en los organismos de todas las plantas y animales como oligoelemento, (cm. MICROELEMENTOS) es decir, en cantidades muy pequeñas (en promedio alrededor del 0,02%). Sin embargo, las bacterias del hierro (cm. BACTERIAS DE HIERRO) usar la energía de oxidación del hierro (II) a hierro (III) para la quimiosíntesis (cm. QUEMOSÍNTESIS), pueden acumular hasta un 17-20% del hierro en sus células. La principal función biológica del hierro es la participación en el transporte de oxígeno y los procesos oxidativos. El hierro realiza esta función como parte de proteínas complejas: hemoproteínas (cm. HEMOPROTEIDES), cuyo grupo protésico es el complejo de porfirina de hierro - hemo (cm. JOYA)... Entre las hemoproteínas más importantes se encuentran los pigmentos respiratorios hemoglobina (cm. HEMOGLOBINA) y mioglobina, (cm. MYOGLOBIN) portadores universales de electrones en reacciones de respiración celular, oxidación y fotosíntesis del citocromo, (cm. CITOCROMO) enzimas catalose y peróxido, y otras. En algunos invertebrados, los pigmentos respiratorios que contienen hierro heloeritrina y clorocruorina tienen una estructura diferente a las hemoglobinas. Durante la biosíntesis de hemoproteínas, el hierro se les transfiere desde la proteína ferritina. (cm. FERRITINA), realizando almacenaje y transporte de hierro. Esta proteína, una molécula de la cual contiene aproximadamente 4.500 átomos de hierro, se concentra en el hígado, el bazo, la médula ósea y la mucosa intestinal de mamíferos y humanos. La necesidad humana diaria de hierro (6-20 mg) está cubierta en exceso por los alimentos (carne, hígado, huevos, pan, espinacas, remolacha y otros son ricos en hierro). El cuerpo de una persona promedio (peso corporal 70 kg) contiene 4,2 g de hierro, en 1 litro de sangre, aproximadamente 450 mg. Con la falta de hierro en el cuerpo, se desarrolla anemia glandular, que se trata con preparaciones que contienen hierro. Las preparaciones de hierro también se utilizan como agentes reconstituyentes. Una dosis excesiva de hierro (200 mg o más) puede ser tóxica. El hierro también es necesario para el desarrollo normal de las plantas, por eso existen fertilizantes micronutrientes a base de preparaciones de hierro.

diccionario enciclopédico. 2009 .

Sinónimos:

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casarse hall (s) zo sur., oeste. un metal, una miga, fundido a partir de un mineral en forma de hierro fundido, y forjado de este último con un martillo explosivo. Cuando se combina con carbono, forma acero. El hierro sale a la venta en forma de: banda o de alta calidad; primero recto ... Diccionario explicativo de Dahl

PLANCHAR- HIERRO, Ferrum (Fe), un metal pesado perteneciente al grupo VIII del sistema periódico de Mendeleev. En. v. 55.84 (0 = 16), donde dos isótopos con t. v. en 56 y 54. El hierro puro tiene un color blanco plateado; late v. 7,88; es más suave y más ... ... Gran enciclopedia médica

Ferro; ferrum, kritsa; hardware Diccionario de sinónimos rusos. hierro n., número de sinónimos: 18 coche (369) ... Diccionario de sinónimos

PLANCHAR- ver HIERRO (Fe). En aguas superficiales, el contenido de hierro varía ampliamente. En fuentes de agua subterránea y aguas de pantano, su concentración alcanza decenas de mg / l. Se produce un fuerte aumento de hierro en los cuerpos de agua cuando se contaminan con aguas residuales ... ... Enfermedades de los peces: un manual

El hierro es uno de los elementos químicos más abundantes en la tierra. Desde la antigüedad, la gente ha aprendido a utilizarlo para facilitar su trabajo. Con el desarrollo de la tecnología, su alcance se ha ampliado significativamente. Si hace varios miles de años el hierro se usaba solo para la fabricación de herramientas simples que se usaban para cultivar la tierra, ahora este elemento químico se usa en casi todas las áreas de las industrias de alta tecnología.

Como escribió Plinio el Viejo. “Los mineros del hierro suministran al hombre el arma más excelente y más perniciosa. Porque con esta herramienta cortamos la tierra, cultivamos huertos fértiles y, cortando las vides silvestres con uvas, las obligamos a crecer jóvenes cada año. Con esta herramienta construimos casas, rompemos piedras y utilizamos planchar para todas esas necesidades. Pero con el mismo hierro producimos abusos, batallas y robos, y lo usamos no solo de cerca, sino que colocamos a los alados en la distancia ahora de aspilleras, ahora de manos poderosas, ahora en forma de flechas emplumadas. El truco más cruel, en mi opinión, de la mente humana. Porque, para que la muerte se apodere de un hombre rápidamente, la hicieron alada y le dieron plumas al hierro. Por esto, que la culpa sea atribuida al hombre y no a la naturaleza ". Muy a menudo se utiliza para la fabricación de diversas aleaciones, cuya composición incluye hierro en diferentes proporciones. La más conocida de estas aleaciones es el acero y el hierro fundido.

La electricidad derrite el hierro

Las propiedades de los aceros son variadas. Hay aceros pensados ​​para una larga estancia en agua de mar, aceros resistentes a las altas temperaturas y la acción agresiva de los gases calientes, aceros con los que se fabrican alambres blandos, aceros para la fabricación de muelles elásticos y rígidos ...

Esta variedad de propiedades resulta de la variedad de composiciones de acero. Entonces, a partir de acero que contiene 1% de carbono y 1,5% de cromo, los rodamientos de bolas están hechos de alta durabilidad; El acero que contiene 18% de cromo y 89% de níquel es un conocido "acero inoxidable", y las herramientas de torneado están hechas de acero que contiene 18% de tungsteno, 4% de cromo y 1% de vanadio.

Esta variedad de composiciones de acero las hace muy difíciles de fundir. De hecho, en un horno de hogar abierto y un convertidor, la atmósfera se está oxidando y elementos como el cromo se oxidan fácilmente y pasan a la escoria, es decir, se pierden. Esto significa que para obtener acero con un contenido de cromo del 18%, se debe introducir en el horno mucho más cromo que 180 kg por tonelada de acero. Y el cromo es un metal caro. ¿Cómo encontrar una salida a esta situación?

Se encontró una solución a principios del siglo XX. Para la fundición de metales, se propuso utilizar el calor de un arco eléctrico. La chatarra se cargó en un horno circular, se vertió hierro fundido y se bajaron los electrodos de carbono o grafito. Un arco eléctrico con una temperatura de aproximadamente 4000 ° C apareció entre ellos y el metal en el horno ("baño"). El metal se derritió fácil y rápidamente. Y en un horno eléctrico tan cerrado, puede crear cualquier atmósfera: oxidante, reductora o completamente neutral. En otras palabras, se puede prevenir el agotamiento de los elementos valiosos. Así se creó la metalurgia de aceros de alta calidad.

Más tarde, se propuso otro método de fusión eléctrica: la inducción. Se sabe por la física que si se coloca un conductor de metal en una bobina a través de la cual pasa una corriente de alta frecuencia, se induce una corriente en él y el conductor se calienta. Este calor es suficiente para derretir el metal en un tiempo determinado. El horno de inducción consta de un crisol revestido con una espiral. Se pasa una corriente de alta frecuencia en espiral y el metal del crisol se funde. Se puede crear cualquier atmósfera en un horno de este tipo.

En los hornos de arco eléctrico, el proceso de fusión suele tener lugar en varias etapas. Primero, las impurezas innecesarias se queman del metal, oxidándolas (período de oxidación). Luego, la escoria que contiene óxidos de estos elementos se retira (descarga) del horno y se cargan las forroaleaciones: aleaciones de hierro con elementos que deben introducirse en el metal. El horno se cierra y la fusión continúa sin acceso de aire (período de recuperación). Como resultado, el acero está saturado con los elementos requeridos en una cantidad determinada. El metal terminado se vierte en un cucharón y se vierte.

Los aceros, especialmente los de alta calidad, resultaron ser muy sensibles al contenido de impurezas. Incluso pequeñas cantidades de oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, azufre, fósforo perjudican en gran medida sus propiedades: fuerza, tenacidad, resistencia a la corrosión. Estas impurezas forman compuestos no metálicos con el hierro y otros elementos contenidos en el acero, que se encajan entre los granos del metal, deterioran su uniformidad y reducen la calidad. Entonces, con un mayor contenido de oxígeno y nitrógeno en los aceros, su resistencia disminuye, el hidrógeno provoca la aparición de flóculos: microfisuras en el metal, que conducen a la destrucción inesperada de las piezas de acero bajo carga, el fósforo aumenta la fragilidad del acero en el frío, El azufre provoca una fragilidad roja: la destrucción del acero bajo carga a altas temperaturas.

Los metalúrgicos han estado buscando formas de eliminar estas impurezas durante mucho tiempo. Después de la fundición en hornos de hogar abierto, convertidores y hornos eléctricos, el metal se desoxida: se le agrega aluminio, ferrosilicio (una aleación de hierro con silicio) o ferromanganeso. Estos elementos se combinan activamente con el oxígeno, flotan en la escoria y reducen el contenido de oxígeno en el acero. Pero el oxígeno aún permanece en el acero y, en el caso de los aceros de alta calidad, las cantidades restantes son demasiado grandes. Era necesario encontrar otras formas más efectivas.

En la década de 1950, los metalúrgicos comenzaron a evacuar el acero a escala industrial. Se coloca un cucharón con metal líquido en una cámara de la que se evacua el aire. El metal comienza a hervir violentamente y se desprenden gases. Sin embargo, imagine una cuchara con 300 toneladas de acero y calcule cuánto tiempo pasará hasta que hierva por completo y cuánto se enfriará el metal durante este tiempo.

Inmediatamente le quedará claro que este método solo es adecuado para pequeñas cantidades de acero. Por lo tanto, se han desarrollado otros métodos de evacuación más rápidos y eficientes. Ahora se utilizan en todos los países desarrollados, y esto ha mejorado la calidad del acero. Pero los requisitos para ello crecieron y crecieron.

A principios de los años 60 en Kiev, en el Instituto de Soldadura Eléctrica de toda la Unión que lleva el nombre de I. Se desarrolló EO Paton, un método de refundición de acero por electroescoria, que muy pronto comenzó a utilizarse en muchos países. Este método es muy sencillo. Un lingote de metal a limpiar se coloca en un recipiente de metal refrigerado por agua, un cristalizador, y se cubre con escoria de una composición especial. Luego, el lingote se conecta a una fuente de corriente. Se produce un arco eléctrico al final del lingote y el metal comienza a fundirse. El acero líquido reacciona con la escoria y se limpia no solo de óxidos, sino también de nitruros, fosfuros y sulfuros. Un nuevo lingote, libre de impurezas nocivas, solidifica en el molde. En 1963, por el desarrollo e implementación del método de refundición por electroescoria, un grupo de trabajadores del Instituto de Soldadura Eléctrica de la Unión, encabezado por B.I.Medovar y Yu.V. Latash, recibió el Premio Lenin.

Metalúrgicos del Instituto Central de Investigación Científica de Metalurgia Ferrosa que lleva el nombre de V.I. I.P. Bardin. En colaboración con los trabajadores de las plantas metalúrgicas, desarrollaron un método aún más simple. La escoria de una composición especial para limpiar metales se funde y se vierte en una cuchara, y luego el metal del horno se descarga en esta escoria líquida. La escoria se mezcla con el metal y absorbe las impurezas. Este método es rápido, eficiente y no requiere grandes gastos de electricidad. Sus autores S.G. Voinov, A.I. Osipov, A.G. Shalimov y otros también recibieron el Premio Lenin en 1966.

Sin embargo, el lector probablemente ya tenga una pregunta: ¿por qué todas estas dificultades? Después de todo, ya hemos dicho que se puede crear cualquier atmósfera en un horno eléctrico ordinario. Esto significa que simplemente puede evacuar el aire del horno y fundir al vacío. ¡Pero no se apresure a ir a la oficina de patentes! Este método se ha utilizado durante mucho tiempo en pequeños hornos de inducción y, a finales de los 60 y principios de los 70, comenzó a utilizarse en hornos eléctricos de inducción y de arco bastante grandes. Ahora, los métodos de refusión por arco al vacío y por inducción al vacío están bastante extendidos en los países industrializados.

Aquí hemos descrito solo los métodos básicos para limpiar el acero de impurezas nocivas. Hay docenas de sus variedades. Ayudan a los metalúrgicos a eliminar la notoria mosca del ungüento de un barril de miel y obtener metal de alta calidad.

Cómo conseguir hierro sin altos hornos

Ya se ha dicho anteriormente que desde el punto de vista de un químico, la metalurgia ferrosa es, por decirlo suavemente, ilógica. Primero, el hierro está saturado con carbono y otros elementos, y luego gastan mucho trabajo y energía para quemar estos elementos. ¿No es más fácil restaurar inmediatamente el hierro del mineral? Después de todo, esto es exactamente lo que hacían los antiguos metalúrgicos, que recibían hierro esponjoso caliente ablandado en forjas brutas. En los últimos años, este punto de vista ya ha salido de la etapa de las preguntas retóricas y se basa en proyectos completamente reales e incluso implementados. La producción de hierro directamente a partir del mineral, sin pasar por el proceso de alto horno, se inició ya en el siglo pasado. Entonces este proceso se llamó recuperación directa. Sin embargo, hasta hace poco, no ha encontrado un uso generalizado. En primer lugar, todos los métodos propuestos de reducción directa fueron ineficaces y, en segundo lugar, el producto resultante, el hierro esponjoso, era de baja calidad y estaba contaminado con impurezas. Y, sin embargo, los entusiastas continuaron trabajando en esta dirección.

La situación ha cambiado radicalmente desde la época en que el gas natural comenzó a ser ampliamente utilizado en la industria. Ha demostrado ser un medio ideal para recuperar mineral de hierro. El componente principal del gas natural, el metano CH 4, se descompone por oxidación en presencia de un catalizador en aparatos especiales: reformadores según la reacción 2СН 4 + O 2 → 2СО + 2Н 2.

Resulta una mezcla de gases reductores: monóxido de carbono e hidrógeno. Esta mezcla ingresa al reactor, que también se alimenta con mineral de hierro. Hagamos una reserva de inmediato: las formas y diseños de los reactores son muy diversos. A veces, un horno de tubo rotatorio del tipo de cemento sirve como reactor, a veces un horno de eje, a veces una retorta cerrada. Esto explica la variedad de nombres para los métodos de recuperación directa: Midrex, Purofer, Ohalata-i-Lamina, SL-RN, etc. El número de métodos ya ha superado las dos docenas. Pero su esencia suele ser la misma. La rica materia prima de mineral de hierro se recupera con una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno.

Pero, ¿qué hacer con el producto resultante? No sólo se puede hacer un buen hacha de hierro esponjoso, sino que no se puede forjar un buen clavo. No importa cuán rico sea el mineral original, el hierro puro aún no funcionará con él. Según las leyes de la termodinámica química, ni siquiera será posible restaurar todo el hierro contenido en el mineral; algo de él todavía permanecerá en el producto en forma de óxidos. Y aquí viene en nuestra ayuda un amigo probado y probado: un horno eléctrico. El hierro esponjoso resulta ser una materia prima casi ideal para la electrometalurgia. Contiene pocas impurezas nocivas y se funde bien.

Entonces, nuevamente, ¡un proceso de dos pasos! Pero esta es una forma diferente. El beneficio del esquema de recuperación directa: un horno eléctrico es su bajo costo. Las plantas de reducción directa son significativamente más baratas y consumen menos energía que los altos hornos. Esta tecnología de alto horno de fabricación de acero se incorporó al proyecto de la planta electrometalúrgica de Oskol.

En nuestro país, se está construyendo una gran planta metalúrgica cerca de Stary Oskol, que funcionará exactamente de acuerdo con este esquema. Ya se ha puesto en funcionamiento su primera etapa. Tenga en cuenta que la refundición directa no es la única forma de utilizar hierro esponjoso en la metalurgia ferrosa. También se puede utilizar en lugar de chatarra en hornos de hogar abierto, convertidores y hornos de arco eléctrico.

El método de refundición de hierro esponjoso en hornos eléctricos se está extendiendo rápidamente al exterior, especialmente en países con grandes reservas de petróleo y gas natural, es decir, en los países de América Latina y Oriente Medio. Sin embargo, partiendo ya de estas consideraciones (la presencia de gas natural), todavía no hay razón para creer que el nuevo método alguna vez reemplazará por completo el método tradicional de dos etapas de un alto horno: una unidad de fabricación de acero.

El futuro del hierro

Continúa la Edad del Hierro. Aproximadamente el 90% de todos los metales y aleaciones utilizados por la humanidad son aleaciones a base de hierro. El hierro se funde en el mundo unas 50 veces más que el aluminio, sin mencionar otros metales. ¿Plástica? Pero hoy en día juegan con mayor frecuencia un papel independiente en varias estructuras, y si, de acuerdo con la tradición, intentan introducirlos en el rango de "sustitutos insustituibles", a menudo reemplazan a los metales no ferrosos y no a los ferrosos. Solo un pequeño porcentaje de los plásticos que consumimos sustituye al acero.

Las aleaciones a base de hierro son versátiles, tecnológicamente avanzadas, disponibles y económicas a granel. La base de la materia prima de este metal tampoco es motivo de preocupación: las reservas de minerales de hierro ya exploradas serían suficientes durante al menos dos siglos. El hierro seguirá siendo la base de la civilización durante mucho tiempo.

El cuerpo humano contiene alrededor de 5 g de hierro, la mayor parte (70%) es parte de la hemoglobina de la sangre.

Propiedades físicas

En estado libre, el hierro es un metal blanco plateado con un tinte grisáceo. El hierro puro es plástico y ferromagnético. En la práctica, generalmente se usan aleaciones de hierro: hierro fundido y acero.

El Fe es el elemento más importante y más abundante de los nueve d-metales del subgrupo lateral del Grupo VIII. Junto con el cobalto y el níquel, forma la "familia del hierro".

Al formar compuestos con otros elementos, a menudo utiliza 2 o 3 electrones (B = II, III).

El hierro, como casi todos los elementos d del grupo VIII, no exhibe la valencia más alta igual al número del grupo. Su valencia máxima llega a VI y es extremadamente rara.

Los compuestos más típicos son aquellos en los que los átomos de Fe se encuentran en los estados de oxidación +2 y +3.

Métodos para obtener hierro.

1. El hierro técnico (en una aleación con carbono y otras impurezas) se obtiene por reducción carbotermal de sus compuestos naturales según el siguiente esquema:

La recuperación se produce de forma gradual, en 3 etapas:

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

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

3) FeO + CO = Fe + CO 2

El hierro fundido resultante contiene más del 2% de carbono. Posteriormente, el acero se obtiene a partir de hierro fundido - aleaciones de hierro que contienen menos del 1,5% de carbono.

2. El hierro muy puro se obtiene de una de las siguientes formas:

a) descomposición de pentacarbonil Fe

Fe (CO) 5 = Fe + 5СО

b) reducción de FeO puro con hidrógeno

FeO + H 2 = Fe + H 2 O

c) electrólisis de soluciones acuosas de sales de Fe +2

FeC 2 O 4 = Fe + 2CO 2

oxalato de hierro (II)

Propiedades químicas

El Fe es un metal de actividad media que presenta propiedades generales características de los metales.

Una característica única es la capacidad de "oxidarse" en aire húmedo:

En ausencia de humedad con aire seco, el hierro comienza a reaccionar notablemente solo a T> 150 ° C; cuando se calcina, se forma "escamas de hierro" Fe 3 O 4:

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4

El hierro no se disuelve en agua en ausencia de oxígeno. A temperaturas muy altas, el Fe reacciona con el vapor de agua, desplazando el hidrógeno de las moléculas de agua:

3 Fe + 4H 2 O (g) = 4H 2

El proceso de oxidación es, por su mecanismo, corrosión electroquímica. El producto de óxido se presenta de forma simplificada. De hecho, se forma una capa suelta de una mezcla de óxidos e hidróxidos de composición variable. A diferencia de la película de Al 2 O 3, esta capa no protege al hierro de una mayor destrucción.

Tipos de corrosión

Protección de hierro contra la corrosión.

1. Interacción con halógenos y azufre a altas temperaturas.

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3

2Fe + 3F 2 = 2FeF 3

Fe + I 2 = FeI 2

Se forman compuestos en los que predomina el tipo de enlace iónico.

2. Interacción con fósforo, carbono, silicio (con N 2 y H 2 el hierro no los combina directamente, sino que los disuelve).

Fe + P = Fe x P y

Fe + C = Fe x C y

Fe + Si = Fe x Si y

Se forman sustancias de composición variable, ya que los polólidos (la naturaleza covalente del enlace predomina en los compuestos)

3. Interacción con ácidos "no oxidantes" (HCl, dilución de H 2 SO 4)

Fe 0 + 2H + → Fe 2+ + H 2

Dado que el Fe se encuentra en la línea de actividad a la izquierda del hidrógeno (E ° Fe / Fe 2+ = -0,44 V), puede desplazar al H 2 de los ácidos ordinarios.

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2

Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2

4. Interacción con ácidos "oxidantes" (HNO 3, H 2 SO 4 conc.)

Fe 0 - 3e - → Fe 3+

El HNO 3 y el H 2 SO 4 concentrados "pasivan" el hierro, por lo que a temperaturas normales el metal no se disuelve en ellos. Con un calentamiento fuerte, se produce una disolución lenta (sin la liberación de H2).

En roto. El hierro HNO 3 se disuelve, se disuelve en forma de cationes Fe 3+ y el anión ácido se reduce a NO *:

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

Se disuelve muy bien en una mezcla de HCl y HNO 3

5. Relación con los álcalis

El Fe no se disuelve en soluciones acuosas de álcalis. Reacciona con álcalis fundidos solo a temperaturas muy altas.

6. Interacción con sales de metales menos activos.

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

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

7. Interacción con monóxido de carbono gaseoso (t = 200 ° C, P)

Fe (polvo) + 5CO (g) = Fe 0 (CO) 5 hierro pentacarbonilo

Compuestos de Fe (III)

Fe 2 O 3 - óxido de hierro (III).

Polvo marrón rojizo, n. R. en H 2 O. En la naturaleza - "mineral de hierro rojo".

Métodos de obtención:

1) descomposición del hidróxido de hierro (III)

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

2) disparo de pirita

4FeS 2 + 11O 2 = 8SO 2 + 2Fe 2 O 3

3) descomposición de nitrato

Propiedades químicas

Fe 2 O 3 es un óxido básico con signos de anfotericidad.

I. Las principales propiedades se manifiestan en la capacidad de reaccionar con ácidos:

Fe 2 О 3 + 6Н + = 2Fe 3+ + ÇН 2 О

Fe 2 О 3 + 6HCI = 2FeCI 3 + 3H 2 O

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

II. Propiedades débilmente ácidas. En soluciones acuosas de álcalis, el Fe 2 O 3 no se disuelve, pero cuando se fusiona con óxidos sólidos, álcalis y carbonatos, se forman ferritas:

Fe 2 O 3 + CaO = Ca (FeO 2) 2

Fe 2 О 3 + 2NaOH = 2NaFeО 2 + H 2 O

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

III. Fe 2 O 3 - materia prima para la producción de hierro en metalurgia:

Fe 2 О 3 + ЗС = 2Fe + ЗСО o Fe 2 О 3 + ЗСО = 2Fe + ЗСО 2

Fe (OH) 3 - hidróxido de hierro (III)

Métodos de obtención:

Obtenido por la acción de los álcalis sobre las sales solubles de Fe 3+:

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

En el momento de recibir Fe (OH) 3, un sedimento amorfo mucoso de color marrón rojizo.

El hidróxido de Fe (III) también se forma durante la oxidación de Fe y Fe (OH) 2 en aire húmedo:

4Fe + 6H 2 O + 3O 2 = 4Fe (OH) 3

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

El hidróxido de Fe (III) es el producto final de la hidrólisis de las sales de Fe 3+.

Propiedades químicas

Fe (OH) 3 es una base muy débil (mucho más débil que Fe (OH) 2). Muestra notables propiedades ácidas. Así, el Fe (OH) 3 tiene un carácter anfótero:

1) las reacciones con ácidos son fáciles:

2) Fe (OH) 3 precipitado fresco se disuelve en conc. Caliente. soluciones de KOH o NaOH con la formación de complejos de hidroxo:

Fe (OH) 3 + 3KON = K 3

En una solución alcalina, el Fe (OH) 3 se puede oxidar a ferratos (sales del ácido férrico H 2 FeO 4 que no se liberan en estado libre):

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

Sales de Fe 3+

Los más importantes en la práctica son: Fe 2 (SO 4) 3, FeCl 3, Fe (NO 3) 3, Fe (SCN) 3, K 3 4 - sal de sangre amarilla = Fe 4 3 Azul de Prusia (precipitado azul oscuro)

b) Fe 3+ + 3SCN - = Fe (SCN) 3 tiocianato Fe (III) (solución rojo sangre)

DEFINICIÓN

Planchar- un elemento del octavo grupo del cuarto período de la tabla periódica de elementos químicos de D.I.Mendeleev.

Y el número lánguido es 26. El símbolo es Fe (latín "ferrum"). Uno de los metales más extendidos en la corteza terrestre (solo superado por el aluminio).

Propiedades físicas del hierro

El hierro es un metal gris. En su forma pura, es bastante suave, maleable y dúctil. Configuración electrónica del nivel de energía externa - 3d 6 4s 2. En sus compuestos, el hierro exhibe estados de oxidación "+2" y "+3". El punto de fusión del hierro es 1539C. El hierro forma dos modificaciones cristalinas: hierro α y γ. El primero de ellos tiene una celosía cúbica centrada en el cuerpo, el segundo, una celosía cúbica centrada en la cara. El hierro α es termodinámicamente estable en dos rangos de temperatura: por debajo de 912 ° C y desde 1394 ° C hasta el punto de fusión. Entre 912 y 1394C el γ-hierro es estable.

Las propiedades mecánicas del hierro dependen de su pureza: el contenido de cantidades incluso muy pequeñas de otros elementos en él. El hierro sólido tiene la capacidad de disolver muchos elementos en sí mismo.

Propiedades químicas del hierro

El hierro se oxida rápidamente en aire húmedo; cubierto con una flor marrón de óxido de hierro hidratado que, debido a su soltura, no protege al hierro de una mayor oxidación. El hierro se corroe intensamente en el agua; con abundante acceso de oxígeno, se forman formas hidratadas de óxido de hierro (III):

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

Con falta de oxígeno o con difícil acceso, se forma un óxido mixto (II, III) Fe 3 O 4:

3Fe + 4H 2 O (v) ↔ Fe 3 O 4 + 4H 2.

El hierro se disuelve en ácido clorhídrico de cualquier concentración:

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2.

La disolución en ácido sulfúrico diluido ocurre de manera similar:

Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2.

En soluciones concentradas de ácido sulfúrico, el hierro se oxida a hierro (III):

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

Sin embargo, en el ácido sulfúrico, cuya concentración es cercana al 100%, el hierro se vuelve pasivo y prácticamente no se produce interacción. En soluciones diluidas y moderadamente concentradas de ácido nítrico, el hierro se disuelve:

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

A altas concentraciones de ácido nítrico, la disolución se ralentiza y el hierro se vuelve pasivo.

Como otros metales, el hierro reacciona con sustancias simples. El hierro interactúa con los halógenos (independientemente del tipo de halógeno) cuando se calienta. La interacción del hierro con el bromo se produce a un aumento de la presión de vapor de este último:

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3;

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

La interacción del hierro con azufre (polvo), nitrógeno y fósforo también ocurre cuando se calienta:

6Fe + N2 = 2Fe3 N;

2Fe + P = Fe 2 P;

3Fe + P = Fe 3 P.

El hierro es capaz de reaccionar con no metales como el carbono y el silicio:

3Fe + C = Fe 3 C;

Entre las reacciones de la interacción del hierro con sustancias complejas, las siguientes reacciones juegan un papel especial: el hierro puede reducir los metales en el orden de actividad a la derecha de las soluciones salinas (1), para reducir los compuestos de hierro (III). (2):

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu (1);

Fe + 2FeCl3 = 3FeCl2 (2).

El hierro, a presión elevada, reacciona con un óxido no salino - CO con la formación de sustancias de composición compleja - carbonilos - Fe (CO) 5, Fe 2 (CO) 9 y Fe 3 (CO) 12.

El hierro, en ausencia de impurezas, es estable en agua y en soluciones diluidas de álcalis.

Conseguir hierro

El método principal para producir hierro es a partir del mineral de hierro (hematita, magnetita) o electrólisis de soluciones de sus sales (en este caso, se obtiene hierro "puro", es decir, hierro sin impurezas).

Ejemplos de resolución de problemas

EJEMPLO 1

Ejercicio

La escala de hierro Fe 3 O 4 que pesa 10 g se trató primero con 150 ml de una solución de ácido clorhídrico (densidad 1,1 g / ml) con una fracción másica de cloruro de hidrógeno al 20%, y luego se añadió un exceso de hierro a la solución resultante. . Determine la composición de la solución (en% en peso).

Solución

Escribamos las ecuaciones de reacción según la condición del problema: 8HCl + Fe 3 O 4 = FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4H 2 O (1); 2FeCl3 + Fe = 3FeCl2 (2). Conociendo la densidad y el volumen de la solución de ácido clorhídrico, puede encontrar su masa: m sol (HCl) = V (HCl) x ρ (HCl); m sol (HCl) = 150 × 1,1 = 165 g. Calculemos la masa de cloruro de hidrógeno: m (HCl) = m sol (HCl) x $ $ (HCl) / 100%; m (HCl) = 165 x 20% / 100% = 33 g. La masa molar (masa de un mol) de ácido clorhídrico, calculada utilizando la tabla de elementos químicos de D.I. Mendeleev - 36,5 g / mol. Encontremos la cantidad de sustancia de cloruro de hidrógeno: v (HCl) = m (HCl) / M (HCl); v (HCl) = 33 / 36,5 = 0,904 mol. La masa molar (masa de un mol) de la escala, calculada utilizando la tabla de elementos químicos de D.I. Mendeleev - 232 g / mol. Encontremos la cantidad de sustancia de escala: v (Fe 3 O 4) = 10/232 = 0,043 mol. Según la ecuación 1, v (HCl): v (Fe 3 O 4) = 1: 8, por lo tanto, v (HCl) = 8 v (Fe 3 O 4) = 0.344 mol. Entonces, la cantidad de sustancia clorada calculada por la ecuación (0.344 mol) será menor que la indicada en la condición del problema (0.904 mol). Por lo tanto, el ácido clorhídrico está en exceso y ocurrirá otra reacción: Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 (3). Determinemos la cantidad de la sustancia de cloruros de hierro formada como resultado de la primera reacción (denotamos una reacción específica con índices): v 1 (FeCl 2): ​​v (Fe 2 O 3) = 1: 1 = 0,043 mol; v 1 (FeCl 3): v (Fe 2 O 3) = 2: 1; v 1 (FeCl 3) = 2 × v (Fe 2 O 3) = 0.086 mol. Determinemos la cantidad de cloruro de hidrógeno que no reaccionó en la reacción 1 y la cantidad de sustancia de cloruro de hierro (II) formada durante la reacción 3: v rem (HCl) = v (HCl) - v 1 (HCl) = 0,904 - 0,344 = 0,56 mol; v 3 (FeCl 2): ​​v rem (HCl) = 1: 2; v 3 (FeCl 2) = 1/2 × v rem (HCl) = 0,28 mol. Determinemos la cantidad de la sustancia FeCl 2 formada durante la reacción 2, la cantidad total de la sustancia FeCl 2 y su masa: v 2 (FeCl 3) = v 1 (FeCl 3) = 0,086 mol; v 2 (FeCl 2): ​​v 2 (FeCl 3) = 3: 2; v 2 (FeCl 2) = 3/2 x v 2 (FeCl 3) = 0,129 mol; v suma (FeCl 2) = v 1 (FeCl 2) + v 2 (FeCl 2) + v 3 (FeCl 2) = 0,043 + 0,129 + 0,28 = 0,452 mol; m (FeCl 2) = v suma (FeCl 2) × M (FeCl 2) = 0,452 × 127 = 57,404 g. Determinemos la cantidad de sustancia y la masa de hierro que ha entrado en las reacciones 2 y 3: v 2 (Fe): v 2 (FeCl 3) = 1: 2; v 2 (Fe) = 1/2 x v 2 (FeCl 3) = 0,043 mol; v 3 (Fe): v rem (HCl) = 1: 2; v 3 (Fe) = 1/2 x v rem (HCl) = 0,28 mol; v suma (Fe) = v 2 (Fe) + v 3 (Fe) = 0,043 + 0,28 = 0,323 mol; m (Fe) = v suma (Fe) × M (Fe) = 0.323 × 56 = 18.088 g. Calculemos la cantidad de sustancia y la masa de hidrógeno liberada en la reacción 3: v (H2) = 1/2 x v rem (HCl) = 0,28 mol; m (H 2) = v (H 2) × M (H 2) = 0.28 × 2 = 0.56 g. Determine la masa de la solución resultante m 'sol y la fracción másica de FeCl 2 en ella: m 'sol = m sol (HCl) + m (Fe 3 O 4) + m (Fe) - m (H 2);

Clase: 9

Objetivos de la lección:

Educativo: familiarizar a los estudiantes con los compuestos de hierro naturales, considerar los compuestos de hierro más importantes (+2) y (+3), sus propiedades, familiarizarse con las reacciones cualitativas a los iones de hierro (+2) y (+3), mostrar el importancia económica de los compuestos de hierro;

Desarrollando: desarrollo del habla, memoria, pensamiento lógico, habilidades de actividad conjunta; desarrollo y consolidación de habilidades y habilidades para trabajar con equipos de laboratorio;

Educativo: la formación de una cosmovisión, habilidades de cooperación, la continuidad del conocimiento, la implementación de conexiones interdisciplinarias, la educación de la alfabetización ambiental, una actitud razonable hacia la naturaleza (diapositiva 2).

Equipos y reactivos:

muestras de compuestos de hierro natural (mineral de hierro magnético, mineral de hierro rojo, mineral de hierro marrón, pirita de hierro); soluciones de cloruro de hierro (II) y (III), soluciones de sal de sangre roja y sal de sangre amarilla, solución de tiocianato de potasio, solución alcalina; sales: sulfato ferroso, cloruro de hierro (III), sulfato de hierro (III), platos químicos necesarios.

Tipo de lección: combinada.

Durante las clases

I. Momento organizacional.

II. Actualización de conocimientos.

Opción 1

1) Fe + H 2 SO 4p-p =

3) Fe + AgNO 3 =

opcion 2

Completa las ecuaciones de reacción. Considere la ecuación n. ° 2 desde el punto de vista del OVR.

Opción 3

Completa las ecuaciones de reacción. Considere la ecuación n. ° 2 desde el punto de vista del OVR.

3) Fe + Cu (NO 3) 2 =

III. Aprendiendo material nuevo.

Encontrar hierro en la naturaleza

El hierro (5%) es el segundo metal más común en la corteza terrestre y, en la naturaleza, ocupa el cuarto lugar. Se presenta de forma natural en forma de óxidos y sulfuros:

Fe 3 O 4 - mineral de hierro magnético (magnetita);

Fe 2 O 3 - mineral de hierro rojo (hematita);

(El médico y alquimista Theophastus Paracelso viajó mucho y en 1530 desde Rusia trajo a su laboratorio en Basilea un trozo de mineral rojo cereza - "piedra de sangre". El mineral realmente dejó una marca "sangrienta" - una línea roja en pergamino o blanco El ayudante de Paracelso, un monje ignorante, decidió que el mineral de Rusia era la sangre congelada del diablo.Preparando las partes constituyentes de las medicinas calcinando las sales obtenidas del "mineral ruso", el monje recibió cada vez un polvo rojo. Cristales lilas de sulfato y nitrato de hierro (III), cloruro de hierro amarillo (III) o carbonato de hierro casi blanco (II); todos ellos, cuando se calientan en una corriente de aire, se convierten en "manchas de sangre". Dejando su trabajo, el monje Comenzó a decir por todas partes que Paracelso estaba relacionado con el diablo. Las amenazas llovieron contra el famoso médico, y por la noche tuvo que salir en secreto de Basilea. Por la mañana una multitud de habitantes destruyó e incendió su casa).

“Krovavik” es una hematita mineral Fe 2 O 3. Las sales de hierro se descomponen al encenderse con la liberación de este óxido rojo.)

2Fe 2 O 3 * 3H 2 O - mineral de hierro marrón (limonita);

FeS 2 - pirita de hierro (pirita).

Además del hierro, estos minerales contienen otros elementos. El hierro natural químicamente puro es solo de origen meteorito (el meteorito más grande se encontró en 1920 en el suroeste de África, con un peso de 60 toneladas, “Goba”) (demostración de una colección de minerales) (Diapositiva 3).

El hierro forma varias series de compuestos, para saber cuáles debemos recordar con usted, cuál es la característica estructural del átomo de hierro y qué estados de oxidación son característicos del hierro.

Fe +26 2e, 8e, 14e, 2e

(Fe es un elemento del séptimo grupo de un subgrupo secundario, 4 períodos (grande). No es el último, sino el penúltimo, el tercero desde el nivel de energía del núcleo que se llena, donde el número máximo de electrones es 18, hierro tiene 14 electrones. El hierro es un reductor, como otros metales, sin embargo, a diferencia de los metales estudiados anteriormente, los átomos de hierro no solo donan electrones del último nivel durante la oxidación, adquiriendo un estado de oxidación de +2, sino que son capaces de donar 1 electrón de el penúltimo nivel de energía, asumiendo un estado de oxidación de +3. oxidación +2 y +3).

Exhibir estados de oxidación +2 y +3 hierro forma 2 series de compuestos.

Compuestos de hierro (+2).

Compuestos de hierro (+2): FeO (óxido de hierro (II) y Fe (OH) 2 (hidróxido de hierro (II). Tienen un carácter básico pronunciado. Se obtienen indirectamente. Considérese la serie genética del Fe +2):

Compuestos de hierro (+3).

Compuestos de hierro (+3): Fe 2 O 3 (óxido de hierro (III)) y Fe (OH) 3 (hidróxido de hierro (III)). Tienen propiedades anfóteras poco expresadas. Consígalos indirectamente. Considere la línea genética de Fe +3:

Los cationes de hierro (+2) se oxidan fácilmente por el oxígeno atmosférico u otros agentes oxidantes a cationes de hierro (+3). Por lo tanto, el precipitado blanco Fe (OH) 2 (hidróxido de hierro (II) en el aire primero adquiere un color verde y luego se vuelve marrón, convirtiéndose en Fe (OH) 3 (hidróxido de hierro (III) (experimento de demostración

)

Sales de hierro (+2) y (+3).

El hierro forma 2 filas de sales Fe +2 y Fe +3. Para reconocer los compuestos de hierro (+2) y (+3), se llevan a cabo reacciones cualitativas para estos iones (las reacciones cualitativas son reacciones mediante las cuales se reconocen varias sustancias, van acompañadas de un efecto externo brillante).

Reacciones cualitativas para Fe +2.

El reactivo es sal de sangre roja.

Reacciones cualitativas para Fe +3.

El reactivo es sal de sangre amarilla.

Asimismo, para detectar iones de hierro (III) se utiliza la interacción de las sales de hierro (III) con tiocianato de potasio o amonio, por lo que la solución adquiere un color rojo intenso.

Precauciones de seguridad: es necesario tomar sustancias en las cantidades indicadas por el profesor; si estos productos químicos entran en contacto con la piel o la ropa, lávelos con agua en exceso; Si le entra algo en los ojos, enjuáguelos con agua durante 10-15 minutos.

(ver el disco; demostración de muestras de sal; experimentos de los estudiantes) (Diapositiva 4, 5).

El uso de compuestos de hierro.

El hierro realiza las funciones de los órganos hematopoyéticos, es parte de la hemoglobina y de otras proteínas complejas de organismos animales. En forma de hierro fundido y acero, el hierro se utiliza ampliamente en la economía nacional. De las sales de hierro, los sulfatos y cloruros son los de mayor importancia técnica.

FeSO 4 * 7H 2 O - el sulfato ferroso se usa para combatir plagas de plantas, para la preparación de pinturas minerales, etc .;

FeCl 3 - utilizado como mordiente para teñir tejidos y como catalizador en síntesis orgánica;

Fe 2 (SO 4) 3 * 9H 2 O - utilizado para la purificación de agua, en forma de alumbre en medicina.

(ver un disco; demostración de muestras de sal)

En la lección, examinamos los compuestos de hierro (+2) y (+3). Nos familiarizamos con el hallazgo de hierro en la naturaleza: minerales magnetita, hematita, limonita, pirita. Compuestos de hierro (+2) estudiados (FeO (óxido de hierro (II) y Fe (OH) 2 (hidróxido de hierro (II) y sus propiedades; compuestos de hierro (+3) (Fe 2 O 3 (óxido de hierro (III) y Fe (OH) 3 (hidróxido de hierro (III), sus propiedades. Se consideró la facilidad de oxidación de Fe +2 a Fe +3 con oxígeno atmosférico. Aprendimos que el hierro forma 2 series de compuestos:

Fe +2: se utiliza sal de sangre roja como reactivo, se forma un precipitado azul oscuro (azul turnbooleano);

Fe +3: el reactivo es

1) sal de sangre amarilla, se forma una coloración azul oscuro (azul de Prusia);

2) tiocianato de potasio o amonio, se forma un color rojo intenso.

Consideró el uso de compuestos de hierro: en metalurgia, medicina, en purificación de agua, en teñido de tejidos, para el control de plagas y en otros sectores de la economía nacional.

V. Fondeo.

Tarea. ¿Qué masa de hierro se puede obtener mediante la acción de un exceso de óxido de carbono (II) sobre 96 g de óxido de hierro (III), si el rendimiento de la reacción es el 80% del teóricamente posible? (Diapositiva 6)

Vi. Reflexión.

Completa las frases o da respuesta a la pregunta planteada.

Lo que más me gustó de todo ...

Hoy me enteré ...

Fue dificil ...

Fue interesante ...

Ahora puedo…

Lo intenté…

Tarea: libro de texto O. Gabrielyan p.14 (págs. 65-67); ex. 5.6 por escrito (Diapositiva 7).