Что такое окисление металла простой ответ


Коррозия металлов. Виды коррозии металлов

Материалы из металлов под химическим или электрохимическим воздействием окружающей среды подвергаются разрушению, которое называется коррозией. Коррозия металлов вызывается окислительно-восстановительными реакциями, в результате которых металлы переходят в окисленную форму и теряют свои свойства, что приводит в негодность металлические материалы.

Можно выделить 3 признака, характеризующих коррозию:

  • Коррозия – это с химической точки зрения процесс окислительно-восстановительный.
  • Коррозия – это самопроизвольный процесс, возникающий по причине неустойчивости термодинамической системы металл – компоненты окружающей среды.
  • Коррозия – это процесс, который развивается в основном на поверхности металла. Однако, не исключено, что коррозия может проникнуть и вглубь металла.

Виды коррозии металлов

Наиболее часто встречаются следующие виды коррозии металлов:

  1. Равномерная – охватывает всю поверхность равномерно
  2. Неравномерная
  3. Избирательная
  4. Местная пятнами – корродируют отдельные участки поверхности
  5. Язвенная (или питтинг)
  6. Точечная
  7. Межкристаллитная – распространяется вдоль границ кристалла металла
  8. Растрескивающая
  9. Подповерхностная

 

Основные виды коррозии

 

С точки зрения механизма коррозионного процесса можно выделить  два основных типа коррозии: химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия металлов

Химическая коррозия металлов  — это результат протекания таких химических реакций, в которых после разрушения металлической связи, атомы металла и атомы, входящие в состав окислителей, образуют химическую связь. Электрический ток между отдельными участками поверхности металла в этом случае не возникает. Такой тип коррозии присущ средам, которые не способны проводить  электрический ток – это газы, жидкие неэлектролиты.

Химическая коррозия металлов бывает газовой и жидкостной.

 

Газовая коррозия металлов – это результат действия агрессивных газовых или паровых сред на металл при высоких температурах, при отсутствии конденсации влаги на поверхности металла. Это, например, кислород, диоксид серы, сероводород, пары воды, галогены. Такая коррозия в одних случаях может привести к полному разрушению металла (если металл активный), а в других случаях на его поверхности может образоваться защитная пленка (например, алюминий, хром, цирконий).

 

Жидкостная коррозия металлов– может протекать в таких неэлектролитах, как нефть, смазочные масла, керосин и др. Этот тип коррозии при наличии даже небольшого количества влаги, может легко приобрести электрохимический характер.

 

При химической коррозии скорость разрушения металла пропорциональна скорости химической реакции и той скорости с которой окислитель проникает сквозь пленку оксида металла, покрывающую его поверхность. Оксидные пленки металлов могут проявлять или не проявлять защитные свойства, что определяется сплошностью.

Сплошность такой пленки оценивают величине фактора Пиллинга—Бэдвордса: (α = Vок/VМе) по отношению объема образовавшегося оксида или другого какого-либо соединения к объему израсходованного на образование этого оксида металла

α = Vок/VМе = Мок·ρМе/(n·AMe·ρок),

где Vок — объем образовавшегося оксида

VМе — объем металла, израсходованный на образование оксида

Мок – молярная масса образовавшегося оксида

ρМе – плотность металла

n – число атомов металла

AMe — атомная масса металла

ρок — плотность образовавшегося оксида

 

Оксидные пленки, у которых α < 1, не являются сплошными и сквозь них  кислород легко проникает к поверхности металла. Такие пленки не защищают металл от коррозии. Они образуются при окислении кислородом щелочных и щелочно-земельных металлов (исключая бериллий).

Оксидные пленки, у которых  1 < α < 2,5 являются сплошными и способны защитить металл от коррозии.

При значениях α > 2,5 условие сплошности уже не соблюдается, вследствие чего такие пленки не защищают металл от разрушения.

 

Ниже представлены значения α для некоторых оксидов металлов

металлоксидαметаллоксидα
KK2O0,45ZnZnO1,55
NaNa2O0,55AgAg2O1,58
LiLi2O0,59ZrZrO21.60
CaCaO0,63NiNiO1,65
SrSrO0,66BeBeO1,67
BaBaO0,73CuCu2O1,67
MgMgO0,79CuCuO

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Железо окисляется, образуя ржавчину

Окисление - это любая химическая реакция, в которой происходит перемещение электронов. В частности, это означает, что вещество, которое отдает электроны, окисляется. Обычно это реакция между кислородом и таким веществом, как железо.

Когда железо вступает в реакцию с кислородом, оно образует химическое вещество, называемое ржавчиной, потому что оно окислилось (железо потеряло несколько электронов), а кислород был восстановлен (кислород получил некоторое количество электронов).

Формула коррозии: 4Fe + 3O 2 → 2F → Fe 2 O 3 .x H 2 O

Окисление противоположно восстановлению. Реакция восстановления всегда идет вместе с реакцией окисления. Окисление и восстановление вместе называются редокс (восстановление и окисление). Кислород не обязательно должен присутствовать в реакции, чтобы это была окислительно-восстановительная реакция.


Окисление - это потеря электронов.

Уменьшение - это прирост электронов.

С точки зрения переноса кислорода окисление можно определить как химический процесс, при котором вещество получает кислород или теряет электроны и водород.

Когда одним из реагентов является кислород, окисление - это увеличение количества кислорода. Снижение - это потеря кислорода. Например:

  • Fe 2 O 3 + 3CO → 2Fe + 3CO 2

Восстановление и окисление протекают одновременно, что является окислительно-восстановительной реакцией . [1] Потеря атомов водорода и увеличение количества атомов кислорода называется окислением.Увеличение количества атомов водорода и потеря атомов кислорода называется восстановлением. Окисление - это увеличение количества атомов кислорода, а восстановление - это увеличение количества атомов водорода.

.

Степени окисления (степени окисления)

 

Использование степеней окисления для определения того, что было окислено, а что восстановлено

Это наиболее распространенное использование степеней окисления.

Помните:

Окисление связано с увеличением степени окисления

Восстановление включает снижение степени окисления

В каждом из следующих примеров мы должны решить, включает ли реакция окислительно-восстановительный потенциал, и если да, то что было окислено, а что восстановлено.

Пример 1:

Это реакция между магнием и соляной кислотой или газообразным хлористым водородом:

Изменилась ли степень окисления чего-либо? Да, они есть - у вас есть два элемента, которые находятся в соединениях с одной стороны уравнения и как несоединенные элементы с другой. Чтобы быть уверенным, проверьте все степени окисления :.

Степень окисления магния увеличилась - он окислился. Степень окисления водорода упала - она ​​уменьшилась.Хлор находится в одной и той же степени окисления по обе стороны уравнения - он не был окислен или восстановлен.

Пример 2:

Реакция между гидроксидом натрия и соляной кислотой:

Проверка всех степеней окисления:

Ничего не изменилось. Это не окислительно-восстановительная реакция.

Пример 3:

Это подлый! Реакция между хлором и холодным разбавленным раствором гидроксида натрия:

Очевидно, что хлор изменил степень окисления, потому что он попал в соединения, начиная с исходного элемента.Проверка всех степеней окисления показывает:

Хлор только вещь, чтобы изменить степень окисления. Он был окислен или восстановлен? Да! Обе! Один атом был восстановлен, потому что его степень окисления упала. Другой был окислен.

Это хороший пример реакции диспропорционирования . Реакция диспропорционирования - это реакция, в которой одно вещество одновременно окисляется и восстанавливается.

 

Использование степеней окисления для определения окислителя и восстановителя

Это лишь незначительное дополнение к последнему разделу.Если вы знаете, что было окислено, а что восстановлено, вы можете легко определить, что такое окислитель и восстановитель.

Пример 1

Это реакция между ионами хрома (III) и металлическим цинком:

Степень окисления хрома изменилась с +3 до +2, и поэтому он был восстановлен. Цинк перешел от нулевой степени окисления в элементе до +2. Он окислился.

Так что же происходит с уменьшением? Это цинк - цинк отдает электроны ионам хрома (III).Итак, цинк - это восстановитель.

Точно так же вы можете определить, что окислителем должны быть ионы хрома (III), потому что они отбирают электроны у цинка.

Пример 2

Это уравнение реакции между ионами манганата (VII) и ионами железа (II) в кислых условиях. Это прорабатывается далее на странице.

Если взглянуть быстро, становится очевидно, что ионы железа (II) окислены до ионов железа (III).Каждый из них потерял электрон, а их степень окисления увеличилась с +2 до +3.

Водород все еще находится в степени окисления +1 до и после реакции, но ионы манганата (VII) явно изменились. Если определить степень окисления марганца, то она упала с +7 до +2 - снижение.

Итак, ионы железа (II) окислены, а ионы манганата (VII) восстановлены.

Что восстановило ионы манганата (VII) - очевидно, это ионы железа (II).Железо - единственное, что имеет измененную степень окисления. Итак, ионы железа (II) являются восстановителем.

Точно так же ионы манганата (VII) должны быть окислителем.

 

Использование степеней окисления для определения реакционных соотношений

Это иногда полезно, когда вам нужно разработать реакционные пропорции для использования в реакциях титрования, где у вас недостаточно информации, чтобы разработать полное ионное уравнение.

Помните, что каждый раз, когда степень окисления изменяется на одну единицу, переносится один электрон. Если степень окисления одного вещества в реакции падает на 2, это означает, что оно приобрело 2 электрона.

Что-то еще в реакции должно терять эти электроны. Любое снижение степени окисления одним веществом должно сопровождаться повышением такой же степени окисления другим веществом.

 

Этот пример основан на информации из старого вопроса AQA уровня A.

Ионы, содержащие церий в степени окисления +4, являются окислителями. (Они сложнее, чем просто Ce 4+ .) Они могут окислять ионы, содержащие молибден, от степени окисления +2 до +6 (от Mo 2+ до MoO 4 2- ). При этом церий восстанавливается до степени окисления +3 (Ce 3+ ). Какие пропорции реагирования?

Степень окисления молибдена увеличивается на 4. Это означает, что степень окисления церия должна снизиться на 4 для компенсации.

Но степень окисления церия в каждом из его ионов падает только с +4 до +3, то есть на 1. Таким образом, очевидно, что на каждый ион молибдена должно приходиться 4 иона церия.

Реакционные пропорции: 4 церийсодержащих иона на 1 ион молибдена.

 

Или возьмем более общий пример, включающий ионы железа (II) и ионы манганата (VII). . .

Раствор манганата калия (VII), KMnO 4 , подкисленный разбавленной серной кислотой, окисляет ионы железа (II) до ионов железа (III).При этом ионы манганата (VII) восстанавливаются до ионов марганца (II). Используйте степени окисления, чтобы составить уравнение реакции.

Степень окисления марганца в ионе манганата (VII) +7. Название говорит вам об этом, но попробуйте еще раз для практики!

При переходе к ионам марганца (II) степень окисления марганца снизилась на 5. Каждый ион железа (II), который вступает в реакцию, увеличивает степень окисления на 1. Это означает, что должно быть пять ионов железа (II), реагирующих на каждый ион манганата (VII).

Следовательно, левая часть уравнения будет иметь вид: MnO 4 - + 5Fe 2+ +?

Правая часть будет: Mn 2+ + 5Fe 3+ +?

После этого вам придется гадать, как уравновесить оставшиеся атомы и заряды. В этом случае, например, весьма вероятно, что кислород попадет в воду. Это означает, что вам откуда-то нужен водород.

Это не проблема, потому что реакция протекает в растворе кислоты, поэтому водород вполне может происходить из ионов водорода.

В конечном итоге вы получите это:

Лично я предпочел бы выводить эти уравнения из электронных полууравнений!

.

Тенденции состояния окисления в группе 4

ТЕНДЕНЦИИ СОСТОЯНИЯ ОКИСЛЕНИЯ В ГРУППЕ 4

 

На этой странице исследуются степени окисления (степени окисления) элементов 4-й группы - углерод (C), кремний (Si), германий (Ge), олово (Sn) и свинец (Pb). Он обращает внимание на возрастающую тенденцию элементов образовывать соединения со степенью окисления +2, особенно в отношении олова и свинца.


Примечание: Если вас не устраивают процессы окисления и восстановления (включая использование степеней окисления), обязательно перейдите по этой ссылке, прежде чем идти дальше.

Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы быстро вернуться на эту страницу.



Некоторые примеры тенденций в степенях окисления

Общая тенденция

Типичная степень окисления, показанная элементами в группе 4, составляет +4, обнаруживается в таких соединениях, как CCl 4 , SiCl 4 и SnO 2 .


Предупреждение: Не попадайтесь в ловушку, цитируя CH 4 в качестве примера углерода с типичной степенью окисления +4.Поскольку углерод более электроотрицателен, чем водород, его степень окисления в данном случае составляет -4!


Однако по мере того, как вы спускаетесь по Группе, появляется все больше и больше примеров, где степень окисления +2, таких как SnCl 2 , PbO и Pb 2+ .

В случае олова состояние +4 все еще более стабильно, чем состояние +2, но к тому времени, когда вы становитесь лидером, состояние +2 становится более стабильным и доминирует в химии свинца.

 

Пример из химии углерода

Единственный распространенный пример степени окисления +2 в химии углерода встречается в монооксиде углерода, CO.Окись углерода является сильным восстановителем, потому что она легко окисляется до двуокиси углерода, где степень окисления более термодинамически стабильна +4.

Например, окись углерода восстанавливает многие оксиды горячего металла до металла - реакция, которая используется, например, при извлечении железа в доменной печи.

 

Примеры из химии олова

К тому времени, как вы перейдете в группу до олова, состояние +2 становится все более распространенным, и существует хороший диапазон соединений олова (II) и олова (IV).Однако олово (IV) по-прежнему является более стабильной степенью окисления олова.

Это означает, что превратить соединения олова (II) в соединения олова (IV) будет довольно просто. Лучше всего это проявляется в том факте, что ионы Sn 2+ в растворе являются хорошими восстановителями.

Например, раствор, содержащий ионы олова (II) (например, раствор хлорида олова (II)), восстанавливает раствор йода до иодид-ионов. При этом ионы олова (II) окисляются до ионов олова (IV).


Примечание: Для простоты я пишу это уравнение (и несколько следующих) так, как если бы продукт содержал простые ионы олова (IV).На самом деле простых ионов олова (IV) в растворе не существует. В этих примерах они обычно будут частью гораздо более крупного комплексного иона. Не беспокойтесь об этом на этом уровне.


Ионы олова (II) также восстанавливают ионы железа (III) до ионов железа (II). Например, раствор хлорида олова (II) восстанавливает раствор хлорида железа (III) до раствора хлорида железа (II). При этом ионы олова (II) окисляются до более стабильных ионов олова (IV).

 

Ионы олова (II) также, конечно, легко окисляются мощными окислителями, такими как подкисленный раствор манганата (VII) калия (раствор перманганата калия).Эту реакцию можно использовать как титрование для определения концентрации ионов олова (II) в растворе.


Примечание: Если вас не устраивают расчеты титрования (в том числе с использованием манганата калия (VII)), возможно, вас заинтересует моя книга расчетов по химии.


И в качестве последнего примера. . .

В органической химии олово и концентрированная соляная кислота традиционно используются для восстановления нитробензола до фениламина (анилина).В этой реакции олово сначала окисляется до ионов олова (II), а затем до предпочтительных ионов олова (IV).


Примечание: Эта реакция подробно описана в разделе органической химии сайта на странице, посвященной получению фениламина.

Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы вернуться на эту страницу, если вы решите перейти по этой ссылке.



Примеры из химии свинца

Со свинцом ситуация обратная.На этот раз степень окисления свинца (II) более стабильна, и существует сильная тенденция для соединений свинца (IV) реагировать с образованием соединений свинца (II).

Хлорид свинца (IV), например, разлагается при комнатной температуре с образованием хлорида свинца (II) и газообразного хлора:

. . . и оксид свинца (IV) разлагается при нагревании с образованием оксида свинца (II) и кислорода.

Оксид свинца (IV) также реагирует с концентрированной соляной кислотой, окисляя некоторые хлорид-ионы в кислоте до газообразного хлора.Опять же, отрыв снижается с +4 до более стабильного состояния +2.

 

Попытка объяснить тенденции в степенях окисления

Нет ничего удивительного в нормальной степени окисления группы +4.

Все элементы в группе имеют внешнюю электронную структуру ns 2 np x 1 np y 1 , где n изменяется от 2 (для углерода) до 6 (для свинца). В степени окисления +4 все эти внешние электроны непосредственно участвуют в связывании.

По мере того, как вы приближаетесь к нижней части группы, наблюдается возрастающая тенденция к тому, чтобы пара s 2 не использовалась в склеивании. Это часто известно как эффект инертной пары - и является доминирующим в химии свинца.

Однако простое название «эффект инертной пары» ничего не объясняет. Вам нужно посмотреть на два разных объяснения в зависимости от того, говорите ли вы об образовании ионных или ковалентных связей.


Примечание: Весьма вероятно, что то, что следует ниже, намного превышает то, что вам нужно для целей UK A level (или его эквивалента) - , и предназначено в основном для интереса. Чтобы быть уверенным, обратитесь к своей программе и, что более важно, к прошлым экзаменационным работам и схемам оценок. Если вы готовитесь к экзамену в Великобритании и еще не сдали его, перейдите по этой ссылке на страницу учебных программ, чтобы узнать, как их получить.


Эффект инертной пары при образовании ионных связей

Если элементы в группе 4 образуют ионы 2+, они теряют p-электроны, оставляя пару s 2 неиспользованной.Например, чтобы сформировать ион свинца (II), свинец потеряет два 6p-электрона, но 6s-электроны останутся неизменными - «инертная пара».

Обычно можно ожидать, что энергия ионизации будет падать по мере того, как вы спускаетесь по группе, когда электроны удаляются от ядра. В группе 4 этого не происходит.

На этой первой диаграмме показано, как общая энергия ионизации, необходимая для образования ионов 2+, изменяется по мере продвижения вниз по группе. Все значения указаны в кДж / моль -1 .

Обратите внимание на небольшое увеличение между оловом и свинцом.

Это означает, что удалить p-электроны из свинца немного сложнее, чем из олова.

Однако, если вы посмотрите на картину потери всех четырех электронов, расхождение между оловом и свинцом будет гораздо более заметным. Относительно большое увеличение между оловом и свинцом должно быть связано с тем, что пару 6s 2 значительно труднее удалить из свинца, чем соответствующую пару 5s 2 из олова.

Опять же, все значения указаны в кДж / моль -1 , и две диаграммы имеют примерно одинаковый масштаб.

Причины всего этого лежат в теории относительности. С более тяжелыми элементами, такими как свинец, происходит так называемое релятивистское сжатие электронов, которое имеет тенденцию притягивать электроны к ядру ближе, чем вы могли бы ожидать. Поскольку они расположены ближе к ядру, их труднее удалить. Чем тяжелее элемент, тем сильнее этот эффект.

Это влияет на s-электроны гораздо больше, чем на p-электроны.

В случае свинца релятивистское сжатие делает удаление 6s-электронов энергетически более трудным, чем вы могли ожидать.Термины, выделяющие энергию при образовании ионов (например, энтальпия решетки или энтальпия гидратации), очевидно, недостаточны для компенсации этой дополнительной энергии. Это означает, что образование ионов 4+ в свинце не имеет энергетического смысла.


Примечание: Если вы хотите узнать больше о релятивистском сжатии, попробуйте поискать в Google электронов релятивистского сжатия - но ожидайте, что вам придется заняться тяжелым чтением!


Эффект инертной пары в образовании ковалентных связей

Вы должны подумать, почему углерод обычно образует четыре ковалентные связи, а не две.

Внешняя электронная структура углерода в обозначении электронов в ящиках выглядит следующим образом:

Есть только два неспаренных электрона. Однако, прежде чем углерод образует связи, он обычно продвигает один из s-электронов на пустую p-орбиталь.

Остается 4 неспаренных электрона, которые (после гибридизации) могут образовывать 4 ковалентные связи.

Стоит предоставить энергию для продвижения s-электрона, потому что тогда углерод может образовывать в два раза больше ковалентных связей.Каждая образующаяся ковалентная связь высвобождает энергию, и этого более чем достаточно для обеспечения энергией, необходимой для продвижения по службе.

Одно из возможных объяснений нежелания свинца делать то же самое заключается в падении энергии облигаций по мере того, как вы спускаетесь по Группе. Энергия связи имеет тенденцию падать по мере того, как атомы становятся больше, а связующая пара находится дальше от двух ядер и лучше экранируется от них.

Например, энергии, высвобождаемой при образовании двух дополнительных связей Pb-X (где X представляет собой H или Cl или что-то еще), может больше не хватить для компенсации дополнительной энергии, необходимой для продвижения электрона 6s на пустую орбиталь 6p.

Конечно, это было бы еще хуже, если бы энергетический зазор между 6s и 6p-орбиталями был увеличен за счет релятивистского сжатия 6s-орбиталей.

 
 

Куда бы вы сейчас хотели пойти?

В меню группы 4. . .

В меню «Неорганическая химия». . .

В главное меню. . .

 

© Джим Кларк 2004 (изменено в марте 2015 г.)

.

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Эта статья о железе и металле. Для инструмента, называемого утюгом, см. Глажение.

Железо - это химический элемент и металл. Это самый распространенный химический элемент на Земле (по массе) и наиболее широко используемый металл. Он составляет большую часть ядра Земли и является четвертым по распространенности элементом земной коры.

Металл используется очень часто, потому что он прочный и дешевый.Железо - основной ингредиент, используемый для производства стали. Необработанное железо магнитно (притягивается к магнитам), а составной магнетит - постоянно магнитный.

В некоторых регионах железо использовалось около 1200 г. до н. Э. Это событие считается переходом от бронзового века к железному веку.

Физические свойства [изменить | изменить источник]

Железо - серый серебристый металл. Он магнитный, хотя разные аллотропы железа обладают разными магнитными свойствами. Железо легко найти, добыть и выплавить, поэтому оно так полезно.Чистое железо мягкое и очень пластичное.

Химические свойства [изменить | изменить источник]

Железо реактивно. Он реагирует с большинством кислот, например с серной кислотой. При реакции с серной кислотой образует сульфат железа. Эта реакция с серной кислотой используется для очистки металла.

Железо реагирует с воздухом и водой с образованием ржавчины. Когда ржавчина отслаивается, обнажается больше железа, позволяя ржаветь большему количеству железа. В конце концов, вся железка заржавела. Другие металлы, такие как алюминий, не ржавеют.Железо можно легировать хромом, чтобы получить нержавеющую сталь, которая в большинстве случаев не ржавеет.

Порошок железа может реагировать с серой с образованием сульфида железа (II), твердого твердого вещества черного цвета. Железо также реагирует с галогенами с образованием галогенидов железа (III), таких как хлорид железа (III). Железо реагирует с галогеноводородными кислотами с образованием галогенидов железа (II), таких как хлорид железа (II).

Химические соединения [изменить | изменить источник]

Железо образует химические соединения с другими элементами. Обычно другой элемент окисляет железо.Иногда берутся два электрона, а иногда три. Соединения, в которых у железа есть два электрона, называются соединениями железа. Соединения, в которых у железа есть три электрона, называются соединениями трехвалентного железа. Соединения двухвалентного железа содержат железо в степени окисления +2. В соединениях трехвалентного железа железо находится в степени окисления +3. Соединения железа могут быть черными, коричневыми, желтыми, зелеными или пурпурными.

Соединения железа являются слабыми восстановителями. Многие из них зеленые или синие. Наиболее распространенное соединение двухвалентного железа - это сульфат железа.

Соединения железа являются окислителями. Многие из них коричневые. Наиболее распространенное соединение железа - оксид железа, тоже самое, что ржавчина. Одна из причин, по которой железо ржавеет, заключается в том, что оксид железа является окислителем. Он окисляет железо, ржавея даже под покраской. Поэтому при небольшой царапине на краске все это может заржаветь.

Соединения железа (II) [изменить | изменить источник]

Соединения в степени окисления +2 являются слабыми восстановителями. Обычно они светлые.Они реагируют с кислородом воздуха. Они также известны как соединения железа.

  • Сульфид железа (II), блестящее химическое вещество, которое реагирует с кислотами с выделением сероводорода, обнаружено в земле
  • Сульфат железа (II), сине-зеленый кристаллический химикат, получаемый в результате реакции серной кислоты со сталью, используемый для уменьшения содержания ядов, таких как хромат, в бетоне.
  • Хлорид железа (II), бледно-зеленый кристаллический химикат, полученный в результате реакции соляной кислоты со сталью
  • Гидроксид железа (II), темно-зеленый порошок, полученный электролизом воды железным анодом, вступает в реакцию с кислородом и становится коричневым.
  • Оксид железа (II), черный, легковоспламеняющийся, редкий
Смешанная степень окисления [изменить | изменить источник]

Эти соединения редки; только один общий.Они находятся в земле.

Соединения железа (III) [изменить | изменить источник]

Соединения в степени окисления +3 обычно коричневые. Они окислители. Они едкие. Они также известны как соединения трехвалентного железа.

  • Оксид железа (III), ржавчина, красно-коричневый, растворяется в кислоте
  • Хлорид железа (III), ядовитый и едкий, растворяется в воде с образованием темно-коричневого кислого раствора. Получается в результате реакции железа с соляной кислотой и окислителем
  • Нитрат железа (III), светло-фиолетовый, коррозионно-активный, используемый при травлении
  • Сульфат железа (III), редко, светло-коричневый, растворяется в воде.Производится в результате реакции железа с серной кислотой и окислителем.

Во Вселенной много железа, потому что это конечная точка ядерных реакций в больших звездах. Это последний элемент, который должен быть произведен до того, как взрыв сверхновой звезды выбросит железо в космос.

Металл - главный ингредиент ядра Земли. На поверхности он находится в виде соединения железа или трехвалентного железа. Некоторые метеориты содержат железо в виде редких минералов. Обычно железо находится в земле в виде гематитовой руды, большая часть которой была произведена во время Великого события оксигенации.Железо можно извлечь из руды в доменной печи. Некоторое количество железа встречается в виде магнетита.

В мясе есть соединения железа. Железо является важной частью гемоглобина красных кровяных телец.

Чугун производится на крупных заводах , , путем восстановления гематита углеродом (коксом). Это происходит в больших контейнерах, называемых доменными печами. Доменная печь заполнена железной рудой, коксом и известняком. Вдувается очень горячий поток воздуха, который вызывает возгорание кокса.Сильная высокая температура заставляет углерод вступать в реакцию с железной рудой, забирая кислород из оксидов железа и образуя диоксид углерода. Двуокись углерода представляет собой газ, и он выходит из смеси. В утюг попал песок. Известняк, состоящий из карбоната кальция, превращается в оксид кальция и диоксид углерода, когда известняк очень горячий. Оксид кальция вступает в реакцию с песком, образуя жидкость, называемую шлаком. Шлак сливается, остается только чугун. В результате реакции в доменной печи останется чистое жидкое железо, где ему можно придать форму и закалить после охлаждения.Почти все металлургические заводы сегодня являются частью сталелитейных заводов, и почти весь чугун превращается в сталь.

Есть много способов работать с железом. Железо можно закалить, нагревая кусок металла и окропляя его холодной водой. Его можно смягчить, нагревая и давая ему медленно остыть. Его также можно штамповать с помощью тяжелого пресса. Его можно натянуть на провода. Из него можно прокатать листовой металл.

В Соединенных Штатах большая часть железа была извлечена из земли в Миннесоте, а затем отправлена ​​на корабле в Индиану и Мичиган, где из него превратилась сталь.

Как металл [изменить | изменить источник]

Железо используется больше, чем любой другой металл. Это прочно и дешево. Из него делают здания, мосты, гвозди, шурупы, трубы, фермы и башни.

Железо не очень реактивно, поэтому его легко и дешево извлечь из руды. После превращения в сталь он очень прочен и используется для армирования бетона.

Есть разные виды утюгов. Чугун - это чугун, производимый способом, описанным выше в статье. Он твердый и хрупкий.Он используется для изготовления таких вещей, как крышки ливневых стоков, крышки люков и блоки двигателя (основная часть двигателя).

Сталь - наиболее распространенная форма железа. Стали бывают нескольких видов. Мягкая сталь - это сталь с низким содержанием углерода. Он мягкий и легко сгибается, но не трескается. Используется для гвоздей и проволоки. Углеродистая сталь тверже, но более хрупкая. Используется в инструментах.

Есть и другие марки стали. Нержавеющая сталь из-за содержания хрома устойчива к ржавчине, а никель-железные сплавы могут оставаться прочными при высоких температурах.Другие стали могут быть очень твердыми, в зависимости от добавленных сплавов.

Кованое железо легко формуется и используется для изготовления заборов и цепей.

Очень чистое железо мягкое и может легко ржаветь (окисляться). Он также довольно реактивный.

Как соединения [изменить | изменить источник]

Соединения железа используются для нескольких целей. Хлорид железа (II) используется для очистки воды. Также используется хлорид железа (III). Сульфат железа (II) используется для восстановления хроматов в цементе. Некоторые соединения железа используются в витаминах.

Дефицит железа - это самый распространенный дефицит питания в мире. [1] [2] [3]

Нашему телу нужно железо, чтобы помочь кислороду добраться до наших мышц, потому что оно лежит в основе некоторых важных макромолекул нашего тела, таких как гемоглобин, которые заставляют его работать. лучше. Во многие злаки добавлено немного железа (элемент , металл, , железо). [4] [5] Его добавляют в крупы в виде крошечных металлических опилок. Иногда даже можно увидеть осколки, если взять очень сильный магнит и положить его в коробку.Магнит будет притягивать эти железки. Эти маленькие металлические стружки не вредны для нашего организма. [6]

Железо наиболее доступно для организма при добавлении к аминокислотам - железо в этой форме усваивается в десять-пятнадцать раз лучше, чем в качестве элемента. [7] Железо также содержится в мясе, например в стейке. Железо, содержащееся в пищевых добавках, находится в форме химического вещества, такого как сульфат железа (II), который дешев и хорошо усваивается. Организм не потребляет больше железа, чем ему нужно, и обычно ему нужно очень мало.Железо в красных кровяных тельцах перерабатывается системой, разрушающей старые клетки. Потеря крови в результате травмы или заражения паразитами может быть более серьезной. [8]

Железо токсично при попадании в организм большого количества. Когда принимается слишком много таблеток железа, люди (особенно дети) заболевают. Кроме того, существует генетическое заболевание, которое нарушает регуляцию уровня железа в организме.

Есть химические вещества, связывающиеся с железом, которые могут прописать врачи.

  1. Центры по контролю и профилактике заболеваний (2002).«Дефицит железа - США, 1999–2000». MMWR . 51 : 897–9.
  2. Hider, Robert C .; Конг, Сяоле (2013). «Глава 8. Железо: эффект перегрузки и дефицита». В Астрид Сигель, Гельмут Сигель и Роланд К. О. Сигель (ред.). Взаимосвязь между ионами эссенциальных металлов и болезнями человека . Ионы металлов в науках о жизни. 13 . Springer. С. 229–294. DOI: 10.1007 / 978-94-007-7500-8_8.
  3. Длоуи, Эдриенн К.; Ауттен, Кэрин Э. (2013). «Глава 8.4 Поглощение, транспортировка и хранение железа». В Banci, Лючия (ред.) (Ред.). Металломика и клетка . Ионы металлов в науках о жизни. 12 . Springer. DOI: 10.1007 / 978-94-007-5561-1_8. ISBN 978-94-007-5560-4 . CS1 maint: дополнительный текст: список редакторов (ссылка) электронная книга ISBN 978-94-007-5561-1 ISSN 1559-0836 электронная-ISSN 1868-0402
  4. «Проверка прочности железа в зерновых». Министерство сельского хозяйства США.Проверено 29 января 2010.
  5. ↑ Адамс, Сесил. Возвращение прямого наркотика . Нью-Йорк: Ballantine Books, 1994
  6. ↑ Фелтон, Брюс. Единственный в своем роде . Нью-Йорк: Уильям Морроу и компания, 1992.
  7. Пинеда О., Эшмид HD (2001). «Эффективность лечения железодефицитной анемии у младенцев и детей раннего возраста с хелатом бис-глицината железа». Питание . 17 (5): 381–4. DOI: 10.1016 / S0899-9007 (01) 00519-6. PMID 11377130.
  8. ↑ Эндрюс Н.С. 2000. Нарушения обмена железа. Медицинский журнал Новой Англии . Соответствующая переписка, опубликована в NEJM 342 : 1293-1294.
.

Смотрите также