Lanac transformacija gvožđa u hemiji. neverovatno gvožđe

Proučite lanac hemijskih transformacija gvožđa!

složenost:

opasnost:

Uradite ovaj eksperiment kod kuće

Reagensi

Sigurnost

• Prije početka eksperimenta stavite zaštitne rukavice i naočale.
• Uradite eksperiment na poslužavniku.

Opća sigurnosna pravila

• Izbjegavajte prodiranje hemikalija u oči ili usta.
• Ne puštajte ljude bez zaštitnih naočara, kao ni malu djecu i životinje na mjesto eksperimenta.
• Čuvajte eksperimentalni komplet van domašaja djece mlađe od 12 godina.
• Operite ili očistite svu opremu i pribor nakon upotrebe.
• Uvjerite se da su svi spremnici za reagens dobro zatvoreni i pravilno uskladišteni nakon upotrebe.
• Provjerite jesu li svi spremnici za jednokratnu upotrebu pravilno odloženi.
• Koristite samo opremu i reagense koji su isporučeni u kompletu ili preporučeni u trenutnim uputstvima.
• Ako ste koristili posudu za hranu ili pribor za eksperimentiranje, odmah ih bacite. Više nisu pogodni za skladištenje hrane.

Informacije prve pomoći

• Ako reagensi dođu u kontakt s očima, temeljito isperite oči vodom, držeći oči otvorene ako je potrebno. Odmah potražite medicinsku pomoć.
• Ako se proguta, isperite usta vodom, popijte malo čiste vode. Ne izazivajte povraćanje. Odmah potražite medicinsku pomoć.
• U slučaju udisanja reagensa, izneti žrtvu na svež vazduh.
• U slučaju kontakta s kožom ili opekotina, ispirati zahvaćeno područje s puno vode 10 minuta ili duže.
• Ako ste u nedoumici, odmah se obratite ljekaru. Sa sobom ponesite hemijski reagens i posudu iz njega.
• U slučaju povrede, uvek se obratite lekaru.

• Nepravilna upotreba hemikalija može uzrokovati ozljede i štetu po zdravlje. Izvodite samo eksperimente navedene u uputama.
• Ovaj skup eksperimenata namijenjen je samo djeci od 12 godina i starijoj.
• Sposobnosti djece se značajno razlikuju čak i unutar starosne grupe. Stoga bi roditelji koji provode eksperimente sa svojom djecom trebali odlučiti po vlastitom nahođenju koji eksperimenti su prikladni za njihovu djecu i koji će biti sigurni za njih.
• Roditelji bi trebali razgovarati o sigurnosnim pravilima sa svojim djetetom ili djecom prije eksperimentiranja. Posebnu pažnju treba posvetiti bezbednom rukovanju kiselinama, alkalijama i zapaljivim tečnostima.
• Prije nego započnete eksperimente, očistite mjesto eksperimenata od objekata koji bi vam mogli smetati. Treba izbjegavati skladištenje namirnica u blizini mjesta testiranja. Mjesto za testiranje treba biti dobro prozračeno i blizu slavine ili drugog izvora vode. Za eksperimente vam je potreban stabilan sto.
• Supstance u jednokratnoj ambalaži treba iskoristiti u potpunosti ili odložiti nakon jednog eksperimenta, tj. nakon otvaranja pakovanja.

Često Postavljena Pitanja

Stavio sam magnet na šolju, ali ništa se ne dešava! Sta da radim?

Problem može biti zbog magneta ako nije dovoljno jak. Na primjer, neki magneti za suvenire koji se savršeno lijepe za frižider možda neće raditi u ovom iskustvu. Pokušajte tražiti jači magnet! Preporučujemo korištenje neodimijskih magneta, oni najbolje funkcioniraju.

Nešto gvožđa je sipano u Petrijevu posudu zajedno sa rastvorom. Trebam li započeti iskustvo iz početka?

Ako u Petrijevoj posudi ima vrlo malo željeza, onda ne brinite i samo nastavite eksperiment. U suprotnom, ulijte svu otopinu natrag u čašu i isperite Petrijevu posudu vodom iz slavine. Zatim ulijte otopinu natrag u Petrijevu posudu i nastavite eksperimentirati!

Tečnost se nije širila po površini Petrijeve posude čak ni nakon dodavanja pipete vode. Sta da radim?

Pažljivo uzmite Petrijevu posudu u ruke i kružite njome oko površine stola. Takvi pokreti će pomoći da se voda rasporedi u Petrijevoj posudi. Ako je potrebno, dodajte još malo vode i ponovo promiješajte Petrijevu posudu.

Kod kuće imamo vodikov peroksid H 2 O 2. Mogu li ga koristiti u ovom eksperimentu?

Da, naravno, možete koristiti peroksid iz kućne apoteke ili kupiti u ljekarni. Pogodan je peroksid bilo koje koncentracije od 3 do 10 posto.

Drugi eksperimenti

Korak po korak instrukcije

Gvožđe reaguje sa limunskom kiselinom i formira gvožđe(II) citrat FeC 6 H 6 O 7 .

Nereagirano gvožđe može se prikupiti magnetom.

Dok magnet drži preostalo gvožđe, izlijte bezbojni rastvor gvožđe(II) citrata.

Vodonik peroksid H 2 O 2 oksidira gvožđe(II) u gvožđe(III), formirajući žuti rastvor gvožđe(III) citrata FeC 6 H 5 O 7 .

Kalijum heksacijanoferat (II) (ili, kako se ova supstanca još naziva, žuta krvna so) K 4 reaguje sa ionima gvožđa (III) formirajući nerastvorljivi pigment - prusko plavo.

Da ponovite eksperiment, operite Petrijevu posudu.

Odlaganje

Odložite čvrsti otpad eksperimenta sa kućnim otpadom. Ispustite rastvore u sudoper, isperite viškom vode.

Šta se desilo

Šta se dešava kada dodamo limunsku kiselinu u prah gvožđa?

U ovom trenutku u epruveti počinje dugi lanac reakcija. Počinje interakcijom vodene otopine limunske kiseline s metalnim željezom Fe. Kao tipičan metal, željezo lako donira elektrone, odnosno „oksidira“. U tom slučaju se obnavljaju protoni limunske kiseline H+, a oslobađa se vodonik H 2 - plinoviti mjehurići, što smo uočili u eksperimentu. Ovaj proces se može ilustrirati sljedećom elektrohemijskom reakcijom:

2H + + 2e → H 2

Dajući svoje elektrone jonima vodonika, metalno gvožđe se pretvara u Fe 2+ jone. Ali kakva se reakcija događa s gvožđem:

Fe – 2e → Fe 2+

Napišimo cijelu jednačinu:

Fe + C 6 H 8 O 7 → FeC 6 H 6 O 7 + H 2

Takve reakcije nazivaju se redoks reakcijama: u njima oksidacijski agens uvijek uzima elektrone, a redukcijski agens ih odaje.

Šta se dešava kada stavimo magnet na dno šolje?

Gvozdene strugotine privlače magnet koji držimo spolja i pretvaraju se u fensi igle: što su bliže centru, to su oštrije i više. Ovaj raspored nije slučajan, piljevina se nalazi oko magneta duž određenih linija.

Magnetizacija nastaje zbog posebne strukture atoma željeza.

Da saznate više

Samo nekoliko jednostavnih tvari zbog svoje strukture mogu biti trajni magneti - to su željezo, nikal i kobalt. U njihovim atomima nalaze se nabijene čestice - elektroni. Oni se okreću oko jezgra u istom smjeru i stvaraju magnetsko polje. Takve tvari nazivaju se feromagneti. Svaki magnet ima dva pola (sjeverni i južni), uvijek su na različitim krajevima. Jačina polja je usmjerena od sjevernog pola prema jugu. Ljudsko oko ne može detektovati magnetno polje, ali naše iskustvo pokazuje kako ono izgleda.

Zašto je otopina promijenila boju kada se dodaju vodikov peroksid i žuta krvna sol?

U posljednjoj fazi eksperimenta promatramo dvije reakcije istovremeno. Uzmimo ih redom.

Prva je reakcija obojenog željeza s peroksidom (vodikov peroksid H 2 O 2), koji poznajemo kao jednostavan i pristupačan dezinficijens. Fe 2+ joni se oksidiraju pod dejstvom H 2 O 2 do Fe 3+ jona, koji su još uvek povezani sa citratnim jonima. Takav kompleks daje bogatu žutu boju. U ovom slučaju, molekule vodikovog peroksida se pretvaraju u molekule vode.

Druga - žuta krvna sol K 4 djeluje na reakcijsku smjesu. Tamo gdje kapi udare, otopina postaje jarko plava - ovu prekrasnu nijansu daju mu najsitnije granule tzv. pruska plava. To je pigment nerastvorljiv u vodi složenog sastava na bazi KFe spoja. Jednako važan učesnik u reakciji je kiseonik iz vazduha.

Formiranje pruske plave može se vidjeti čak i ako u otopini ima vrlo malo iona željeza, pa se koristi za određivanje Fe 2+ jona u kvalitativnoj analizi. U ovom videu analit je gotovo providan, ali čak i nekoliko kapi otopine žute krvne soli dovoljno je da nastane prusko plavo:

Gvožđe: kovačka hemija

Znate li šta je kovačnica, a šta kovač? Na svijetu je ostalo jako, jako malo kovača, a uglavnom se koriste samo u rukotvorinama. Dakle, šta je kovačnica? Ovo je mjesto gdje se metal zagrijava vatrom dok se ne rastopi. U tako mekom stanju, lako se može oblikovati u bilo koji oblik. Kovač je majstor koji radi sa takvim metalom. Kovačništvo se prvi put spominje u istorijskim zapisima iz 1500. godine prije Krista. Malo se toga promijenilo u ovom slučaju od tada, zaista. Da bi se čekićem promijenio oblik željeza, metal je prvo morao biti snažno zagrijan. Zbog činjenice da se željezo vrlo brzo hladi, kovač je morao raditi brzinom munje. Ugalj se koristio kao gorivo u kovačnicama. Uz pomoć mjehova kovač je dodao zrak u kovačnicu tako da je plamen goreo jače i toplina bila veća. Kovač bi zatim stavio komade željeza u plamen, zagrijao ih na odgovarajuću temperaturu, izvadio ih i udario čekićem, a zatim ih vratio u vatru. Ovaj ciklus radnji se ponavljao sve dok gvožđe nije dobilo željeni oblik.

Da bi se napravio čelik (gvožđe sa niskim sadržajem ugljenika), kovano gvožđe se stavljalo u posudu sa prženim kostima i ugljem, a zatim je zagrevano na oko 950 o C. Na taj način je površina metala bila zasićena ugljenikom. Kovač je zatim kaljen čelik kako bi bio manje lomljiv. Kovač je još jednom zagrijao čelik u plamenu, ali mnogo sporije. Kada se čelik zagrije na temperaturu od 150 do 350 o C, promijenila se njegova boja. Kada je ova temperaturna granica prekoračena, čelik je prvo postajao žut, zatim smeđi, ljubičasti i na kraju plavi. Kovači su morali biti izuzetno pažljivi i fizički jaki. Savremeni proces proizvodnje čelika uključuje stvaranje legura od čelika sa različitim elementima kao što su hrom, nikl, bakar, mangan, silicijum, volfram, kobalt, fosfor, titan, vanadij, molibden i aluminij. Svojstva legure se mijenjaju ovisno o odabranom elementu. Na primjer, ako dodate silicij i mangan, tada će se povećati elastičnost i čvrstoća čelika, ali zbog nikla čelik bolje zadržava svoju duktilnost na niskim temperaturama.

Fe -> FeCl3 -> Fe(OH)3 -> FeO3 -> Fe -> FeSO4 -> Fe(OH)2 -> FeO -> Fe -> FeCl2 -> AgCl -> Ag.

Pažnja! Rješenja daju obični ljudi, pa može doći do grešaka ili netačnosti u rješenjima. Kada koristite rješenja, ne zaboravite ih još jednom provjeriti!

Napišite jednačine u jonskom obliku: 1) Fe + H2SO4 -> FeSO4 + H2; 2) 2Fe + 3Cl -> 2FeCl3; 3) 3Fe + 4H2O -> Fe3O4 + 4H2.

Pažnja! Rješenja daju obični ljudi, pa može doći do grešaka ili netačnosti u rješenjima. Kada koristite rješenja, ne zaboravite ih još jednom provjeriti!

Umjesto upitnika napišite formulu, izjednačite reakcije postavljanjem koeficijenata i odredite njihov tip: Fe(OH)3 -> Fe2O3 + ?; Zn+? -> Cu + ZnCl2; ? + HCl -> ZnCl2 + ?.

Pažnja! Rješenja daju obični ljudi, pa može doći do grešaka ili netačnosti u rješenjima. Kada koristite rješenja, ne zaboravite ih još jednom provjeriti!

Dopuniti reakcione šeme: 1) FeCl3 + H2S -> FeCl2 + S + ..; 2) H2S + Cl2 + H2O -> H2SO4 + ..; 3) NH3 + O2 -> N2 + ..; 4) Fe + Al -> .. + .. .

Pažnja! Rješenja daju obični ljudi, pa može doći do grešaka ili netačnosti u rješenjima. Kada koristite rješenja, ne zaboravite ih još jednom provjeriti!

Pomoću hemijskih reakcija izvršite transformacije: Fe (SO4) -> Fe (OH) 2 -> FeO -> Fe -> FeO -> FeCl2

Pažnja! Rješenja daju obični ljudi, pa može doći do grešaka ili netačnosti u rješenjima. Kada koristite rješenja, ne zaboravite ih još jednom provjeriti!

Dopunite jednadžbu reakcije. Napišite jednadžbu reakcije u molekularnom, punom i skraćenom ionskom obliku. Fe(OH)2 + HCl -> .. .

Pažnja! Rješenja daju obični ljudi, pa može doći do grešaka ili netačnosti u rješenjima. Kada koristite rješenja, ne zaboravite ih još jednom provjeriti!

Zapišite reakcijsku jednačinu koja omogućava sljedeću transformaciju: FeCl2 FeSO4 -> FeO -> FeSO4

Pažnja! Rješenja daju obični ljudi, pa može doći do grešaka ili netačnosti u rješenjima. Kada koristite rješenja, ne zaboravite ih još jednom provjeriti!

Zapišite molekularne jednadžbe reakcija koje se mogu koristiti za izvođenje transformacija: FeCl3 -> X -> Fe(OH)2 -> FeO.

Pažnja! Rješenja daju obični ljudi, pa može doći do grešaka ili netačnosti u rješenjima. Kada koristite rješenja, ne zaboravite ih još jednom provjeriti!

Izvršiti transformaciju, dokazati prisustvo jona gvožđa +2 u soli kvalitativnim reakcijama: Fe-> FeCl2-> Fe(OH)2-> Fe(OH)3-> FeCl3

Pažnja! Rješenja daju obični ljudi, pa može doći do grešaka ili netačnosti u rješenjima. Kada koristite rješenja, ne zaboravite ih još jednom provjeriti!

Riješiti jednačine: 1) Fe(OH)3 + HNO3 -> ..; 2) KOH + HPO3 -> ..; 3) Fe(OH)2 (pri zagrevanju) -> ..; 4) Fe(OH)3 (pri zagrevanju) -> .. .

Pažnja! Rješenja daju obični ljudi, pa može doći do grešaka ili netačnosti u rješenjima. Kada koristite rješenja, ne zaboravite ih još jednom provjeriti!

Fe2(SO4)3 -> Fe -> Fe3O4 -> FeO -> FeCl2.

Pažnja! Rješenja daju obični ljudi, pa može doći do grešaka ili netačnosti u rješenjima. Kada koristite rješenja, ne zaboravite ih još jednom provjeriti!

Rasporedite koeficijente: H2 + O2 -> N2O5; Cu + S -> Cu2s; Fe + HCl -> FeCl2 + H2; Al + O2 -> Al2O3; K + H2O -> K(OH)2 + H2.

Pažnja! Rješenja daju obični ljudi, pa može doći do grešaka ili netačnosti u rješenjima. Kada koristite rješenja, ne zaboravite ih još jednom provjeriti!

Rasporedite koeficijente: Al2O3 + HNO3 -> Al(NO3)3 + H2O; Fe(OH)3 + H2SO4 -> H2O + Fe(SO4)3.

Pažnja! Rješenja daju obični ljudi, pa može doći do grešaka ili netačnosti u rješenjima. Kada koristite rješenja, ne zaboravite ih još jednom provjeriti!

klasa: 9

Obrazovni cilj: obezbijediti usvajanje znanja o najvažnijim jedinjenjima gvožđa +2 i +3, kvalitativnim reakcijama na jone gvožđa +2 i +3, biološkoj ulozi gvožđa, korišćenjem osnovnih znanja o strukturi gvožđa, demonstracija zabavni eksperimenti, laboratorijski radovi, studentske poruke, multimedijalna aplikacija.

• Nastaviti sa formiranjem sposobnosti sastavljanja dijagrama strukture atoma, elektronske formule, grafičke formule; na osnovu toga odrediti oksidaciono stanje, oksidaciono sredstvo, redukciono sredstvo.
• Sistematizirati znanje o prirodi oksida i hidroksida sa oksidacijskim stanjima +2 i +3 na primjeru željeznih oksida i hidroksida +2 i +3.
• Da biste formirali sposobnost upoređivanja svojstava najvažnijih jedinjenja gvožđa (II) i gvožđa (III), naučite da pomoću kvalitativnih reakcija odredite jedinjenja koja sadrže Fe 2+, Fe 3+ ione
• Unaprijediti vještine školaraca iz predloženih formula za pravljenje genetskih serija, za izvođenje lanaca transformacija, za sastavljanje jednadžbi kemijskih reakcija.
• Poboljšati vještine rada s reagensima pri izvođenju eksperimenata, pridržavati se sigurnosnih pravila.
• Otkriti značaj željeza u prirodi i životu čovjeka.

Cilj razvoja:

Nastavite razvoj:

• mentalne sposobnosti: sposobnost korištenja osnovnih znanja, sposobnost poređenja, generalizacije, izvođenja zaključaka, objašnjenja toka eksperimenta;
• samostalnost u radu sa udžbenikom, nastavnom mapom i reagensima;
• istraživačke vještine u proučavanju svojstava jedinjenja željeza(II) i željeza(III) i provođenju kvalitativnih reakcija;
• vještine refleksije, komunikacijske vještine.

Obrazovni cilj:

Nastavak edukacije:

• pozitivna motivacija za učenje, korišćenje uključivanja učenika u pripremu zabavnih eksperimenata, izveštaja o ulozi gvožđa, laboratorijskih radova, multimedijalne podrške;
• osjećaj odgovornosti u pripremanju poruka, izradi domaćih zadataka;
• ispravno samopoštovanje.

Vrsta lekcije: Kombinovana. Saopštavanje novih znanja i njihovo unapređenje.

Vrsta nastave: Laboratorij.

Oprema: Periodični sistem hemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva, tabela rastvorljivosti supstanci, tabela „Genetičke serije neorganskih supstanci“, instruktivne karte za laboratorijski rad, testovi, prezentacija „Jedinjenja gvožđa“, Zbirka minerala: ruda crvenog gvožđa, smeđe gvožđe ruda, magnetna željezna ruda, željezni pirit.

reagensi:

Na studentskim stolovima:

rastvori: FeCI 2, FeCI 3, KSCN, žuta krvna so K 4, crvena krvna so K 3, NaOH, soli: FeSO 4 7H 2 O, FeCI 3, Fe 2 (SO 4) 3 9H 2 O

Za zabavno iskustvo: skalpel, vata, pinceta, rastvori: rastvori FeCI 3: FeCI 3, KSCN, žuta krvna so K 4, crvena krvna so K 3, amonijak.

Tokom nastave

1. Organizacioni momenat.

Među metalima najslavniji
Najvažniji drevni element.
U teškoj industriji - poglav
Učenik i student ga poznaju.
Rođen u elementu vatre
A njegova legura teče kao reka.
U metalurgiji ništa nije važnije
Potreban je cijeloj zemlji.

O kom metalu je reč?

(To je gvožđe.)

Učitelj: Danas ćemo u lekciji nastaviti proučavanje metala grupe 8, bočne podgrupe Fe i razmotriti njegove spojeve. A za to moramo ponoviti informacije o hardveru koji ste stekli u prošloj lekciji.

2. Provjera znanja (individualna anketa).

Svrha: ponavljanje proučenog gradiva, neophodnog za otkrivanje "novih znanja" i prepoznavanje poteškoća u radu učenika.

1. student. Napišite na ploču dijagram strukture atoma željeza, elektronske i grafičke formule. Koja su oksidaciona stanja gvožđa? Oksidant ili redukcioni agens?

(Izvedite prema uputama u parovima.)

Gvozdeni hidroksidi se mogu dobiti u laboratoriji interakcijom soli gvožđa sa alkalijama.

a) Sipati 1 ml rastvora gvožđe(II) hlorida u epruvetu. Dodajte mu kap po kap otopinu natrijum hidroksida sve dok se ne pojave očigledni znakovi kemijske reakcije. Obratite pažnju na boju nastalog taloga. Napišite jednačine reakcije.

b) Dodajte rastvor natrijum hidroksida kap po kap u gvožđe(III) hlorid dok se ne pojave očigledni znaci hemijske reakcije. Obratite pažnju na boju nastalog taloga.

Šta gledaš? Napišite jednačine reakcije.

Slajd 6 - jednadžba reakcije (samotestiranje)

Zaključak: Ovo je jedan od načina da se prepoznaju jedinjenja gvožđa sa različitim oksidacionim stanjima, kvalitativne reakcije na Fe 2+ Fe 3+ jone.

Fe (OH) 2 oksidira na zraku: prvo postaje zelen, zatim postaje smeđi.

(Demonstracija rezane jabuke i epruvete sa Fe (OH) 2, na čijim se zidovima vidi kako talog postaje smeđi.)

4Fe(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Fe(OH) 3 ( slajd 8)

Učitelj: Postoje i druge kvalitativne reakcije koje omogućavaju prepoznavanje soli željeza s različitim oksidacijskim stanjima. Prisjetite se scene koju su vam učenici devetog razreda prikazali u 7. razredu na Dan škole.

Izalaze 2 studenta u bijelim mantilima - “doktor” i njegov “asistent”. Nastavnik ih uvodi u razred.

Doktor: (drži nož)

Evo još jedne zabave:
Ko će dati ruku da odsiječe?

Da sažališ ruku na klipingu?

Tada je pacijent potreban za liječenje. (Pozivaju učenika iz razreda za sto.)

Asistent.

Operite bez bolova
Istina, biće puno krvi.

Sa svakom operacijom
Potrebna je sterilizacija.

Pomozi, asistentu, daj jod

Asistent.

Trenutak! (Hrani “jod” - rastvor FeCI 3.)

Obilno vlažimo jodom,
Da sve bude sterilno. (Tamizom navlaženim u rastvoru FeCI 3, obilno podmazuje ruku „pacijenta“.)
Ne okreći se, pacijente
Daj mi nož, asistente! Skalpel "dezinfikuje" "alkoholom" (KSCN rastvor).

Doktor pravi „rez“ nožem natopljenim u puno KSCN rastvora, „krv“ teče.

Asistent: (uplašen)

Gledaj, krv teče pravo u mlazu,

Ne vodu!

Ne brini!

Živom vodom ću oprati ruke

A od rane - ni traga! (Ispere „krv“ pamučnim štapićem navlaženim rastvorom amonijaka.)

Upamtite, momci, u 7. razredu smo vam rekli:

“Još ne možemo objasniti ovo iskustvo.
Idemo dalje u deveti razred - naći ćemo objašnjenje ”

Naravno, ova krv nije prava, kao ni rana, ali pomaže u određivanju jona Fe 3+ u otopini. "Jod" - u našem slučaju - je rastvor FeCI 3, a alkohol je kalijum tiocijanat KSCN. A reakcija između njih je još jedna kvalitativna reakcija na Fe 3+ ione.

Pored navedenih reakcija, ioni Fe 2+ i Fe 3+ mogu se odrediti i pomoću drugih reagensa - žute krvne soli K 4 i crvene krvne soli K 3. Kvalitativne reakcije na jone gvožđa sada ćete sami uraditi u procesu laboratorijskog rada.

Kvalitativna reakcija na ion Fe 3+

1. Reagens - kalijum tiocijanat KSCN.

Dodajte jednu kap rastvora kalijum tiocijanata (KSCN) u rastvor gvožđe(III) hlorida. Pomiješajte sadržaj epruvete i pregledajte na svjetlu. Obratite pažnju na boju.

Rezultat uticaj- intenzivne crvene boje

FeCl 3 + 3KSCN \u003d Fe (SCN) 3 + 3KCl.

2. Reagens - žuta krvna sol K 4

d) U rastvor gvožđe(III) hlorida dodati 1–2 kapi rastvora kalijum heksacijanoferata(II) K 4 (žute krvne soli) U 2. epruvetu dodati 1–2 kapi. Pomiješajte sadržaj tube, obratite pažnju na boju.

Rezultat izlaganja je plavi talog pruske plave boje.

K 4 + FeCI 3 \u003d 3KCI + KFe

Laboratorijsko iskustvo 3.

Kvalitativna reakcija na ion Fe 2+.

Reagens - crvena krvna sol K 3 .

Sipajte 1 ml rastvora gvožđe(II) hlorida u epruvetu. U to dodajte rastvor taloga kap po kap. kalijum heksacijanoferat(III) K 3 (crvena krvna so). Obratite pažnju na boju taloga.

Rezultat izlaganja je plavi talog (turnbull blue)

FeCI 2 + K 3 = 2KCI + KFe↓

1. Reagensi za Fe 2+ jone su alkalije i crvena krvna sol K3.
2. Reagensi za Fe 3+ ione su alkalije, kalijum tiocijanat i žuta krvna so K 4 .

Učenici zapisuju jednačine kvalitativnih reakcija u sveske i zaključuju. (Slajd 9)

6. Primarna konsolidacija znanja.

(Rad u lancu.) ( slajd 5-9)

1. Navedite spojeve koje stvara željezo sa oksidacijskim stanjem +2.
2. Koja je priroda gvožđe(II) oksida i hidroksida?
3. Navedite formule jedinjenja gvožđa sa stepenom oksidacije +3.
4. Koja je priroda gvožđe(III) oksida i hidroksida?
5. Kako se mogu dobiti hidroksidi gvožđa?
6. Po kojim znakovima se mogu prepoznati precipitati gvožđe(II) hidroksida i gvožđe(III) hidroksida?
7. Koje se kvalitativne reakcije mogu koristiti za razlikovanje soli gvožđa(II) i soli gvožđa(III)?

7. Genetski niz jedinjenja gvožđa(II) i gvožđa(III).

(Konstrukcija kola iz gornjih formula.) (Slajd 14)

FeCI2	Fe	FeCI3
Fe(OH)2	Fe 3 O 4	Fe(OH)3
FeO	FeSO4	Fe2O3

Iz gornjih formula sastavite sheme genetskih serija:

Opcija 1. Od željeznog(II) oksida do željeza.

Opcija 2. Od željeza do željeznog(III) oksida.

Napišite jednačine odgovarajućih reakcija.

Odgovori učenika se provjeravaju na slajdu.

9. Formiranje znanja o jedinjenjima gvožđa, koja su od najvećeg praktičnog značaja.

(Samostalan rad sa udžbenikom i uzorcima minerala.)

Zadaci za samostalan rad

1. Razmotrite uzorke minerala koji su vam dati, obratite pažnju na njihovo stanje agregacije, boju.
2. Zapišite formule u svesku, nazive ovih jedinjenja, njihov praktični značaj.

Formula supstance	Naziv supstance		Praktična vrijednost
	Sistematično	tehnički
FeSO 4 7H 2 O	željezo(II) sulfat kristalni hidrat	inkstone	Za suzbijanje štetočina biljaka, za pripremu mineralnih boja, obradu drveta
FeCI3	gvožđe(III) hlorid		U prečišćavanju vode, kao jedka za bojenje tkanina
Fe 2 (SO 4) 3 9H 2 O	željezo(III) sulfat kristalni hidrat		U prečišćavanju vode, kao rastvarač u hidrometalurgiji i u druge svrhe

10. Primarno pričvršćivanje.

Svrha: popraviti proučavani sadržaj.

Ljudi, hajde da ponovimo ono što smo danas naučili.

Oblici i metode organizovanja obrazovnih aktivnosti (u „lancu“ učenici ponavljaju sva pitanja iz ovog časa koristeći slajdove prezentacije nastavnika)

Identifikacija mogućih poteškoća i načina za njihovo ispravljanje.

12. Sumiranje. Ocjenjivanje.

D/Z.§ 44 - 45, str. 6 u pisanoj formi, pr. 11 a); b) želi da dobije ocjenu.

13. Refleksija aktivnosti učenja u učionici. (Slajd 15)

1. Zabilježite nova znanja stečena na času.
2. Procijenite vlastiti učinak na času.
3. Procijenite aktivnosti učenja u razredu.
4. Popravite neriješene poteškoće kao smjernice za buduće aktivnosti učenja.
5. Razgovarajte i zapišite domaći zadatak. (Slajd 16)

književnost:

1. Venetsky S.I. U svijetu metala. M., 1988.
2. Gabrielyan O.S. Hemija 9. razred, Moskva: Drfa, 2010. Hemija - 9 str. 76–82.
3. Denisova V. G. hemija. 9. razred: planovi časova prema udžbeniku O. S. Gabrielyana - Volgograd: Učitelj, 2009.
4. Čitanka o neorganskoj hemiji. Ed. V. A. Kritsman. M., 1979.
5. Mezin N. A. Pažljivo o gvožđu. M., Metalurgija, 1977.
6. Puzynina M. A. Zabavni sat "Čuda vlastitim rukama" Hemija u školi. 1991. br. 5. S. 66–67.

Hemija elemenata

D-elementi VIIIB-podgrupe (porodica gvožđa)

Fe, Co, Ni

Karakteristike d-elemenata grupe VIIIb (porodica gvožđa)

Specifikacije elemenata	26Fe	27Co	28 Ni
Atomska masa	55,847	58,933	58,710
Valentni elektroni	3d 6 4s 2	3d 7 4s 2	3d 8 4s 2
Metalni atomski radijus, pm
Uslovni radijus jona, pm
E 3+
E 2+
Energija jonizacije
E 0 → E + , eV	7,87	7,86	7,63
E + → E 2+ , eV	16,1	17,3	18,15
E 2+ → E 3+ , eV	30,6	33,5	35,16
Relativna elektronegativnost	1,8	1,9	1,9

Svi d-elementi porodice gvožđa su metali koji pokazuju uglavnom pozitivna varijabilna oksidaciona stanja; imaju značajnu tvrdoću, čvrstoću, visoke tačke topljenja i ključanja, visoku toplotnu i električnu provodljivost. Svi oni formiraju legure međusobno i sa drugim metalima. Karakterizira ih stvaranje kompleksnih spojeva.

Karakteristična svojstva i važni spojevi

Hemijska aktivnost elemenata porodice gvožđa je znatno niža od d-elemenata grupa 4-7. To je zbog povećanja broja elektrona na d podnivou. Iz istog razloga, željezo je najaktivniji metal u seriji Fe–Co–Ni. Maksimalno oksidaciono stanje jednako broju grupe nije tipično za njih.

Od gvožđa do nikla, nisko oksidaciono stanje +2 postaje najstabilnije. To je zato što se u atomima ovih elemenata na d-podnivou povećava broj uparenih elektrona, a radijus atoma se istovremeno smanjuje. Posljedično, jačina elektronskih veza se povećava i potreba za trošenjem dodatne energije; za njihovo parenje.

Sva tri metala su slična po hemijskim svojstvima.

Reaguju s vodom na visokoj temperaturi, razlažući je:

3 Fe + 4 H 2 O \u003d Fe 3 O 4 + 4 H 2.

Oslobođeni vodonik se djelomično otapa u željezu, čineći ga krhkim. Najviše vodonika apsorbuje nikl. Ovo je osnova za upotrebu nikla kao katalizatora u hidrogenaciji.

U nizu napona, željezo, kobalt, nikl se nalaze prije vodonika, pa istiskuju vodonik iz kiselina koje pokazuju oksidirajuća svojstva zbog vodikovih jona:

E ° + 2 H + → E 2+ + H 2

Razrijeđena i koncentrirana dušična kiselina i koncentrirana sumporna kiselina različito djeluju na metale.

U odsustvu vlage u normalnim uslovima, Fe, Co i Ni ne reaguju primetno sa kiseonikom, sumporom, hlorom, bromom, ugljenikom, silicijumom, fosforom i drugim nemetalima. Kada se zagrije u fino usitnjenom stanju, interakcija se odvija intenzivnije.

Pri zagrijavanju, fino podijeljeni Fe, Co i Ni u atmosferi ugljičnog monoksida (II) CO formiraju karbonile sastava Fe (CO) 5 , [Co (CO) 4 ] 2 i Ni (CO) 4 zbog donora-akceptora interakcije, gdje se oksidacijsko stanje metala formalno može smatrati nultim.

Gvožđe, kobalt i nikal u +2 stanju formiraju okside opšte formule EO. Svi su nerastvorljivi u vodi i alkalijama, ali rastvorljivi u kiselinama. Kada se zagriju, mogu se reducirati vodonikom u metale^

MeO + H 2 \u003d Me + H 2 O.

EO oksidi odgovaraju hidroksidima opšte formule E(OH) 2 dobijenim reakcijama razmene^

CoCl 2 + 2 NaOH \u003d Co (OH) 2 ¯ + 2 NaCl.

Hidroksidi su nerastvorljivi u vodi i alkalijama, ali rastvorljivi u kiselinama, tj. pokazuju osnovna svojstva.

Soli jakih kiselina koje formiraju E 2+ kationi su skoro sve dobro rastvorljive u vodi. Zbog hidrolize njihovi rastvori pokazuju kiselu sredinu:

2NiSO 4 + 2H 2 O ↔ (NiOH) 2 SO 4 + 2H 2 SO 4,

Ni 2+ + H 2 O ↔ NiOH + + H +.

Metali porodice gvožđa u stanju E 2 + formiraju kompleksna jedinjenja sa koordinacionim brojevima: za Fe-6 i vrlo retko 4, Co jednako 6 i 4; za Ni − 4.

Metali porodice gvožđa u stanju +3 odgovaraju oksidima opšte formule E 2 O 3 i hidroksidima E (OH) 3. Stabilnost hidroksida u seriji Fe-Co-Ni se smanjuje, a oksidativna aktivnost se povećava:

4 Co (OH) 3 + 4 H 2 SO 4 \u003d 4 CoSO 4 + O 2 + 10 H 2 O.

Nikl (III) hidroksid je po svojstvima sličan kobalt (III) hidroksidu, ali ima još izraženija oksidaciona svojstva.

Dakle, u zavisnosti od stepena oksidacije, hemijska svojstva oksida i hidroksida gvožđa, kobalta i nikla su različita (tabela 4.4).

Gvožđe i njegova jedinjenja

Gvožđe postoji u četiri modifikacije: α-, β-, γ- i δ-Fe. Do temperature od 770 °C, α-modifikacija gvožđa je stabilna.

Gvožđe u obliku finog praha je piroforno (samozapaljivo na vazduhu).Na visokim temperaturama gvožđe interaguje sa azotom, formirajući nitride (Fe 4 N i Fe 2 N), sa fosforom - fosfide (Fe 3 P i Fe 2 P). sa ugljikom - karbidom (Fe 3 C - cementit), sa hlorom - halogenidi (FeCl 2 i FeCl 3), sa kiseonikom - oksidi (FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4, FeO 3 - nestabilni oksid).

Formule oksida željeza su vrlo proizvoljne, jer obično imaju nestehiometrijski sastav. Dakle, sastav FeO (wüstite) može se preciznije izraziti formulom Fe 0,95 O pod standardnim uslovima

Sulfid tipa FeS se dobija delovanjem amonijum sulfida na rastvorljive soli gvožđa (II) ili suvim putem - interakcijom gvožđa sa sumporom. Gvožđe (II) sulfid se koristi za proizvodnju vodonik sulfida:

4 FeS + O 2 + 10 H 2 O \u003d 4 Fe (OH) 3 + 4 H 2 S

Gvožđe (II) sulfid je rastvorljiv u kiselinama, ali nerastvorljiv u vodi.Pored FeS, tu su i sulfidi FeS 2 i Fe 2 S 3 .

Veza sa halogenima se odvija direktno ili putem reakcija razmene:

2 Fe + 3 Cl \u003d 2 FeCl 3 (gvožđe gori u hloru),

Fe 2 O 3 + 6 HC1 = 2 FeCl 3 + 3 H 2 O,

FeO + 2 HC1 = FeCl 2 + H 2 O.

Gvožđe (II) hlorid ima jaka redukciona svojstva, oksidira u gvožđe (III):

2 FeCl 2 + Cl 2 \u003d 2 FeCl 3.

U rastvorima, gvožđe (II) i (III) hloridi se hidroliziraju, stvarajući pH< 7.

U interakciji s oksidirajućim kiselinama zbog iona vodika, H + željezo se oksidira u Fe 2+.

Fe + 2 HC1 = FeCl 2 + H 2

U ovom slučaju, željezo se otapa u hlorovodoničnoj kiselini bilo koje koncentracije. Reakcija se odvija slično u razrijeđenoj sumpornoj kiselini. U koncentriranim otopinama sumporne kiseline, željezo se oksidira u željezo +3.

2 Fe + 6 H 2 SO 4 \u003d Fe 2 (SO 4) 3 + 3 SO 2 + 6 H 2 O.

Međutim, u sumpornoj kiselini s masenim udjelom blizu 100%. gvožđe postaje pasivno i interakcija praktično ne dolazi.

Kada željezo reagira s dušičnom kiselinom, nastaju različiti produkti reakcije. Zavisi od temperature i koncentracije kiseline. U umjereno koncentriranim otopinama dušične kiseline, željezo se rastvara prema jednačini:

Fe + 6 HNO 3 \u003d Fe (NO 3) 2 + 3 NO 2 + 3 H 2 O,

Pri visokim koncentracijama azotne kiseline (p = 1,41 g/ml) otapanje se usporava, a gvožđe postaje „pasivno“, tj. prekriven zaštitnim filmom niske topljivosti.

U razrijeđenoj dušičnoj kiselini na hladnom, proces rastvaranja željeza se odvija na sljedeći način:

8 Fe + 20 HNO 3 \u003d 8 Fe (NO 3) 2 + 2 NH 4 NO 3 + 6 H 2 O,

i pod normalnim uslovima:

Fe + 4 HNO 3 \u003d Fe (NO 3) 3 + NO + 2 H 2 O.

U vlažnom zraku željezo vrlo brzo oksidira, prekrivajući se hrđom - smeđim premazom, koji zbog svoje lomljivosti ne štiti željezo od daljnjeg uništavanja. U vodi, u normalnim uslovima, gvožđe takođe intenzivno korodira. U zavisnosti od sadržaja kiseonika u njemu, proizvodi oksidacije gvožđa su različiti: sa obilnim sadržajem kiseonika nastaju hidratisani oblici gvožđevog oksida (III) Fe 2 O 3 ∙nH 2 O; uz nedostatak kisika, nastaje miješani oksid Fe 3 O 4 (Fe 2 O 3 ∙ FeO).

4 Fe + 2 H 2 O + 3 O 2 \u003d 2 (Fe 2 O 3 ∙ H 2 O).

Gvozdeni oksid (II) odgovara Fe (OH) 2 hidroksidu - nerastvornoj bazi, koja se dobija delovanjem alkalija na rastvorljivu so gvožđa (II):

FeSO 4 + 2 NaOH \u003d Fe (OH) 2 + Na 2 SO 4.

Gvožđe hidroksid (II) se lako oksidira atmosferskim kiseonikom u Fe (OH) 3:

4 Fe (OH) 2 + O 2 + 2 H 2 O \u003d 4 Fe (OH) 3.

Gvožđe hidroksid (II) je jača baza od Fe(OH) 3 . Stoga se soli željeza (II) hidroliziraju u manjoj mjeri od soli željeza (III). Kao rezultat hidrolize nastaju bazične soli:

2 FeSO 4 + 2H 2 O ↔ (FeOH) 2 SO 4 + 2 H 2 SO 4, Kg 1 \u003d 10 -16 / 1,3 ∙ 10 -4 = 0,77 ∙ 10 -12;

FeCl 3 + 2 H 2 O ↔ FeOHCl 2 + HCl, Kg 1 \u003d 10 -16 / 3 10 -12 = 0,33 10 -4.

Kada se kalcinira, željezo (III) hidroksid se pretvara u željezo (II) oksid.

Spajanjem Fe 2 O 3 sa sodom ili natrijum hidroksidom nastaje natrijum ferit - so željezne kiseline HFeO 2 koja se ne dobija u slobodnom stanju.

Fe 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaFeO 2 + H 2 O.

Kada se oksid željeza (III) zagrijava sa nitratom i kalijevim hidroksidom, formira se legura koja sadrži kalijev ferat K 2 FeO 4 - sol željezne kiseline H 2 FeO 4, koja se također ne dobiva u slobodnom stanju:

Fe 2 O 3 + 4 KOH + 3 KNO 3 \u003d 2 K 2 FeO 4 + 3 KNO 2 + 2 H 2 O.

Karbonati alkalnih metala se talože iz rastvora soli gvožđa (II) belog gvožđe karbonata (II) FeCO 3 . Pod djelovanjem vode koja sadrži ugljični monoksid (IV), nerastvorljivi željezni karbonat, poput kalcijumovih i magnezijum karbonata, prelazi u rastvorljivu so - gvožđe (II) bikarbonat, sadržanu u prirodnim vodama.

Soli gvožđa (II) su redukcioni agensi i kada na njih deluju oksidanti, pretvaraju se u soli gvožđa (III):

6 FeSO 4 + K 2 Cr 2 O 7 + 7 H 2 SO 4 \u003d 3 Fe 2 (SO 4) 3 + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7 H 2 O.

Gvožđe sulfati (II) i (III) su visoko rastvorljivi u vodi. Gvozdeni sulfat (II) FeSO 4 ∙ 7H 2 O (gvozdeni sulfat) u vazduhu postepeno izležava i istovremeno oksidira sa površine, pretvarajući se u glavnu so gvožđa (III):

4 FeSO 4 + O 2 + 2 H 2 O \u003d 4 FeOHSO 4.

Kada se željezni sulfat zagrije, oslobađa se voda i dobije se bezvodna bijela masa željeznog (II) sulfata. Na temperaturama iznad 480°C dolazi do procesa raspadanja:

2 FeSO 4 \u003d Fe 2 O 3 + SO 2 + SO 3.

Gvozdeni sulfat (III) Fe 2 (SO 4) 3 formira kristalni Fe 2 (SO 4) 3 ∙ 9H 2 O.

Gvožđe (II) i gvožđe (III) formiraju veliki broj kompleksnih jedinjenja.Tako, sa CN jonima - (cijanidni joni), gvožđe (II) formira kompleksno jedinjenje K 4 - kalijum heksacijanoferat (II) (žuta krvna so), i gvožđe (III) - K 3 - kalijum heksacijanoferat (III) (crvena krvna so).

Žuta krvna sol služi kao osjetljivi reagens za ione željeza (III), formirajući u vodi netopivu sol - prusko plavo karakteristične plave boje:

Fe 3+ + 4+ \u003d Fe 4 3.

Ako djelujete s crvenom krvnom soli na otopinu koja sadrži ione željeza (II), formira se plavi talog, koji se naziva turnbull blue:

Fe 2+ + 3+ \u003d Fe 3 2.

Ove reakcije se koriste za kvalitativno određivanje prisustva jona gvožđa (II) i (III) u rastvoru.

Kvalitativna reakcija za željezo (III) može biti reakcija:

Fe 3+ + 3 CNS - \u003d Fe (CNS) 3.

Bezbojni joni - CNS tiocijanati - kombinuju se sa ionima gvožđa (III) i formiraju krvavo crven, slabo disociran gvožđe (III) tiocijanat Fe(CNS) 3 .

LANCI TRANSFORMACIJA (praktični dio)

Fe FeO Fe 2 O 3 FeCl 3 Fe (OH) 3 FeOHSO 4

FeOHSO 4 Fe 2 (SO 4) 3 Fe 4 3

FeO FeCl 2 Fe(OH) 2 Fe(OH) 3 Fe 2 O 3 KFeO 2

Proučite lanac hemijskih transformacija gvožđa!

složenost:

opasnost:

Uradite ovaj eksperiment kod kuće

Reagensi

Sigurnost

• Prije početka eksperimenta stavite zaštitne rukavice i naočale.
• Uradite eksperiment na poslužavniku.

Opća sigurnosna pravila

• Izbjegavajte prodiranje hemikalija u oči ili usta.
• Ne puštajte ljude bez zaštitnih naočara, kao ni malu djecu i životinje na mjesto eksperimenta.
• Čuvajte eksperimentalni komplet van domašaja djece mlađe od 12 godina.
• Operite ili očistite svu opremu i pribor nakon upotrebe.
• Uvjerite se da su svi spremnici za reagens dobro zatvoreni i pravilno uskladišteni nakon upotrebe.
• Provjerite jesu li svi spremnici za jednokratnu upotrebu pravilno odloženi.
• Koristite samo opremu i reagense koji su isporučeni u kompletu ili preporučeni u trenutnim uputstvima.
• Ako ste koristili posudu za hranu ili pribor za eksperimentiranje, odmah ih bacite. Više nisu pogodni za skladištenje hrane.

Informacije prve pomoći

• Ako reagensi dođu u kontakt s očima, temeljito isperite oči vodom, držeći oči otvorene ako je potrebno. Odmah potražite medicinsku pomoć.
• Ako se proguta, isperite usta vodom, popijte malo čiste vode. Ne izazivajte povraćanje. Odmah potražite medicinsku pomoć.
• U slučaju udisanja reagensa, izneti žrtvu na svež vazduh.
• U slučaju kontakta s kožom ili opekotina, ispirati zahvaćeno područje s puno vode 10 minuta ili duže.
• Ako ste u nedoumici, odmah se obratite ljekaru. Sa sobom ponesite hemijski reagens i posudu iz njega.
• U slučaju povrede, uvek se obratite lekaru.

• Nepravilna upotreba hemikalija može uzrokovati ozljede i štetu po zdravlje. Izvodite samo eksperimente navedene u uputama.
• Ovaj skup eksperimenata namijenjen je samo djeci od 12 godina i starijoj.
• Sposobnosti djece se značajno razlikuju čak i unutar starosne grupe. Stoga bi roditelji koji provode eksperimente sa svojom djecom trebali odlučiti po vlastitom nahođenju koji eksperimenti su prikladni za njihovu djecu i koji će biti sigurni za njih.
• Roditelji bi trebali razgovarati o sigurnosnim pravilima sa svojim djetetom ili djecom prije eksperimentiranja. Posebnu pažnju treba posvetiti bezbednom rukovanju kiselinama, alkalijama i zapaljivim tečnostima.
• Prije nego započnete eksperimente, očistite mjesto eksperimenata od objekata koji bi vam mogli smetati. Treba izbjegavati skladištenje namirnica u blizini mjesta testiranja. Mjesto za testiranje treba biti dobro prozračeno i blizu slavine ili drugog izvora vode. Za eksperimente vam je potreban stabilan sto.
• Supstance u jednokratnoj ambalaži treba iskoristiti u potpunosti ili odložiti nakon jednog eksperimenta, tj. nakon otvaranja pakovanja.

Često Postavljena Pitanja

Stavio sam magnet na šolju, ali ništa se ne dešava! Sta da radim?

Problem može biti zbog magneta ako nije dovoljno jak. Na primjer, neki magneti za suvenire koji se savršeno lijepe za frižider možda neće raditi u ovom iskustvu. Pokušajte tražiti jači magnet! Preporučujemo korištenje neodimijskih magneta, oni najbolje funkcioniraju.

Nešto gvožđa je sipano u Petrijevu posudu zajedno sa rastvorom. Trebam li započeti iskustvo iz početka?

Ako u Petrijevoj posudi ima vrlo malo željeza, onda ne brinite i samo nastavite eksperiment. U suprotnom, ulijte svu otopinu natrag u čašu i isperite Petrijevu posudu vodom iz slavine. Zatim ulijte otopinu natrag u Petrijevu posudu i nastavite eksperimentirati!

Tečnost se nije širila po površini Petrijeve posude čak ni nakon dodavanja pipete vode. Sta da radim?

Pažljivo uzmite Petrijevu posudu u ruke i kružite njome oko površine stola. Takvi pokreti će pomoći da se voda rasporedi u Petrijevoj posudi. Ako je potrebno, dodajte još malo vode i ponovo promiješajte Petrijevu posudu.

Kod kuće imamo vodikov peroksid H 2 O 2. Mogu li ga koristiti u ovom eksperimentu?

Da, naravno, možete koristiti peroksid iz kućne apoteke ili kupiti u ljekarni. Pogodan je peroksid bilo koje koncentracije od 3 do 10 posto.

Drugi eksperimenti

Korak po korak instrukcije

Gvožđe reaguje sa limunskom kiselinom i formira gvožđe(II) citrat FeC 6 H 6 O 7 .

Nereagirano gvožđe može se prikupiti magnetom.

Dok magnet drži preostalo gvožđe, izlijte bezbojni rastvor gvožđe(II) citrata.

Vodonik peroksid H 2 O 2 oksidira gvožđe(II) u gvožđe(III), formirajući žuti rastvor gvožđe(III) citrata FeC 6 H 5 O 7 .

Kalijum heksacijanoferat (II) (ili, kako se ova supstanca još naziva, žuta krvna so) K 4 reaguje sa ionima gvožđa (III) formirajući nerastvorljivi pigment - prusko plavo.

Da ponovite eksperiment, operite Petrijevu posudu.

Odlaganje

Odložite čvrsti otpad eksperimenta sa kućnim otpadom. Ispustite rastvore u sudoper, isperite viškom vode.

Šta se desilo

Šta se dešava kada dodamo limunsku kiselinu u prah gvožđa?

U ovom trenutku u epruveti počinje dugi lanac reakcija. Počinje interakcijom vodene otopine limunske kiseline s metalnim željezom Fe. Kao tipičan metal, željezo lako donira elektrone, odnosno „oksidira“. U tom slučaju se obnavljaju protoni limunske kiseline H+, a oslobađa se vodonik H 2 - plinoviti mjehurići, što smo uočili u eksperimentu. Ovaj proces se može ilustrirati sljedećom elektrohemijskom reakcijom:

2H + + 2e → H 2

Dajući svoje elektrone jonima vodonika, metalno gvožđe se pretvara u Fe 2+ jone. Ali kakva se reakcija događa s gvožđem:

Fe – 2e → Fe 2+

Napišimo cijelu jednačinu:

Fe + C 6 H 8 O 7 → FeC 6 H 6 O 7 + H 2

Takve reakcije nazivaju se redoks reakcijama: u njima oksidacijski agens uvijek uzima elektrone, a redukcijski agens ih odaje.

Šta se dešava kada stavimo magnet na dno šolje?

Gvozdene strugotine privlače magnet koji držimo spolja i pretvaraju se u fensi igle: što su bliže centru, to su oštrije i više. Ovaj raspored nije slučajan, piljevina se nalazi oko magneta duž određenih linija.

Magnetizacija nastaje zbog posebne strukture atoma željeza.

Da saznate više

Samo nekoliko jednostavnih tvari zbog svoje strukture mogu biti trajni magneti - to su željezo, nikal i kobalt. U njihovim atomima nalaze se nabijene čestice - elektroni. Oni se okreću oko jezgra u istom smjeru i stvaraju magnetsko polje. Takve tvari nazivaju se feromagneti. Svaki magnet ima dva pola (sjeverni i južni), uvijek su na različitim krajevima. Jačina polja je usmjerena od sjevernog pola prema jugu. Ljudsko oko ne može detektovati magnetno polje, ali naše iskustvo pokazuje kako ono izgleda.

Zašto je otopina promijenila boju kada se dodaju vodikov peroksid i žuta krvna sol?

U posljednjoj fazi eksperimenta promatramo dvije reakcije istovremeno. Uzmimo ih redom.

Prva je reakcija obojenog željeza s peroksidom (vodikov peroksid H 2 O 2), koji poznajemo kao jednostavan i pristupačan dezinficijens. Fe 2+ joni se oksidiraju pod dejstvom H 2 O 2 do Fe 3+ jona, koji su još uvek povezani sa citratnim jonima. Takav kompleks daje bogatu žutu boju. U ovom slučaju, molekule vodikovog peroksida se pretvaraju u molekule vode.

Druga - žuta krvna sol K 4 djeluje na reakcijsku smjesu. Tamo gdje kapi udare, otopina postaje jarko plava - ovu prekrasnu nijansu daju mu najsitnije granule tzv. pruska plava. To je pigment nerastvorljiv u vodi složenog sastava na bazi KFe spoja. Jednako važan učesnik u reakciji je kiseonik iz vazduha.

Formiranje pruske plave može se vidjeti čak i ako u otopini ima vrlo malo iona željeza, pa se koristi za određivanje Fe 2+ jona u kvalitativnoj analizi. U ovom videu analit je gotovo providan, ali čak i nekoliko kapi otopine žute krvne soli dovoljno je da nastane prusko plavo:

Gvožđe: kovačka hemija

Znate li šta je kovačnica, a šta kovač? Na svijetu je ostalo jako, jako malo kovača, a uglavnom se koriste samo u rukotvorinama. Dakle, šta je kovačnica? Ovo je mjesto gdje se metal zagrijava vatrom dok se ne rastopi. U tako mekom stanju, lako se može oblikovati u bilo koji oblik. Kovač je majstor koji radi sa takvim metalom. Kovačništvo se prvi put spominje u istorijskim zapisima iz 1500. godine prije Krista. Malo se toga promijenilo u ovom slučaju od tada, zaista. Da bi se čekićem promijenio oblik željeza, metal je prvo morao biti snažno zagrijan. Zbog činjenice da se željezo vrlo brzo hladi, kovač je morao raditi brzinom munje. Ugalj se koristio kao gorivo u kovačnicama. Uz pomoć mjehova kovač je dodao zrak u kovačnicu tako da je plamen goreo jače i toplina bila veća. Kovač bi zatim stavio komade željeza u plamen, zagrijao ih na odgovarajuću temperaturu, izvadio ih i udario čekićem, a zatim ih vratio u vatru. Ovaj ciklus radnji se ponavljao sve dok gvožđe nije dobilo željeni oblik.

Da bi se napravio čelik (gvožđe sa niskim sadržajem ugljenika), kovano gvožđe se stavljalo u posudu sa prženim kostima i ugljem, a zatim je zagrevano na oko 950 o C. Na taj način je površina metala bila zasićena ugljenikom. Kovač je zatim kaljen čelik kako bi bio manje lomljiv. Kovač je još jednom zagrijao čelik u plamenu, ali mnogo sporije. Kada se čelik zagrije na temperaturu od 150 do 350 o C, promijenila se njegova boja. Kada je ova temperaturna granica prekoračena, čelik je prvo postajao žut, zatim smeđi, ljubičasti i na kraju plavi. Kovači su morali biti izuzetno pažljivi i fizički jaki. Savremeni proces proizvodnje čelika uključuje stvaranje legura od čelika sa različitim elementima kao što su hrom, nikl, bakar, mangan, silicijum, volfram, kobalt, fosfor, titan, vanadij, molibden i aluminij. Svojstva legure se mijenjaju ovisno o odabranom elementu. Na primjer, ako dodate silicij i mangan, tada će se povećati elastičnost i čvrstoća čelika, ali zbog nikla čelik bolje zadržava svoju duktilnost na niskim temperaturama.