|
|
|
 |
|
|
||
|
FORMULE ŞI REACŢII CHIMICE
|
|||
|
|
|||
|
|
|||
|
CAUTĂ FORMULE ŞI REACŢII CHIMICE
|
|||
|
|
|||
|
|
|||
|
|
|
FIERUL
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Fierul este un metal destul de larg răspândit în natură, absolut necesar şi organismului uman, în cantităţi mici. De asemenea, fierul prezintă o importanţă economică deosebită. Poziţie în tabelul periodic al elementelor şi date chimice despre fier |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Poziţie în seria activităţii metalelor În seria activităţii metalelor (în ordine descrescătoare), fierul se află în stânga hidrogenului, dar destul de aproape de acesta. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Răspândire în natură Luat ca masă, fierul ocupă între metale primul loc din Terra, însă aproape toate rezervele se concentrează spre centrul interior a planetei noastre. Nucleul Pământului este format în proporţie de 80 % din fier, dar în litosferă, acest element se află în cantitate mult mai modestă. Fierul formează aproximativ 4,5% din întreaga litosferă şi 0,5% din scoarţa terestră. În stare pură, fierul nu se găseşte în natură (s-a găsit doar în meteoriţi), fiind prezent sub formă de oxizi, dioxizi, hidroxizi, sulfaţi, tiocianaţi, etc. În sol şi subsol, cele mai mari cantităţi de fier se găsesc sub formă de minerale din grupa sulfurilor de fier şi cea a oxizilor şi hidroxizilor de fier (mai multe). Din sol, fierul ajunge în plante şi de aici în organismul animalelor şi în hrana omului. Proprietăţi fizice Fierul este un metal alb-cenuşiu, cu luciu metalic, care devine roşu în stare oxidată şi vânăt în stare redusă. Duritatea fierului este mică şi densitatea mare (7,8 g/cm3). Fierul este un bun conducător de căldură şi electricitate şi prezintă proprietăţi magnetice. Acest metal este maleabil şi ductil. La temeperaturi ridicate fierul se amestecă cu alte metale formând aliaje. Proprietăţi şi reacţii chimice • Fierul oxidat şi fierul redus Atomul de fier poate ceda 2 sau 3 electroni transformându-se în ion electropozitiv bivalent (ion feros) sau trivalent (ion feric). |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Fe+2e-→Fe2+
Fe+3e-→Fe3+ |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Cele 2 forme ionice sunt interschimbabile, pe parcursul proceselor de oxido-reducere, care reprezintă fenomene deosebit de important pentru viaţă, fie şi numai prin faptul că asigură funcţionabilitatea hemoglobinei- cea mai importantă substanţă din sânge. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Una dintre reacţiile chimice de oxido-reducere care se poate realiza cu mare uşurinţă în laborator, este: |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
În acest caz fierul trece printr-un proces de oxidare (cedează electroni) iar cuprul printr-unul de reducere (acceptă electroni): |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Fe-2e-→Fe2+ sau Fe→Fe2++2e-
Cu2++2e-→Cu sau Cu2+→Cu-2e- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
• Oxizii şi hidroxizii fierului Fierul formează 3 feluri de oxizi: - FeO (oxid de fier sau oxid feros - culoare neagră), - Fe2O3 (trioxid de fier sau oxid feric - culoare roşie), - Fe3O4 (tetraoxid de fier - culoare neagră). Principalele baze (hidroxizi) de fier sunt: - Fe(OH)2 (hidroxid feros - culoare albă), - Fe(OH)3 (hidroxid feric - culoare galbenă). În natură oxizii şi hidroxizii de fier intră în constituţia unor minerale, dintre care magnetitul - de culoare neagră (Fe3O4), hematitul - de culoare roşie (Fe2O3) şi limonitul - de culoare galbenă (Fe(OH)3) sunt cele mai răspândite. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
În aerul cu umiditate ridicată, în prezenţa oxigenului, fierul rugineşte. Formula chimică a ruginei este: - FeO(OH). Rugina obişnuită (brun-roşiatică) se formează în urma a 2 reacţii consecutive. În prima dintre ele se formează rugina albă (hidroxid feros - Fe(OH)2) care este instabilă trecând repede prin a doua reacţie. De aceea rugina albă nu se observă decât arareori. A doua reacţie conduce la formarea ruginii brune: |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Fe+2H2O→Fe(OH)2+H2↑
4Fe(OH)2+O2→4FeO(OH)+2H2O |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Fierul poate fi protejat împotriva ruginirii prin acoperirea sa cu metale inoxidabile (crom, zinc, staniu, vanadiu) sau prin aplicarea unor pelicule (vopsea, email, lac). • Interacţiunea fierului cu substanţele simple Fierul reacţionează cu unele substanţe simple cu formare de oxizi sau săruri. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
• Interacţiunea fierului cu acizii minerali Fierul nu reacţionează cu acidul azotic concentrat şi cu acidul sulfuric concentrat, deoarece se formează o peliculă aderentă la suprafaţa metalului (pasivare). Din reacţia dintre fier şi principalii acizi minerali (acid clorhidric, acid sulfuric diluat, acid azotic diluat, acid fosforic, etc.) rezultă sare şi hidrogen. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
• Interacţiunea fierului cu oxizii altor metale |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
• Interacţiunea fierului cu sărurile Fierul reacţionează rar cu sărurile altor metale. Reacţia cea mai cunoscută este: |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Fonta şi oţelul Fierul se poate alia cu diferite metale. Pe lângă aliajele fierului cu alte metale, o importanţă economică deosebită prezintă aliajele fierului cu carbonul. • Fonta (fonta albă, fonta cenuşie, fonta maleabilă) Procesul de obţinere a fontei este complex realizându-se în mai multe etape, la temperaturi înalte, în furnale, din minereuri de fier (Fe2O3, ş.a.). Ca agent de carburare cel mai adesea se foloseşte coxul. Fonta (Fe-C) conţine 2-6% carbon precum şi cantităţi mici de alte elemente (S, Mn, P, Si, Sn). Fonta rezultată prin răcirea bruscă (fonta albă) este casantă şi rigidă ca o consecinţă a formării cementitului (Fe3C). Dacă fonta se răceşte lent, se obţine fonta cenuşie, formată din granule de fier pur (Fe) şi fulgi de grafit. Fonta cenuşie este mai puţin rigidă dar destul de casantă. Prin tratarea la cald a fontei cenuşii cu diferite substanţe, se obţine fonta maleabilă, material mai maleabil şi mai puţin casant. • Oţelul (oţeluri-carbon, oţeluri speciale) Oţelul se obţine din fontă prin decarburare (reducerea procentului de carbon de la 2-6% la 0,04-1,5%). Decarburarea industrială (afinare, convertire) constă în oxidarea carbonului şi al celorlalte impurităţi (S, Mn, P, Si, Sn) la temperaturi ridicate, cu ajutorul agenţilor oxidanţi (aer, oxigen, oxizi de fier). Reziduurile se elimină sub formă de zgură şi gaze. Principalele tipuri de oţeluuri sunt redate în tabelul de mai jos. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Legături şi referiri FIERUL DIN LITOSFERĂ Luat ca masă, fierul ocupă primul loc din Terra, însă acest metal se concentrează aproape în totalitate spre centrul interior a planetei noastre. Nucleul Pământului este format în proporţie de 80 % din fier, dar în litosferă, acest element se află în cantitate mult mai modestă. Fierul formează aproximativ 0,5% din scoarţa terestră (mai multe). FIER Fierul (Fe) este un element metalic de primă importanţă pentru organismul omului. Principalul rol al acestui metal este acela de a forma hemul, elementul central al hemoglobinei. În lipsa fierului, organismul este incapabil de a fixa oxigenul atmosferic, fapt ce provoacă o gravă anoxie (mai multe). FER (Fe) Ferul sau fierul, este un element mineral metalic, cenuşiu-argintiu, solid, important în organismul uman, atunci când realizează combinaţii din ioni di, tri sau hexavalenţi. Forma cea mai activă de fier pentru organismul uman este Fe2+ (ionul feros, fierul bivalent, fierul redus). Cationul Fe3+ (ionul feric, fierul trivalent, fierul oxidat) este mai răspândit în lumea vegetală, în timp ce ionul bivalent este specific lumii animale (mai multe). MINERALELE DIN ALIMENTE (I) Atunci când hrana este deficitară în fier, se instalează anemia feriprivă. Dar chiar dacă nu se ajunge până la anemie, un nivel de fier mai redus în organism, poate crea probleme de sănătate. Pentru acoperirea necesarului, nu atât cantitatea de fier din alimente este importantă, ci gradul de utilizare al acestuia din sursele de hrană, care diferă mult de la o persoană la alta (mai multe). |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
