दोन प्रकारे लोह मिळवणे. फेरस धातू: मूलभूत वैशिष्ट्ये, लोहाचे उत्पादन आणि वापर. यौगिकांमध्ये लोहाची ऑक्सीकरण स्थिती

नियतकालिक सारणीतील चौथ्या कालावधीतील लोह हा आठवा घटक आहे. त्याची टेबलमधील संख्या (ज्याला अणु म्हणतात) 26 आहे, जी न्यूक्लियसमधील प्रोटॉन आणि इलेक्ट्रॉन शेलमधील इलेक्ट्रॉनच्या संख्येशी संबंधित आहे. हे त्याच्या लॅटिन समतुल्य - फे (लॅटिन फेरम - "फेरम" म्हणून वाचले जाते) च्या पहिल्या दोन अक्षरांद्वारे नियुक्त केले जाते. 4.65% टक्केवारीसह (सर्वात सामान्य म्हणजे अॅल्युमिनियम, अल) पृथ्वीच्या कवचामध्ये लोह हा दुसरा सर्वात सामान्य घटक आहे. त्याच्या मूळ स्वरूपात, ही धातू अत्यंत दुर्मिळ आहे; बहुतेकदा ते निकेलसह मिश्रित धातूपासून उत्खनन केले जाते.

च्या संपर्कात आहे

या कनेक्शनचे स्वरूप काय आहे? अणू म्हणून लोहामध्ये धातूचा क्रिस्टल जाळीचा समावेश असतो, ज्यामुळे हा घटक असलेल्या संयुगांची कठोरता आणि आण्विक स्थिरता सुनिश्चित केली जाते. या संबंधात हे धातू एक वैशिष्ट्यपूर्ण आहे घनविपरीत, उदाहरणार्थ, पारा.

एक साधा पदार्थ म्हणून लोह- या घटकांच्या गटासाठी वैशिष्ट्यपूर्ण गुणधर्मांसह चांदी-रंगीत धातू: लवचिकता, धातूची चमक आणि लवचिकता. याव्यतिरिक्त, लोह अत्यंत प्रतिक्रियाशील आहे. नंतरच्या गुणधर्माचा पुरावा आहे की उच्च तापमान आणि योग्य आर्द्रतेच्या उपस्थितीत लोह फार लवकर खराब होते. शुद्ध ऑक्सिजनमध्ये, हे धातू चांगले जळते आणि जर तुम्ही ते अगदी लहान कणांमध्ये चिरडले तर ते केवळ जळत नाहीत, तर उत्स्फूर्तपणे प्रज्वलित होतात.

बर्‍याचदा आपण लोखंडाला शुद्ध धातू म्हणत नाही, परंतु कार्बनयुक्त मिश्र धातु म्हणतो ©, उदाहरणार्थ, स्टील (<2,14% C) и чугун (>2.14% C). मिश्रधातूंनाही औद्योगिक महत्त्व आहे ज्यामध्ये मिश्र धातु (निकेल, मॅंगनीज, क्रोमियम आणि इतर) जोडले जातात, ज्यामुळे स्टील स्टेनलेस बनते, म्हणजे मिश्र धातु. अशा प्रकारे, यावर आधारित, हे किती विस्तृत आहे हे स्पष्ट होते औद्योगिक अनुप्रयोगहा धातू आहे.

Fe वैशिष्ट्यपूर्ण

लोह रासायनिक गुणधर्म

चला या घटकाची वैशिष्ट्ये जवळून पाहू या.

साध्या पदार्थाचे गुणधर्म

उच्च आर्द्रतेवर हवेतील ऑक्सिडेशन (संक्षारक प्रक्रिया):

4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe (OH) 3 - लोह (III) हायड्रॉक्साइड (हायड्रॉक्साइड)

मिश्रित ऑक्साईडच्या निर्मितीसह ऑक्सिजनमध्ये लोखंडी वायरचे ज्वलन (त्यामध्ये +2 ऑक्सिडेशन स्थिती आणि +3 ऑक्सिडेशन स्थिती दोन्ही असलेले घटक असतात):

3Fe + 2O2 = Fe3O4 (लोह स्केल). 160 ⁰C पर्यंत गरम केल्यावर प्रतिक्रिया शक्य आहे.

उच्च तापमानात पाण्याशी संवाद (600-700 ⁰C):

3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2

नॉन-मेटलसह प्रतिक्रिया:

अ) हॅलोजनसह प्रतिक्रिया (महत्त्वाचे! या परस्परसंवादात, ते घटक +3 ची ऑक्सिडेशन स्थिती प्राप्त करते)

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 - फेरिक क्लोराईड

b) सल्फरसह प्रतिक्रिया (महत्त्वाचे! या परस्परसंवादामध्ये, घटकाची ऑक्सिडेशन स्थिती +2 असते)

लोह (III) सल्फाइड - Fe2S3 दुसर्‍या प्रतिक्रिया दरम्यान मिळू शकते:

Fe2O3 + 3H2S = Fe2S3 + 3H2O

c) पायराइटची निर्मिती

Fe + 2S = FeS2 - पायराइट. हे कंपाऊंड बनवणाऱ्या घटकांच्या ऑक्सिडेशन स्थितीकडे लक्ष द्या: Fe (+2), S (-1).

Fe च्या उजवीकडे धातूच्या क्रियांच्या इलेक्ट्रोकेमिकल मालिकेत उभे राहून, धातूच्या क्षारांशी संवाद:

Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu - लोह (II) क्लोराईड

सौम्य ऍसिडसह परस्परसंवाद (उदाहरणार्थ, हायड्रोक्लोरिक आणि सल्फ्यूरिक):

Fe + HBr = FeBr2 + H2

Fe + HCl = FeCl2 + H2

लक्षात घ्या की या प्रतिक्रियांमुळे +2 ऑक्सिडेशन अवस्थेत लोह तयार होते.

अनडिलुटेड ऍसिडमध्ये, जे सर्वात मजबूत ऑक्सिडायझिंग एजंट आहेत, प्रतिक्रिया केवळ गरम केल्यावरच शक्य आहे; थंड ऍसिडमध्ये, धातू निष्क्रिय होते:

Fe + H2SO4 (केंद्रित) = Fe2 (SO4) 3 + 3SO2 + 6H2O

Fe + 6HNO3 = Fe (NO3) 3 + 3NO2 + 3H2O

एकाग्र क्षारांशी संवाद साधतानाच लोहाचे एम्फोटेरिक गुणधर्म दिसून येतात:

Fe + 2KOH + 2H2O = K2 + H2 - पोटॅशियम टेट्राहायड्रॉक्सीफेरेट (II) अवक्षेपण.

स्फोट भट्टी पिग लोह उत्पादन प्रक्रिया

सल्फाइड आणि कार्बोनेट धातूंचे भाजणे आणि त्यानंतरचे विघटन (मेटल ऑक्साईड सोडणे):

FeS2 -> Fe2O3 (O2, 850 ⁰C, -SO2). ही प्रतिक्रिया देखील सल्फ्यूरिक ऍसिडच्या औद्योगिक संश्लेषणाचा पहिला टप्पा आहे.

FeCO3 -> Fe2O3 (O2, 550-600 ⁰C, -CO2).

बर्निंग कोक (जास्त प्रमाणात):

С (कोक) + O2 (हवा) -> CO2 (600-700 ⁰C)

CO2 + C (कोक) -> 2CO (750-1000 ⁰C)

ऑक्साईड असलेल्या धातूचे कार्बन मोनोऑक्साइड कमी होणे:

Fe2O3 -> Fe3O4 (CO, -CO2)

Fe3O4 -> FeO (CO, -CO2)

FeO -> Fe (CO, -CO2)

लोह कार्बरायझेशन (6.7% पर्यंत) आणि कास्ट लोह वितळणे (वितळण्याचे तापमान - 1145 ⁰C)

Fe (घन) + C (कोक) -> कास्ट आयर्न. प्रतिक्रिया तापमान 900-1200 ⁰C आहे.

कास्ट आयर्नमध्ये, सिमेंटाइट (Fe2C) आणि ग्रेफाइट नेहमी धान्यांच्या स्वरूपात असतात.

Fe-युक्त संयुगेचे वैशिष्ट्य

चला प्रत्येक कंपाऊंडच्या वैशिष्ट्यांचा स्वतंत्रपणे अभ्यास करूया.

Fe3O4

मिश्रित किंवा दुहेरी लोह ऑक्साईड, ज्यामध्ये +2 आणि +3 दोन्हीच्या ऑक्सिडेशन स्थितीसह एक घटक असतो. Fe3O4 देखील म्हणतात गंज... हे कंपाऊंड उच्च तापमानास प्रतिरोधक आहे. पाण्यावर, पाण्याच्या वाफेवर प्रतिक्रिया देत नाही. खनिज ऍसिडस् द्वारे विघटित. ते हायड्रोजन किंवा लोहासह उच्च तापमानात कमी केले जाऊ शकते. वरील माहितीवरून तुम्ही समजू शकता की, हे प्रतिक्रिया साखळीतील एक मध्यवर्ती उत्पादन आहे औद्योगिक उत्पादनओतीव लोखंड.

थेट समान लोह स्केल खनिज आधारावर पेंट्स, रंगीत सिमेंट आणि सिरॅमिक्सच्या उत्पादनात वापरला जातो. Fe3O4 हे स्टील ब्लॅकनिंग आणि ब्लूइंग करून मिळते. मिश्रित ऑक्साईड हवेतील लोहाच्या ज्वलनाने प्राप्त होतो (प्रतिक्रिया वर दिली आहे). ऑक्साईड वाहणारे धातू मॅग्नेटाइट असते.

Fe2O3

लोह (III) ऑक्साईड, एक क्षुल्लक नाव - हेमॅटाइट, कंपाऊंड लाल-तपकिरी आहे. उच्च तापमानास प्रतिरोधक. त्याच्या शुद्ध स्वरूपात, वातावरणातील ऑक्सिजनद्वारे लोहाच्या ऑक्सिडेशन दरम्यान ते तयार होत नाही. पाण्यावर प्रतिक्रिया देत नाही, हायड्रेट्स तयार करतात जे अवक्षेपण करतात. सौम्य अल्कली आणि ऍसिडसह खराब प्रतिक्रिया देते. हे इतर धातूंच्या ऑक्साईडसह जोडले जाऊ शकते, स्पिनल्स तयार करतात - दुहेरी ऑक्साइड.

स्फोट-भट्टी पद्धतीने पिग आयर्नच्या औद्योगिक उत्पादनात लाल लोह धातूचा कच्चा माल म्हणून वापर केला जातो. हे अमोनिया उद्योगात प्रतिक्रिया देखील वेगवान करते, म्हणजेच ते उत्प्रेरक आहे. ते त्याच भागात वापरले जाते जसे लोखंडी गळती. शिवाय, ते चुंबकीय टेपवर ध्वनी आणि चित्रांचे वाहक म्हणून वापरले गेले.

FeOH2

लोह (II) हायड्रॉक्साईड, अम्लीय आणि मूलभूत दोन्ही गुणधर्म असलेले संयुग, नंतरचे प्राबल्य आहे, म्हणजेच ते उभयचर आहे. पदार्थ पांढरा, जे हवेत त्वरीत ऑक्सिडाइझ होते, लोह (III) हायड्रॉक्साइडमध्ये "तपकिरी" होते. तापमानाच्या संपर्कात असताना विघटन होण्यास जबाबदार. कमकुवत ऍसिड द्रावण आणि अल्कली दोन्हीसह प्रतिक्रिया देते. पाण्यात अघुलनशील. प्रतिक्रिया मध्ये, ते कमी करणारे एजंट म्हणून कार्य करते. हे गंज प्रतिक्रिया मध्ये एक दरम्यानचे उत्पादन आहे.

Fe2 + आणि Fe3 + आयन शोधणे ("गुणात्मक" प्रतिक्रिया)

जलीय द्रावणातील Fe2 + आणि Fe3 + आयनांची ओळख कॉम्प्लेक्स वापरून केली जाते जटिल संयुगे- अनुक्रमे K3, लाल रक्त मीठ आणि K4, पिवळे रक्त मीठ. दोन्ही प्रतिक्रियांमध्ये, समान परिमाणवाचक रचना असलेले संतृप्त निळे अवक्षेपण तयार होते परंतु व्हॅलेन्स +2 आणि +3 सह लोहाची भिन्न स्थिती तयार होते. या गाळाला प्रुशियन ब्लू किंवा टर्नबुल ब्लू असेही म्हटले जाते.

आयनिक प्रतिक्रिया

Fe2 ++ K ++ 3-  K + 1Fe + 2

Fe3 ++ K ++ 4-  K + 1Fe + 3

Fe3 + - थायोसायनेट आयन (NCS-) शोधण्यासाठी चांगला अभिकर्मक

Fe3 ++ NCS-  3- - या संयुगांचा रंग चमकदार लाल ("रक्तरंजित") असतो.

हे अभिकर्मक, उदाहरणार्थ, पोटॅशियम थायोसायनेट (फॉर्म्युला - केएनसीएस), आपल्याला सोल्यूशनमध्ये लोहाची अगदी नगण्य एकाग्रता देखील निर्धारित करण्यास अनुमती देते. त्यामुळे तो संशोधन करण्यास सक्षम आहे नळाचे पाणीपाईप्स गंजले आहेत का ते निश्चित करा.

लोह हा D.I. मेंडेलीव्हच्या रासायनिक घटकांच्या नियतकालिक प्रणालीच्या चौथ्या कालावधीच्या आठव्या गटाच्या बाजूच्या उपसमूहाचा एक घटक आहे. अणुक्रमांक 26. हे चिन्ह Fe (लॅटिन फेरम) द्वारे नियुक्त केले आहे. पृथ्वीच्या कवचातील सर्वात व्यापक धातूंपैकी एक (केवळ अॅल्युमिनियमनंतर दुसरा). मध्यम क्रियाकलाप धातू, कमी करणारे एजंट.

मुख्य ऑक्सिडेशन अवस्था - +2, +3

एक साधा पदार्थ लोह हा उच्च रसायनासह चांदी-पांढर्या रंगाचा निंदनीय धातू आहे प्रतिक्रिया: उच्च तापमानात किंवा हवेतील उच्च आर्द्रता येथे लोह लवकर खराब होते. शुद्ध ऑक्सिजनमध्ये, लोह जळते आणि बारीक विखुरलेल्या अवस्थेत ते हवेत उत्स्फूर्तपणे प्रज्वलित होते.

साध्या पदार्थाचे रासायनिक गुणधर्म - लोह:

ऑक्सिजनमध्ये गंजणे आणि जळणे

1) हवेत, आर्द्रतेच्या (गंजणे) उपस्थितीत लोह सहजपणे ऑक्सिडाइझ होते:

4Fe + 3O 2 + 6H 2 O → 4Fe (OH) 3

ऑक्सिजनमध्ये गरम लोखंडी तार जळते, स्केल तयार करते - लोह ऑक्साईड (II, III):

3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4

3Fe + 2O 2 → (Fe II Fe 2 III) O 4 (160 ° С)

2) उच्च तापमानात (700-900 ° से), लोह पाण्याच्या वाफेवर प्रतिक्रिया देते:

3Fe + 4H 2 O - t ° → Fe 3 O 4 + 4H 2

3) लोह गरम झाल्यावर धातू नसलेल्यांवर प्रतिक्रिया देते:

2Fe + 3Cl 2 → 2FeCl 3 (200 ° С)

Fe + S - t ° → FeS (600 ° С)

Fe + 2S → Fe +2 (S 2 -1) (700 ° С)

4) व्होल्टेजच्या मालिकेत, ते हायड्रोजनच्या डावीकडे उभे राहते, एचसीएल आणि एच 2 एसओ 4 या सौम्य ऍसिडसह प्रतिक्रिया देते, तर लोह (II) क्षार तयार होतात आणि हायड्रोजन सोडला जातो:

Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 (प्रतिक्रिया हवेत प्रवेश न करता केल्या जातात, अन्यथा Fe +2 हळूहळू ऑक्सिजनद्वारे Fe +3 मध्ये हस्तांतरित केले जाते)

Fe + H 2 SO 4 (dil.) → FeSO 4 + H 2

एकाग्र ऑक्सिडायझिंग ऍसिडमध्ये, लोह गरम केल्यावरच विरघळते, ते लगेच Fe 3+ कॅशनमध्ये जाते:

2Fe + 6H 2 SO 4 (conc.) - t ° → Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Fe + 6HNO 3 (conc.) - t ° → Fe (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

(थंडीत, केंद्रित नायट्रोजन आणि गंधकयुक्त आम्ल निष्क्रिय करणे

तांबे सल्फेटच्या निळसर द्रावणात बुडवलेले लोखंडी खिळे हळूहळू लाल धातूच्या तांब्याच्या फुलाने झाकले जातात.

5) लोह त्यांच्या क्षारांच्या द्रावणातून, त्याच्या उजवीकडे उभ्या असलेल्या धातूंचे विस्थापन करते.

Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu

उकळत्या वेळी लोखंडाची उम्फोटेरिसिटी केवळ एकाग्र क्षारांमध्ये प्रकट होते:

Fe + 2NaOH (50%) + 2H 2 O = Na 2 ↓ + H 2

आणि सोडियम टेट्राहायड्रॉक्सोफेरेट (II) चे अवक्षेपण तयार होते.

तांत्रिक लोह- कार्बनसह लोहाचे मिश्र धातु: कास्ट लोहामध्ये 2.06-6.67% सेल्सिअस असते, स्टील 0.02-2.06% C, इतर नैसर्गिक अशुद्धता (S, P, Si) आणि कृत्रिमरित्या सादर केलेले विशेष पदार्थ (Mn, Ni, Cr) अनेकदा असतात, जे तांत्रिकदृष्ट्या लोह मिश्र धातु देतात फायदेशीर वैशिष्ट्ये- कडकपणा, थर्मल आणि गंज प्रतिकार, लवचिकता इ. .

स्फोट भट्टी पिग लोह उत्पादन

डुक्कर लोहाच्या निर्मितीसाठी स्फोट भट्टी प्रक्रियेमध्ये खालील चरणांचा समावेश होतो:

अ) सल्फाइड आणि कार्बोनेट धातू तयार करणे (भाजणे) - ऑक्साइड धातूमध्ये हस्तांतरित करणे:

FeS 2 → Fe 2 O 3 (O 2, 800 ° C, -SO 2) FeCO 3 → Fe 2 O 3 (O 2, 500-600 ° C, -CO 2)

ब) गरम स्फोटासह कोकचे ज्वलन:

С (कोक) + O 2 (हवा) → СO 2 (600-700 ° С) СO 2 + С (कोक) ⇌ 2СО (700-1000 ° С)

c) कार्बन मोनॉक्साईड CO सह ऑक्साईड धातूची अनुक्रमिक घट:

Fe 2 O 3 → (CO)(फे II फे 2 III) O 4 → (CO) FeO → (CO)फे

d) लोहाचे कार्ब्युरायझेशन (6.67% C पर्यंत) आणि कास्ट आयर्न वितळणे:

फे (टी ) →(सी(कोक)900-1200 ° से) Fe (w) (कास्ट लोह, वितळण्याचा बिंदू 1145 ° से)

कास्ट आयर्नमध्ये, सिमेंटाइट Fe 2 C आणि ग्रेफाइट नेहमी धान्यांच्या स्वरूपात असतात.

स्टील उत्पादन

कास्ट आयर्नचे स्टीलमध्ये रूपांतर विशेष भट्टी (कन्व्हर्टर, ओपन-हर्थ, इलेक्ट्रिक) मध्ये केले जाते, जे गरम करण्याच्या पद्धतीमध्ये भिन्न असतात; प्रक्रिया तापमान 1700-2000 ° से. ऑक्सिजन-समृद्ध हवा वाहण्यामुळे कास्ट आयर्नमधून अतिरिक्त कार्बन तसेच ऑक्साइडच्या स्वरूपात सल्फर, फॉस्फरस आणि सिलिकॉन जळून जातात. या प्रकरणात, ऑक्साइड एकतर कचरा वायूंच्या स्वरूपात पकडले जातात (CO 2, SO 2), किंवा सहजपणे विभक्त स्लॅगमध्ये बांधले जातात - Ca 3 (PO 4) 2 आणि CaSiO 3 चे मिश्रण. विशेष स्टील्स मिळविण्यासाठी, इतर धातूंचे मिश्रित पदार्थ भट्टीत आणले जातात.

प्राप्त करत आहेउद्योगात शुद्ध लोह - लोह क्षारांच्या द्रावणाचे इलेक्ट्रोलिसिस, उदाहरणार्थ:

FeСl 2 → Fe ↓ + Сl 2 (90 ° С) (इलेक्ट्रोलिसिस)

(हायड्रोजनसह लोह ऑक्साईड कमी करण्यासह इतर विशेष पद्धती आहेत).

शुद्ध लोह विशेष मिश्रधातूंच्या उत्पादनात, इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स आणि ट्रान्सफॉर्मरच्या कोरच्या निर्मितीमध्ये, कास्ट लोह - कास्टिंग आणि स्टील, स्टील - संरचनात्मक आणि साधन सामग्री म्हणून वापरला जातो, ज्यात पोशाख-, उष्णता- आणि गंज- प्रतिरोधक

लोह (II) ऑक्साईड एफ eO ... एम्फोटेरिक ऑक्साईड ज्यामध्ये मूलभूत गुणधर्मांचे मोठे प्राबल्य आहे. काळा, एक आयनिक रचना Fe 2+ O 2- आहे. गरम झाल्यावर ते प्रथम विघटित होते, नंतर पुन्हा तयार होते. लोखंड हवेत जाळल्यावर ते तयार होत नाही. पाण्यावर प्रतिक्रिया देत नाही. ऍसिडस् द्वारे विघटित, अल्कलीसह मिसळलेले. दमट हवेत हळूहळू ऑक्सिडायझेशन होते. हायड्रोजन, कोक सह कमी. लोखंड वितळण्याच्या स्फोट भट्टीच्या प्रक्रियेत भाग घेते. हे सिरेमिक आणि खनिज पेंट्सचे घटक म्हणून वापरले जाते. सर्वात महत्वाच्या प्रतिक्रियांची समीकरणे:

4FеO ⇌ (Fe II Fe 2 III) + Fe (560-700 ° С, 900-1000 ° С)

FeO + 2HC1 (dil.) = FeC1 2 + H 2 O

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

FеO + 4NAОН = 2Н 2 O + एनa 4एफईओ३ (लाल.) ट्रायऑक्सोफेरेट (II)(400-500 ° से)

FeO + H 2 = H 2 O + Fe (अतिरिक्त शुद्ध) (350 ° C)

FeO + C (कोक) = Fe + CO (1000 ° C च्या वर)

FeO + CO = Fe + CO 2 (900 ° C)

4FеO + 2Н 2 O (ओलावा) + O 2 (हवा) → 4FеO (ОН) (t)

6FеO + O 2 = 2 (Fe II Fe 2 III) O 4 (300-500 ° С)

प्राप्त करत आहेवि प्रयोगशाळा: हवेच्या प्रवेशाशिवाय लोह (II) संयुगांचे थर्मल विघटन:

Fe (OH) 2 = FeO + H 2 O (150-200 ° C)

FeCO3 = FeO + CO 2 (490-550 ° C)

डायरॉन (III) ऑक्साईड - लोह ( II ) ( Fe II Fe 2 III) O 4 ... दुहेरी ऑक्साईड. काळ्या रंगाची, आयनिक रचना Fe 2+ (Fe 3+) 2 (O 2-) 4 आहे. उच्च तापमानापर्यंत थर्मलली स्थिर. पाण्यावर प्रतिक्रिया देत नाही. ऍसिडस् द्वारे विघटित. हायड्रोजन, गरम लोह सह कमी. डुक्कर लोह उत्पादनाच्या ब्लास्ट फर्नेस प्रक्रियेत भाग घेते. हे खनिज पेंट्सचे घटक म्हणून वापरले जाते ( लोखंडी शिसे), सिरेमिक, रंगीत सिमेंट. स्टील उत्पादनांच्या पृष्ठभागाच्या विशेष ऑक्सिडेशनचे उत्पादन ( काळे होणे, निळे होणे). रचना लोखंडावरील तपकिरी गंज आणि गडद स्केलशी संबंधित आहे. स्थूल सूत्र Fe 3 O 4 वापरण्याची शिफारस केलेली नाही. सर्वात महत्वाच्या प्रतिक्रियांची समीकरणे:

2 (Fe II Fe 2 III) O 4 = 6FеO + O 2 (1538 ° C च्या वर)

(Fe II Fe 2 III) O 4 + 8HC1 (dil.) = FeC1 2 + 2FeC1 3 + 4H 2 O

(Fe II Fe 2 III) O 4 + 10НNO 3 (conc.) = 3Fе (NO 3) 3 + NO 2 + 5Н 2 O

(Fe II Fe 2 III) O 4 + O 2 (हवा) = 6Fе 2 O 3 (450-600 ° C)

(Fe II Fe 2 III) O 4 + 4H 2 = 4H 2 O + 3Fе (अतिरिक्त शुद्ध, 1000 ° से)

(Fe II Fe 2 III) O 4 + CO = ZFeO + CO 2 (500-800 ° से)

(Fe II Fe 2 III) O4 + Fe ⇌4FеО (900-1000 ° С, 560-700 ° С)

प्राप्त करत आहे:हवेत लोहाचे ज्वलन (पहा).

मॅग्नेटाइट

लोह (III) ऑक्साईड एफ e 2 O 3 ... मूलभूत गुणधर्मांचे प्राबल्य असलेले एम्फोटेरिक ऑक्साइड. लाल-तपकिरी, एक आयनिक रचना आहे (Fe 3+) 2 (O 2-) 3. उच्च तापमानापर्यंत थर्मलली स्थिर. लोखंड हवेत जाळल्यावर ते तयार होत नाही. पाण्यावर प्रतिक्रिया देत नाही, तपकिरी आकारहीन हायड्रेट Fe 2 O 3 nH 2 O द्रावणातून बाहेर पडते. आम्ल आणि क्षारांवर हळूहळू प्रतिक्रिया देते. कार्बन मोनॉक्साईड, वितळलेल्या लोहासह कमी. इतर धातूंच्या ऑक्साईडसह मिश्रधातू आणि दुहेरी ऑक्साइड तयार करतात - स्पिनल्स(तांत्रिक उत्पादनांना फेराइट्स म्हणतात). ब्लास्ट-फर्नेस प्रक्रियेत पिग आयर्न वितळण्यासाठी कच्चा माल म्हणून, अमोनियाच्या निर्मितीमध्ये उत्प्रेरक म्हणून, सिरॅमिक्सचा एक घटक, नॉन-फेरस सिमेंट्स आणि मिनरल पेंट्स, स्टील स्ट्रक्चर्सच्या थर्माईट वेल्डिंगमध्ये वापरला जातो. स्टील आणि काचेसाठी पॉलिशिंग एजंट म्हणून चुंबकीय टेपवर ध्वनी आणि प्रतिमांचा वाहक.

सर्वात महत्वाच्या प्रतिक्रियांची समीकरणे:

6Fе 2 O 3 = 4 (Fe II Fe 2 III) O 4 + O 2 (1200-1300 ° C)

Fe 2 O 3 + 6HC1 (dil.) → 2FeC1 3 + ЗН 2 O (t) (600 ° C, p)

Fe 2 O 3 + 2NaOH (conc.) → H 2 O + 2 एनaएफईओ 2 (लाल)डायऑक्सोफेरेट (III)

Fe 2 O 3 + MO = (M II Fe 2 II I) O 4 (M = Cu, Mn, Fe, Ni, Zn)

Fe 2 O 3 + ZN 2 = ZN 2 O + 2Fе (अतिरिक्त शुद्ध, 1050-1100 ° C)

Fe 2 O 3 + Fe = ZFeO (900 ° से)

3Fе 2 O 3 + CO = 2 (Fe II Fe 2 III) O 4 + CO 2 (400-600 ° C)

प्राप्त करत आहेप्रयोगशाळेत - हवेतील लोह (III) क्षारांचे थर्मल विघटन:

Fe 2 (SO 4) 3 = Fe 2 O 3 + 3SO 3 (500-700 ° C)

4 (फे (NO 3) 3 9 Н 2 O) = 2Fе a O 3 + 12NO 2 + 3O 2 + 36Н 2 O (600-700 ° С)

निसर्गात - लोह ऑक्साईड धातू हेमॅटाइट Fe 2 O 3 आणि लिमोनाइट Fe 2 O 3 nН 2 O

लोह (II) हायड्रॉक्साईड एफ e (OH) २. मूलभूत गुणधर्मांचे प्राबल्य असलेले एम्फोटेरिक हायड्रॉक्साइड. पांढरा (कधीकधी हिरवट रंगाचा), Fe - OH बंध प्रामुख्याने सहसंयोजक असतात. थर्मलली अस्थिर. हवेत सहजपणे ऑक्सिडाइझ होते, विशेषत: जेव्हा ओले होते (गडद होते). पाण्यात अघुलनशील. सौम्य ऍसिड, केंद्रित अल्कलीसह प्रतिक्रिया देते. ठराविक कमी करणारे एजंट. लोखंड गंजणे मध्ये मध्यवर्ती. हे लोह-निकेल बॅटरीच्या सक्रिय वस्तुमानाच्या निर्मितीमध्ये वापरले जाते.

सर्वात महत्वाच्या प्रतिक्रियांची समीकरणे:

Fe (OH) 2 = FeO + H 2 O (150-200 ° C, atm N 2 मध्ये)

Fe (OH) 2 + 2HC1 (dil.) = FeC1 2 + 2H 2 O

Fe (OH) 2 + 2NаОН (> 50%) = Na 2 ↓ (निळा-हिरवा) (उकळत)

4Fе (ОН) 2 (निलंबन) + O 2 (हवा) → 4FеO (ОН) ↓ + 2Н 2 O (t)

2Fе (ОН) 2 (निलंबन) + Н 2 O 2 (dil.) = 2FеO (ОН) ↓ + 2Н 2 O

Fe (OH) 2 + KNO 3 (conc.) = FeO (OH) ↓ + NO + KOH (60 ° C)

प्राप्त करत आहे: अक्रिय वातावरणात क्षार किंवा अमोनिया हायड्रेट असलेल्या द्रावणातून होणारा वर्षाव:

Fe 2+ + 2OH (विस्तारित) = एफe (OH) 2 ↓

Fe 2+ + 2 (NH 3 H 2 O) = एफe (OH) 2 ↓+ 2NH 4

लोह मेटाहायड्रॉक्साइड एफ eO (OH). मूलभूत गुणधर्मांचे प्राबल्य असलेले एम्फोटेरिक हायड्रॉक्साइड. फिकट तपकिरी, Fe - O आणि Fe - OH बंध प्रामुख्याने सहसंयोजक असतात. वितळल्याशिवाय गरम केल्यावर विघटित होते. पाण्यात अघुलनशील. ते अनाकार तपकिरी पॉलीहायड्रेट Fe 2 O 3 nH 2 O च्या स्वरूपात द्रावणातून अवक्षेपित होते, जे सौम्य अल्कधर्मी द्रावणाखाली ठेवल्यावर किंवा कोरडे केल्यावर, FeO (OH) मध्ये रूपांतरित होते. ऍसिड, घन अल्कलीसह प्रतिक्रिया देते. कमकुवत ऑक्सिडायझिंग आणि कमी करणारे एजंट. Fe (OH) 2 सह सिंटर केलेले. लोखंड गंजणे मध्ये मध्यवर्ती. हे पिवळ्या खनिज पेंट्स आणि इनॅमल्ससाठी आधार म्हणून वापरले जाते, एक एक्झॉस्ट गॅस शोषक, सेंद्रिय संश्लेषणातील उत्प्रेरक.

Fe (OH) 3 ची रचना ज्ञात नाही (मिळलेली नाही).

सर्वात महत्वाच्या प्रतिक्रियांची समीकरणे:

Fe 2 O 3. nН 2 O → ( 200-250 ° से, -एच 2 ओ) FeO (OH) → ( हवेत 560-700 °C, -H2O)→ Fe 2 O 3

FeO (OH) + ZNS1 (dil.) = FeC1 3 + 2H 2 O

FeO (OH) → फे 2 ओ 3 . nH 2 ओ- कोलायड(NaOH (conc.))

FeO (OH) → एनa 3 [एफe (OH) 6]पांढरा, Na 5 आणि K 4, अनुक्रमे; दोन्ही प्रकरणांमध्ये, समान रचना आणि संरचनेचे निळे उत्पादन, КFе III, अवक्षेपित केले जाते. प्रयोगशाळेत या गाळाला म्हणतात प्रुशियन निळा, किंवा टर्नबुलचा निळा:

Fe 2+ + K + + 3- = KFe III ↓

Fe 3+ + K + + 4- = KFe III ↓

प्रारंभिक अभिकर्मक आणि प्रतिक्रिया उत्पादनाची रासायनिक नावे:

K 3 Fe III - पोटॅशियम हेक्सास्यानोफेरेट (III)

K 4 Fe III - पोटॅशियम हेक्सास्यानोफेरेट (II)

КFе III - लोह (III) पोटॅशियम हेक्सास्यानोफेरेट (II)

याव्यतिरिक्त, Fe 3+ आयनसाठी एक चांगला अभिकर्मक म्हणजे थायोसायनेट आयन NСS -, लोह (III) त्याच्याशी एकत्रित होते आणि एक चमकदार लाल ("रक्तरंजित") रंग दिसून येतो:

फे 3+ + 6NСS - = 3-

हा अभिकर्मक (उदाहरणार्थ, केएनसीएस मीठाच्या स्वरूपात) लोह (III) च्या खुणा देखील शोधू शकतो. नळाचे पाणीजर ते आतल्या गंजाने झाकलेल्या लोखंडी पाईपमधून गेले तर.

पदनाम - फे (लोह);
कालावधी - IV;
गट - 8 (VIII);
अणु द्रव्यमान - 55.845;
अणुक्रमांक - 26;
अणू त्रिज्या = 126 pm;
सहसंयोजक त्रिज्या = 117 pm;
इलेक्ट्रॉनचे वितरण - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2;
हळुवार बिंदू = 1535 ° से;
उकळत्या बिंदू = 2750 ° से;
विद्युत ऋणात्मकता (पॉलिंग / आल्प्रेड आणि रोहोव) = 1.83 / 1.64;
ऑक्सीकरण स्थिती: +8, +6, +4, +3, +2, +1, 0;
घनता (n. At.) = 7.874 g/cm 3;
मोलर व्हॉल्यूम = 7.1 सेमी 3 / मोल.

लोह संयुगे:

अ‍ॅल्युमिनिअमनंतर पृथ्वीच्या कवचामध्ये (वस्तुमानानुसार 5.1%) लोह हा सर्वात मुबलक धातू आहे.

पृथ्वीवर, मुक्त अवस्थेत लोखंड कमी प्रमाणात नगेट्सच्या स्वरूपात तसेच खाली पडलेल्या उल्कामध्ये आढळते.

लोहयुक्त खनिजे: चुंबकीय, लाल, तपकिरी लोह धातूंपासून, लोह धातूच्या साठ्यांवर औद्योगिकरित्या लोहाचे उत्खनन केले जाते.

असे म्हटले पाहिजे की लोह अनेक नैसर्गिक खनिजांचा एक भाग आहे, ज्यामुळे त्यांचा नैसर्गिक रंग येतो. खनिजांचा रंग Fe 2+ / Fe 3+ या लोह आयनांच्या एकाग्रता आणि गुणोत्तरावर तसेच या आयनांच्या सभोवतालच्या अणूंवर अवलंबून असतो. उदाहरणार्थ, लोह आयनच्या अशुद्धतेची उपस्थिती अनेक मौल्यवान आणि रंगांवर परिणाम करते अर्ध-मौल्यवान दगड: पुष्कराज (फिकट पिवळ्या ते लाल), नीलमणी (निळ्या ते गडद निळ्या), एक्वामेरीन (हलका निळा ते हिरवा निळा), इ.

लोह प्राणी आणि वनस्पतींच्या ऊतींमध्ये आढळते, उदाहरणार्थ, प्रौढ व्यक्तीच्या शरीरात सुमारे 5 ग्रॅम लोह असते. लोह हा एक महत्त्वाचा घटक आहे, तो प्रथिने हिमोग्लोबिनचा एक भाग आहे, फुफ्फुसातून ऊती आणि पेशींमध्ये ऑक्सिजनच्या वाहतुकीत भाग घेतो. मानवी शरीरात लोहाच्या कमतरतेसह, अशक्तपणा विकसित होतो (लोहाची कमतरता अशक्तपणा).

तांदूळ. लोह अणूची रचना.

लोह अणूचे इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फिगरेशन 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 आहे (अणूंची इलेक्ट्रॉनिक रचना पहा). शिक्षणात रासायनिक बंधबाह्य 4s-स्तरावर स्थित 2 इलेक्ट्रॉन + 3d-सबलेव्हलचे 6 इलेक्ट्रॉन (एकूण 8 इलेक्ट्रॉन) इतर घटकांसह भाग घेऊ शकतात, म्हणून, संयुगेमध्ये, लोह +8, +6, +4, + ऑक्सिडेशन अवस्था घेऊ शकते. 3, +2, + 1, (सर्वात सामान्य +3, +2 आहेत). लोहाची सरासरी रासायनिक क्रिया असते.

तांदूळ. लोह ऑक्सिडेशन असे म्हणतात: +2, +3.

लोहाचे भौतिक गुणधर्म:

चांदी-पांढरा धातू;
त्याच्या शुद्ध स्वरूपात, ते अगदी मऊ आणि प्लास्टिक आहे;
चांगली उष्णता आणि विद्युत चालकता आहे.

लोह चार बदलांच्या स्वरूपात अस्तित्वात आहे (क्रिस्टल जाळीच्या संरचनेत भिन्न): α-लोह; β-लोह; γ-लोह; δ-लोह.

लोह रासायनिक गुणधर्म

ऑक्सिजनसह प्रतिक्रिया देते, तापमान आणि ऑक्सिजन एकाग्रतेवर अवलंबून, विविध उत्पादने किंवा लोह ऑक्सिडेशन उत्पादनांचे मिश्रण (FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4) तयार केले जाऊ शकते:
3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4;
कमी तापमानात लोहाचे ऑक्सीकरण:
4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3;
पाण्याच्या वाफेवर प्रतिक्रिया देते:
3Fe + 4H 2 O = Fe 3 O 4 + 4H 2;
बारीक ठेचलेले लोह सल्फर आणि क्लोरीन (फेरस सल्फाइड आणि क्लोराईड) सह गरम केल्यावर प्रतिक्रिया देते:
Fe + S = FeS; 2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3;
उच्च तापमानात सिलिकॉन, कार्बन, फॉस्फरससह प्रतिक्रिया देते:
3Fe + C = Fe 3 C;
इतर धातू आणि नॉन-मेटल्ससह, लोह मिश्रधातू बनवू शकते;
लोह त्यांच्या क्षारांपासून कमी सक्रिय धातू विस्थापित करते:
Fe + CuCl 2 = FeCl 2 + Cu;
सौम्य ऍसिडसह, लोह कमी करणारे एजंट म्हणून कार्य करते, क्षार तयार करते:
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2;
सौम्य नायट्रिक ऍसिडसह, लोह त्याच्या एकाग्रतेनुसार (N 2, N 2 O, NO 2) विविध ऍसिड कमी करणारी उत्पादने बनवते.

लोह मिळवणे आणि वापरणे

औद्योगिक लोह मिळते smeltingकास्ट लोह आणि स्टील.

कास्ट आयरन हे सिलिकॉन, मॅंगनीज, सल्फर, फॉस्फरस, कार्बन यांचे मिश्रण असलेले लोहाचे मिश्रण आहे. कास्ट आयर्नमधील कार्बनचे प्रमाण 2% पेक्षा जास्त आहे (स्टीलमध्ये 2% पेक्षा कमी).

शुद्ध लोह मिळते:

कास्ट लोहापासून बनवलेल्या ऑक्सिजन कन्व्हर्टरमध्ये;
हायड्रोजन आणि बायव्हॅलेंट कार्बन मोनोऑक्साइडसह लोह ऑक्साईड कमी करणे;
संबंधित क्षारांचे इलेक्ट्रोलिसिस.

लोह ऑक्साईड कमी करून डुक्कर लोह लोह धातूंपासून मिळवले जाते. ब्लास्ट फर्नेसमध्ये पिग आयर्नचा वास येतो. स्फोट भट्टी उष्णता स्त्रोत म्हणून कोक वापरते.

ब्लास्ट फर्नेस ही एक अतिशय जटिल तांत्रिक रचना आहे ज्याची उंची अनेक दहा मीटर आहे. हे रीफ्रॅक्टरी विटांनी रेखाटलेले आहे आणि बाह्य स्टीलच्या आवरणाने संरक्षित आहे. 2013 पर्यंत, सर्वात मोठी ब्लास्ट फर्नेस बांधली गेली दक्षिण कोरियाग्वांगयांग शहरातील मेटलर्जिकल प्लांटमध्ये पोस्कोची पोलाद कंपनी (आधुनिकीकरणानंतर भट्टीचे प्रमाण 5,700,000 टन वार्षिक क्षमतेसह 6,000 क्यूबिक मीटर होते).

तांदूळ. झोत भट्टी.

ब्लास्ट फर्नेसमध्ये पिग आयर्न वितळण्याची प्रक्रिया कित्येक दशकांपर्यंत सतत चालू राहते जोपर्यंत भट्टी त्याच्या आयुष्याच्या शेवटपर्यंत पोहोचत नाही.

तांदूळ. ब्लास्ट फर्नेसमध्ये पिग आयर्न वितळण्याची प्रक्रिया.

फायदेशीर धातू (चुंबकीय, लाल, तपकिरी लोह धातू) आणि कोक हे स्फोट भट्टीच्या अगदी वरच्या बाजूला ओतले जातात;
कार्बन मोनॉक्साईड (II) च्या प्रभावाखाली धातूपासून लोह कमी होण्याची प्रक्रिया 450-1100 ° से तापमानात ब्लास्ट फर्नेस (खाण) च्या मधल्या भागात घडते (लोह ऑक्साईड धातूमध्ये कमी केले जातात):
- 450-500 ° C - 3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2;
- 600 ° C - Fe 3 O 4 + CO = 3FeO + CO 2;
- 800 ° C - FeO + CO = Fe + CO 2;
- बायव्हॅलेंट आयर्न ऑक्साईडचा भाग कोकद्वारे कमी केला जातो: FeO + C = Fe + CO.
समांतर, सिलिकॉन आणि मॅंगनीज ऑक्साईड कमी करण्याची प्रक्रिया आहे (लोह धातूमध्ये अशुद्धतेच्या स्वरूपात समाविष्ट आहे), सिलिकॉन आणि मॅंगनीज हे कास्ट आयर्नचे भाग आहेत:
- SiO 2 + 2C = Si + 2CO;
- Mn 2 O 3 + 3C = 2Mn + 3CO.
चुनखडीचे थर्मल विघटन (ब्लास्ट फर्नेसमध्ये केले जाते) दरम्यान, कॅल्शियम ऑक्साईड तयार होतो, जो धातूमध्ये असलेल्या सिलिकॉन आणि अॅल्युमिनियम ऑक्साईडसह प्रतिक्रिया देतो:
- CaCO 3 = CaO + CO 2;
- CaO + SiO 2 = CaSiO 3;
- CaO + Al 2 O 3 = Ca (AlO 2) 2.
1100 ° C वर, लोह कमी करण्याची प्रक्रिया थांबते;
शाफ्टच्या खाली स्टीमिंग आहे, ब्लास्ट फर्नेसचा सर्वात रुंद भाग, ज्याच्या खाली खांद्याचा भाग आहे, ज्यामध्ये कोक जळतो आणि वितळणारे द्रव पदार्थ तयार होतात - पिग आयर्न आणि स्लॅग, भट्टीच्या अगदी तळाशी जमा होतात - चूल;
चूलच्या वरच्या भागात 1500 डिग्री सेल्सिअस तापमानात उडलेल्या हवेच्या प्रवाहात, कोकचे तीव्र ज्वलन होते: C + O 2 = CO 2;
लाल-गरम कोकमधून जाताना, कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) कार्बन मोनोऑक्साइड (II) मध्ये रूपांतरित होतो, जो लोह कमी करणारा घटक आहे (वर पहा): CO 2 + C = 2CO;
कॅल्शियम सिलिकेट्स आणि अॅल्युमिनोसिलिकेट्सने तयार केलेले स्लॅग्स कास्ट आयर्नच्या वर स्थित असतात, ऑक्सिजनच्या क्रियेपासून त्याचे संरक्षण करतात;
चूलच्या वेगवेगळ्या स्तरांवर असलेल्या विशेष छिद्रांद्वारे, कास्ट लोह आणि स्लॅग बाहेर सोडले जातात;
बहुतेक डुक्कर लोह पुढील प्रक्रियेसाठी जाते - स्टील स्मेल्टिंग.

कनव्हर्टर पद्धतीने (ओपन-हर्थ आधीच अप्रचलित आहे, जरी ते अद्याप वापरले जात असले तरी) किंवा इलेक्ट्रिक वितळण्याद्वारे (विद्युत भट्टी, इंडक्शन फर्नेसमध्ये) कवच लोह आणि स्क्रॅप धातूपासून स्टील वितळले जाते. प्रक्रियेचे सार (कास्ट लोहाचे पुनर्वितरण) ऑक्सिजनसह ऑक्सिडेशनद्वारे कार्बन आणि इतर अशुद्धतेची एकाग्रता कमी करणे आहे.

वर नमूद केल्याप्रमाणे, स्टीलमध्ये कार्बन एकाग्रता 2% पेक्षा जास्त नाही. यामुळे, कास्ट लोहाच्या विरूद्ध, स्टील अगदी सहजपणे बनावट आणि रोल केलेले आहे, ज्यामुळे उच्च कडकपणा आणि सामर्थ्याने त्यातून विविध उत्पादने तयार करणे शक्य होते.

स्टीलची कडकपणा विशिष्ट स्टील ग्रेड आणि उष्णता उपचार परिस्थितीत कार्बन सामग्रीवर (जेवढा कार्बन जास्त, तितके स्टील कठोर) अवलंबून असते. जेव्हा टेम्पर्ड (हळू थंड होते), तेव्हा स्टील मऊ होते; जेव्हा विझवले जाते (त्वरीत थंड होते), तेव्हा स्टील खूप कठीण असते.

स्टीलला इच्छित विशिष्ट गुणधर्म देण्यासाठी, त्यात लिगेटिंग ऍडिटीव्ह जोडले जातात: क्रोमियम, निकेल, सिलिकॉन, मोलिब्डेनम, व्हॅनेडियम, मॅंगनीज इ.

राष्ट्रीय अर्थव्यवस्थेच्या बहुसंख्य क्षेत्रांमध्ये कास्ट लोह आणि पोलाद हे सर्वात महत्वाचे संरचनात्मक साहित्य आहेत.

लोहाची जैविक भूमिका:

प्रौढ व्यक्तीच्या शरीरात सुमारे 5 ग्रॅम लोह असते;
हेमेटोपोएटिक अवयवांच्या कामात लोह महत्वाची भूमिका बजावते;
लोह हा अनेक जटिल प्रोटीन कॉम्प्लेक्सचा एक भाग आहे (हिमोग्लोबिन, मायोग्लोबिन, विविध एंजाइम).

लोह (II) संयुगे

लोह ऑक्सिडेशन स्थिती +2 असलेले लोह संयुगे अस्थिर असतात आणि लोह (III) डेरिव्हेटिव्हमध्ये सहजपणे ऑक्सिडाइझ होतात.

Fe 2 O 3 + CO = 2FeO + CO 2.

लोह (II) हायड्रॉक्साइड Fe (OH) 2ताजे अवक्षेपित रंग राखाडी-हिरवा असतो, पाण्यात विरघळत नाही, 150 डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त तापमानात विघटित होतो, ऑक्सिडेशनमुळे त्वरीत गडद होतो:

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

मूलभूत गुणधर्मांच्या प्राबल्य असलेले सौम्य उम्फोटेरिक गुणधर्म दर्शविते, नॉन-ऑक्सिडायझिंग ऍसिडसह सहजपणे प्रतिक्रिया देतात:

Fe (OH) 2 + 2HCl = FeCl 2 + 2H 2 O.

टेट्राहायड्रॉक्सोफेरेट (II) तयार करण्यासाठी गरम केल्यावर केंद्रित अल्कली द्रावणांशी संवाद साधते:

Fe (OH) 2 + 2NaOH = Na 2.

कमी करणारे गुणधर्म दर्शविते, नायट्रिक किंवा केंद्रित सल्फ्यूरिक ऍसिडशी संवाद साधताना, लोह (III) लवण तयार होतात:

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

हे वातावरणातील ऑक्सिजनच्या अनुपस्थितीत लोह (II) लवणांच्या अल्कली द्रावणासह परस्परसंवादाद्वारे प्राप्त होते:

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

लोह (II) क्षार.लोह (II) जवळजवळ सर्व आयनांसह लवण बनवते. सामान्यतः ग्लायकोकॉलेट हिरव्या क्रिस्टलीय हायड्रेट्सच्या स्वरूपात स्फटिक बनतात: Fe (NO 3) 2 6H 2 O, FeSO 4 7H 2 O, FeBr 2 6H 2 O, (NH 4) 2 Fe (SO 4) 2 6H 2 O (मीठ मोरा) ) इ. मिठाच्या द्रावणाचा रंग फिकट हिरवा असतो आणि हायड्रोलिसिसमुळे, अम्लीय वातावरण असते:

Fe 2+ + H 2 O = FeOH + + H +.

क्षारांचे सर्व गुणधर्म दाखवा.

हवेत उभे असताना, ते हळूहळू विरघळलेल्या ऑक्सिजनद्वारे लोह (III) क्षारांमध्ये ऑक्सिडाइझ केले जातात:

4FeCl 2 + O 2 + 2H 2 O = 4FeOHCl 2.

कॅशन Fe 2+ साठी गुणात्मक प्रतिक्रिया - पोटॅशियम हेक्सास्यानोफेरेट (III) (लाल रक्त मीठ) सह परस्परसंवाद:

FeSO 4 + K 3 = KFe ↓ + K 2 SO 4

Fe 2+ + K + + 3- = KFe ↓

प्रतिक्रियेच्या परिणामी, एक निळा अवक्षेपण तयार होतो - लोह (III) - पोटॅशियम हेक्सास्यानोफेरेट (II).

ऑक्सिडेशन स्थिती +3 लोहासाठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहे.

लोह (III) ऑक्साईड Fe 2 O 3 -तपकिरी पदार्थ, तीन बहुरूपी बदलांमध्ये अस्तित्वात आहे.

मुख्य गोष्टींच्या प्राबल्य असलेल्या सौम्य उम्फोटेरिक गुणधर्म दर्शविते. ऍसिडसह सहजपणे प्रतिक्रिया देते:

Fe 2 O 3 + 6HCl = 2FeCl 3 + 3H 2 O.

ते अल्कली द्रावणांवर प्रतिक्रिया देत नाही, परंतु संलयन केल्यावर ते फेराइट्स बनवते:

Fe 2 O 3 + 2NaOH = 2NaFeO 2 + H 2 O.

ऑक्सिडायझिंग आणि कमी करणारे गुणधर्म दर्शविते. गरम केल्यावर, ते हायड्रोजन किंवा कार्बन मोनोऑक्साइड (II) सह कमी केले जाते, ऑक्सिडायझिंग गुणधर्म प्रदर्शित करतात:

Fe 2 O 3 + H 2 = 2FeO + H 2 O,

Fe 2 O 3 + CO = 2FeO + CO 2.

मध्ये मजबूत ऑक्सिडंट्सच्या उपस्थितीत अल्कधर्मी वातावरणकमी करणारे गुणधर्म प्रदर्शित करते आणि लोह (VI) डेरिव्हेटिव्हमध्ये ऑक्सिडाइझ केले जाते:

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

1400 डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त तापमानात, विघटन होते:

6Fe 2 O 3 = 4Fe 3 O 4 + O 2.

हे लोह (III) हायड्रॉक्साईडच्या थर्मल विघटनाने प्राप्त होते:

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

किंवा पायराइटच्या ऑक्सिडेशनद्वारे:

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

FeCl 3 + 3KCNS = Fe (CNS) 3 + 3KCl,

हे पृथ्वीच्या कवचातील सर्वात विपुल घटकांपैकी एक आहे.

लोहाचे भौतिक गुणधर्म.

लोखंड- उच्च रासायनिक प्रतिकारासह चांदी-पांढर्या रंगाची निंदनीय धातू. हे उच्च तापमान आणि आर्द्रता चांगले सहन करते. हवा आणि पाण्यात त्वरीत मिटते (गंज). खूप लवचिक, चांगले फोर्जिंग आणि रोलिंग. चांगली थर्मल आणि इलेक्ट्रिकल चालकता, उत्कृष्ट फेरोमॅग्नेट आहे.

लोहाचे रासायनिक गुणधर्म.

लोखंडसंक्रमण धातू. त्याची ऑक्सिडेशन स्थिती +2 आणि +3 असू शकते. वाफेवर प्रतिक्रिया देते:

3 फे + 4 एच 2 ओ = फे 3 ओ 4 + 4 एच 2 .

परंतु आर्द्रतेच्या उपस्थितीत, लोह गंजते:

4 फे + 3 ओ 2 + 6 एच 2 ओ = 4 फे(ओह) 3 .

2 फे + 3 Cl 2 = 2 FeCl 3 .

फे + एच 2 SO 4 = FeSO 4 + एच 2 .

एकाग्र आम्ल थंडीत लोह निष्क्रिय करतात, परंतु गरम झाल्यावर विरघळतात:

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

लोह हायड्रॉक्साईड (II) ऑक्सिजन प्रवेशाशिवाय लोह (II) क्षारांवर अल्कलीच्या क्रियेद्वारे प्राप्त होते:

F 2 SO 4 + 2NaOH = Fe (OH) 2 + Na 2 SO 4.

एक पांढरा अवक्षेप तयार होतो, जो त्वरीत हवेत ऑक्सिडाइझ होतो:

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

हा हायड्रॉक्साईड एम्फोटेरिक आहे; गरम केल्यावर ते अल्कलीमध्ये विरघळते आणि हेक्साहायड्रोफेरेट बनते:

Fe (OH) 3 + 3KOH = K 3.

लोह फॉर्म दोन जटिल लोह क्षार:

पिवळे रक्त मीठ के 4 [ फे(CN) 6 ];
लाल रक्त मीठ के 3 [ फे(CN) 6 ].

ही संयुगे लोह आयन निश्चित करण्यासाठी गुणात्मक आहेत. कंपाऊंड प्रुशियन निळा:

K 4 + Fe 2+ = KFe III + 2K +.

लोखंडाचा वापर.

लोह हा श्वसन प्रक्रियेचा एक आवश्यक घटक आहे. हे रक्ताच्या हिमोग्लोबिनचा एक भाग आहे, फुफ्फुसातून ऊतींमध्ये ऑक्सिजनच्या हस्तांतरणामध्ये सामील आहे. निसर्गात, लोह अयस्क आणि खनिजांमध्ये आढळते.