Buscando conocimientos de química inorgánica en la escuela secundaria ~ ~
Soy un estudiante de secundaria y pronto tomaré el examen de ingreso a la universidad. También estoy tomando química. Hay muchas respuestas en línea. Le daré algunas capturas de pantalla de respuestas útiles, dentro del alcance del esquema.
Los grupos carbono y oxígeno no se clasifican por separado en el programa de estudios debido a la gran superficie que cubren: AL y Fe tienen capítulos separados.
Introducción al Carbono
El carbono es un elemento no metálico situado en el segundo grupo periódico de la tabla periódica de elementos.
El carbono es un elemento muy común que se encuentra en diversas formas en la atmósfera y la corteza terrestre. La comprensión y utilización del carbono simple tiene una larga historia, y una serie de compuestos orgánicos de carbono son la base de la vida. El carbono es un componente del arrabio, el hierro forjado y el acero. El carbono puede combinarse químicamente consigo mismo para formar una gran cantidad de compuestos y es una molécula importante en biología y negocios. La mayoría de las moléculas de los organismos vivos contienen carbono [1].
Los compuestos de carbono generalmente se obtienen a partir de combustibles fósiles, luego se separan y se sintetizan en diversos productos necesarios para la vida, como etileno, plásticos, etc.
El carbono se presenta en diversas formas, como el carbono elemental cristalino, como el diamante y el grafito; el carbono amorfo, como el carbón; los compuestos orgánicos complejos, como los animales y las plantas, y los carbonatos, como el mármol. Las propiedades físicas y químicas del carbono elemental dependen de su estructura cristalina. El diamante muy duro y el grafito blando tienen diferentes estructuras cristalinas, cada una con su propia apariencia, densidad y punto de fusión.
Las propiedades químicas del carbono elemental son relativamente estables a temperatura ambiente e insolubles en agua, ácidos diluidos, álcalis diluidos y disolventes orgánicos. Reacciona con el oxígeno para formar dióxido de carbono o monóxido de carbono a diferentes temperaturas elevadas; entre los halógenos, solo el flúor puede reaccionar directamente con el carbono elemental cuando se calienta, el carbono elemental se oxida fácilmente con el ácido, y el carbono también puede reaccionar con muchos metales; para formar cosas de carbonización de metales. El carbono es reducible y puede utilizarse para fundir metales a altas temperaturas.
Símbolo químico: c
Número de protones: 6
Número atómico: 6
Período: 2
Familia: IVA
Distribución de capas de electrones: 2-4
Configuración electrónica: 1 s222p 2
Valor de oxidación (óxido): 4, 3, 2 ( Débilmente ácido)
Color y apariencia: negro (grafito), incoloro (diamante)
Estado del material: sólido
Punto de fusión: alrededor de 3550 ℃ (diamante)
Punto de ebullición: unos 4827°C (sublimación)
Dureza Mohs: grafito 1-2, diamante 10.
Estado de oxidación: principalmente -4, C+2, C+4 (y otros estados de oxidación).
Energía de enlace químico: (kj/mol)c-h 411c-c348c = c 614c≡c839c = n 615c≡n 891c = o 745 c≡.
Enlace: Los átomos de carbono son generalmente tetravalentes y requieren cuatro electrones simples, pero su estado fundamental solo tiene dos electrones simples, por lo que siempre se requiere hibridación al formar enlaces. El método de hibridación más común es la hibridación sp3, que aprovecha al máximo cuatro electrones de valencia y los distribuye uniformemente en cuatro órbitas, lo que es una hibridación isotrópica. Esta estructura es completamente simétrica. Una vez formado el enlace, es un enlace σ estable. No hay repulsión del par de electrones solitarios y es muy estable. Todos los átomos de carbono del diamante están unidos de esta forma mixta. Los átomos de carbono de los alcanos también entran en esta categoría.
Observa el tipo de electrón del CO2 y su tipo de cristal, escribe.
Ten en cuenta que el diamante y el grafito son el mismo elemento, pero tienen estructuras internas diferentes.
¡Muchos compuestos orgánicos están relacionados con el carbono! !
Oxígeno
Datos de propiedad del elemento
Símbolo del elemento: o
Masa atómica relativa: 16
Estado de oxidación :
Principal-2
Otros-1, 0, +1, +2
Descripción del elemento:
Ninguno en circunstancias normales Un gas incoloro, inodoro e insípido. Densidad 1.429g/L, 1.419g/cm3 (líquido), 1.426g/cm3 (sólido). Punto de fusión -218,4 ℃, punto de ebullición -182,962 ℃, se licua en un líquido azul claro a -182,962 ℃ y se solidifica en un líquido azul claro parecido a la nieve a -218,4 ℃. Las valencias de los sólidos son generalmente 0 y -2. La energía de ionización es 13.438+08 eV. A excepción de los gases nobles, todos los elementos químicos pueden formar compuestos con el oxígeno. La mayoría de los elementos forman óxidos cuando se calientan en una atmósfera que contiene oxígeno. Muchos elementos pueden formar más de un óxido. Las moléculas de oxígeno pueden formar cristales hidratados de O2. H2O y oxígeno. El H2O2 es inestable a bajas temperaturas. La solubilidad del oxígeno en el aire es de 4,89 ml/100 ml de agua (0°C), que es la base de la vida en el agua. El oxígeno ocupa el primer lugar en abundancia en la corteza terrestre. El aire seco contiene un 20,946% de oxígeno en volumen; el agua consta de un 88,81% de oxígeno en peso. Además del O16, también existen los isótopos O17 y O18.
Fuente del elemento:
El oxígeno se puede producir calentando óxido de mercurio o descomponiendo nitratos en un recipiente de vidrio y mediante la reacción entre ácido sulfúrico concentrado y dióxido de manganeso. El oxígeno generalmente se produce en el laboratorio calentando permanganato de potasio o calentando una mezcla de clorato de potasio y dióxido de manganeso.
También es conveniente utilizar un catalizador para catalizar la descomposición del peróxido de hidrógeno [1] (agua oxigenada) para producir oxígeno. La producción de oxígeno a gran escala se logra mediante la licuefacción y fraccionamiento del aire cuando los requisitos de pureza no son altos, y se produce una pequeña cantidad de oxígeno u oxígeno de alta pureza electrolizando agua.
Usos del elemento:
El oxígeno se utiliza ampliamente en procesos metalúrgicos como fundición, refinación, soldadura, corte y tratamiento de superficies. El oxígeno líquido es un refrigerante y oxidante para combustibles de alta energía. Su mezcla con aserrín y carbón en polvo se denomina explosivo de oxígeno líquido, que es un buen material explosivo. Cuando el oxígeno se mezcla con vapor de agua, se puede utilizar para soplar en el generador de gas en lugar de aire, y se puede obtener gas de alto poder calorífico. El oxígeno líquido también se puede utilizar como propulsor de cohetes; el oxígeno es un componente esencial de muchos procesos biológicos, por lo que es una de las necesidades para cualquier misión en el espacio que requiera grandes cargas. La oxigenoterapia se utiliza en el tratamiento médico para tratar la hipoxia, como la neumonía y la intoxicación por gases. La minería, la producción y la creación de productos de piedra y vidrio requieren grandes cantidades de oxígeno.
Datos auxiliares del elemento:
El oxígeno es el componente principal del aire. Muchos compuestos que contienen oxígeno, como el nitrato de potasio y el óxido de mercurio, liberan oxígeno cuando se calientan. El oxígeno es el más abundante de todos los elementos de la corteza terrestre. Todo esto indica que los humanos pudieron haber obtenido oxígeno muy temprano. Sin embargo, debido a que el oxígeno existe como gas en condiciones normales, a diferencia de los sólidos y líquidos visibles y contactables, las personas no pueden identificarlo simplemente mediante observación intuitiva.
Desde el siglo XVI, en Europa occidental, muchos investigadores han realizado experimentos químicos científicos preliminares sobre los gases obtenidos calentando compuestos que contienen oxígeno y el papel del aire en la combustión de materiales y la respiración animal, descubriendo así el oxígeno. Es decir, después de que la gente entendió correctamente el fenómeno de la combustión y descubrió el oxígeno, anuló por completo la teoría del flogisto.
Propiedades: Este producto es un gas incoloro; inodoro e insípido; fuerte capacidad de favorecer la combustión.
Este producto 1 es soluble en 7 veces el volumen de etanol o 32 veces el volumen de agua a 20°C de presión atmosférica.
Se ha identificado que este producto causa que la madera roja se encienda y queme repentinamente.
El capítulo sobre oxígeno en secundaria involucra reacciones redox, las cuales se pueden realizar a través de la idea de conservación al hacer las preguntas.
¡Este profesor sabe hablar!
Aluminio
Un elemento metálico, símbolo AI, de color blanco plateado, brillante, resistente, ligero y maleable. El aluminio utilizado en los utensilios cotidianos a menudo se denomina acero fino o de calidad.
Nombre del elemento: Aluminio
Símbolo del elemento: Al
Tipo de elemento: Metal
Número de protones en el núcleo: 13
Número de electrones en el núcleo: 13
Número de potencia nuclear: 13
Estado de oxidación: Principalmente Al+3.
Otros Al0, Al+2
Período: 3
Número de familias: IIIA
Masa molar: 27
Hidruro: AlH3
Óxido: Al2O3
Fórmula química del óxido más alto: Al2O3
Fuente del elemento: El metal más abundante en la corteza terrestre, 7 % por encima.
Uso del elemento: Se pueden utilizar como materiales estructurales para aviones, vehículos, barcos, barcos y cohetes. El aluminio puro se puede utilizar como cables de voltaje ultra alto. El aluminio utilizado en los utensilios cotidianos a menudo se denomina "acero fino" y "calidad de acero".
Método industrial: fusión electrolítica de una mezcla de óxido de aluminio y criolita.
Otros compuestos: AlCl3-cloruro de aluminio NaAlO2-metaaluminato de sodio Al(OH)3-hidróxido de aluminio.
Introducción: Los elementos metálicos trivalentes azules, plateados y blancos tienen buena ductilidad, dureza y sonido [fuerte]. Se caracterizan por su peso ligero, buena conductividad eléctrica y térmica, alta reflectividad y antioxidación. .
Fuente
El aluminio existe en diversas rocas o minerales en forma de compuestos, como feldespato, mica, alúmina, bauxita, alumbre, etc. Está fabricado de óxido de aluminio y criolita (Na3AlF6) *** mediante electrólisis por fusión.
Proceso de reacción de extracción de aluminio a partir de bauxita
①Disolución: La bauxita se disuelve en NaOHaq.
Óxido de aluminio + 2 hidróxido de sodio = 2 aluminato de sodio + H2O
② Filtración: Elimina óxido de hierro residual, aluminosilicato de sodio, etc.
③Acidificación: Introducir el exceso de CO2 en el filtrado.
NAA lo 2+CO2+2H2O = Al(OH)3↓+nah co 3
④ Filtrar y quemar hidróxido de aluminio.
2Al(OH)3= Al2O3+3H2O (alta temperatura)
Nota: Para reducir la temperatura de fusión de la alúmina durante la electrólisis, se añade criolita (Na3AlF6) al Al2O3.
⑤Electrólisis: 2Al2O3 (fundido) = 4Al+3O2 ↑ (energizado)
Nota: La razón por la cual AlCl3 no se funde mediante electrólisis es porque AlCl3 es un compuesto de valencia que se funde. es no conductor.
Utilizando
El aluminio puede sustituir a los metales en otros óxidos (método termita). Su aleación es ligera y resistente y es un material estructural para la fabricación de aviones, cohetes y automóviles. El aluminio puro se utiliza mucho en cables. Muy utilizado en la elaboración de utensilios diarios.
Aluminio y sus aleaciones
El aluminio puro es muy blando, no resistente y tiene buena ductilidad. Puede estirarse en filamentos y enrollarse para formar láminas. Se utiliza ampliamente en la fabricación. de alambres, cables y radios Industrias industriales y de embalaje. Su conductividad es aproximadamente dos tercios de la del cobre, pero su densidad es sólo un tercio. Por lo tanto, en comparación con los alambres de cobre y los alambres de aluminio de la misma calidad y longitud, la conductividad del aluminio es aproximadamente el doble que la del cobre y el precio es menor. Por lo tanto, las líneas exteriores de alto voltaje están hechas principalmente de aluminio, lo que ahorra muchos costos y alivia la tensión de los materiales de cobre.
La conductividad térmica del aluminio es tres veces mayor que la del hierro. En la industria, el aluminio se utiliza a menudo para fabricar diversos intercambiadores de calor y materiales de disipación de calor. Muchos utensilios de cocina utilizados en los hogares también están hechos de aluminio. En comparación con el hierro, no se oxida fácilmente y prolonga su vida útil. El polvo de aluminio tiene un brillo blanco plateado y a menudo se mezcla con otras sustancias como recubrimiento y se pinta sobre la superficie de los productos de hierro para protegerlos de la corrosión y hacerlos hermosos. Debido a que el aluminio emite una luz blanca deslumbrante y una gran cantidad de calor cuando se quema en oxígeno, a menudo se usa para fabricar mezclas explosivas como los explosivos de amonio y aluminio.
En la industria metalúrgica, la termita se suele utilizar para fundir metales refractarios. Por ejemplo, el polvo de aluminio y el polvo de óxido de hierro se mezclan y reaccionan violentamente cuando se activan. A menudo se usan para soldar rieles en el transporte; el aluminio se usa a menudo como desoxidante en la industria siderúrgica, tiene buenas propiedades reflectantes y puede; utilizarse en la fabricación de espejos de alta calidad, cuencos de enfoque, etc. El aluminio también tiene buenas propiedades de absorción acústica. De acuerdo con esta característica, el aluminio se utiliza en algunas salas de transmisión y techos de edificios modernos. El aluminio puro es relativamente blando. En 1906, el metalúrgico alemán Wilm añadió una pequeña cantidad de magnesio y cobre al aluminio para crear una aleación de aluminio resistente. Más tarde, la patente fue comprada por la empresa alemana Dura, por lo que el aluminio también se denominó "Dura Aluminium". En el proceso de desarrollo de las siguientes décadas, la gente desarrolló muchas aleaciones de aluminio según las diferentes necesidades y desempeñó un papel muy importante en muchos campos.
Añadir pequeñas cantidades de aluminio a determinados metales puede mejorar mucho sus propiedades. Por ejemplo, el aluminio bronce (que contiene entre un 4% y un 15% de aluminio) tiene alta resistencia y resistencia a la corrosión, tiene una dureza cercana al acero con bajo contenido de carbono y tiene un brillo metálico que no es fácil de ennegrecer. Se utiliza comúnmente en las industrias de joyería y construcción, fabricación de piezas de máquinas y herramientas, equipos de decapado y otros equipos en contacto con ácido sulfúrico diluido, ácido clorhídrico y ácido fluorhídrico. Fabricación de cepillos y mangos para máquinas de soldar eléctricas; engranajes helicoidales y de alta resistencia, troqueles para conformar metales, rieles guía para máquinas herramienta, herramientas antichispas, cadenas no magnéticas, recipientes a presión, intercambiadores de calor, palas de compresores, hélices y anclas para barcos. etc. La adición de magnesio al aluminio produce una aleación de aluminio y magnesio, que es mucho más dura que el magnesio y el aluminio puros y, al mismo tiempo, conserva su peso ligero. A menudo se utiliza para fabricar fuselajes de aviones y carrocerías de cohetes para embellecer el entorno de vida y construir barcos; .
La aluminización es uno de los métodos de tratamiento térmico químico del acero. Forma una película de óxido de aluminio resistente a altas temperaturas en la superficie del acero al carbono ordinario o del hierro fundido para proteger el hierro del interior. El aluminio es un metal muy importante; sin embargo, muchos compuestos que contienen aluminio también son muy importantes para los humanos.
Compuestos que contienen aluminio
El contenido de aluminio en la corteza terrestre es superior al de silicio y oxígeno, ocupando el tercer lugar. Existe principalmente en minerales de aluminosilicato, bauxita y criolita. El óxido de aluminio es un polvo blanco amorfo que se presenta en muchas variaciones, las más comunes son α-A12O3 y β-Al2O3. El corindón existe en la naturaleza y pertenece al α-Al2O3. Su dureza es superada sólo por el diamante, su punto de fusión es alto y es resistente a ácidos y álcalis. Se utiliza habitualmente en la fabricación de algunos cojinetes, abrasivos y materiales refractarios. Por ejemplo, el crisol de corindón puede soportar altas temperaturas de 1800°C. El corindón viene en muchos colores porque contiene diferentes impurezas. Por ejemplo, las trazas de Cr(III) son rojas y se denominan rubíes; los que contienen Fe(II), Fe(III) o Ti(IV) se denominan zafiros.
La β-A12O3 es una sustancia porosa con una superficie de cientos de metros cuadrados por gramo. También llamada alúmina activada, puede adsorber una variedad de moléculas de gases y líquidos, como vapor de agua, y a menudo se usa como adsorbente, portador de catalizador y desecante. También se utiliza como materia prima para la fundición industrial de aluminio.
El hidróxido de aluminio se puede utilizar para preparar sales de aluminio, adsorbentes, mordientes e intercambiadores de iones, y también se puede utilizar como materia prima para esmaltes, materiales refractarios, telas ignífugas, etc. Su pegamento y goma de mascar se utilizan como fármacos ácidos en medicina, que pueden neutralizar el ácido gástrico y tratar las úlceras gástricas y duodenales y la hiperacidez.
El metaaluminato de sodio se usa comúnmente para estampar y teñir telas, producir tinte azul lago, descomponer lana de vidrio, jabón y piedra de construcción endurecida. Además, también es un buen ablandador de agua, relleno para la fabricación de papel, purificador de agua y agente pulidor para rayón.
El tricloruro de aluminio es un catalizador comúnmente utilizado en la industria petrolera y en la síntesis orgánica. Por ejemplo, la reacción de alquilación de hidrocarburos aromáticos, también llamada reacción de alquilación de Friedel-Crafts, está catalizada por tricloruro de aluminio anhidro. Se produce una sustitución electrófila entre hidrocarburos aromáticos e hidrocarburos halogenados (o alquenos y alcoholes) para producir hidrocarburos aromáticos. El hexahidrato de cloruro de aluminio se utiliza en la preparación de desodorantes, desinfectantes seguros y en el refinado de petróleo.
El bromuro de aluminio es un catalizador comúnmente utilizado en síntesis e isomerización orgánica.
El fosfuro de aluminio libera gas fosfina altamente tóxico cuando se expone a la humedad o al ácido, que puede envenenar las plagas. Se utiliza como fumigante en la agricultura para matar plagas en los almacenes.
El sulfato de aluminio se utiliza comúnmente como relleno, mordiente, purificador de agua y agente extintor de incendios, purificador de petróleo y agente decolorante en la fabricación de papel. También se utiliza en la fabricación de pigmentos precipitados, telas ignífugas y medicamentos.
La criolita, hexafluoroaluminato de sodio, se utiliza a menudo como pesticida en la agricultura; se utiliza como agente opacificante blanco en vidrio y esmalte en la industria de los silicatos.
El alumbre, extraído de la alunita mediante calentamiento, es un importante purificador y mordiente del agua y se utiliza con fines medicinales como astringente. El nitrato de aluminio se puede utilizar para curtir y fabricar cables termoeléctricos blancos, y también se puede utilizar como mordiente. El silicato de aluminio se utiliza habitualmente en la fabricación de pigmentos para vidrio, cerámica y pinturas, y como cargas en pinturas, cauchos y plásticos. El gel de sílice-alúmina es higroscópico y a menudo se utiliza como portador de catalizador para el craqueo catalítico del petróleo u otras síntesis orgánicas.
Entre los carboxilatos de aluminio; el dicarboxilato de aluminio y el triformiato de aluminio se utilizan habitualmente como mordientes, impermeabilizantes y fungicidas. El diacetato de aluminio se usaba no solo como mordiente, sino también como sellador de espadas y desinfectante, y también en fluidos de embalsamamiento. El triacetato de aluminio se utiliza para fabricar tejidos y lacas impermeables e ignífugas (gargarismos, astringentes, antisépticos, etc.), y como mordientes, etc. El estearato de aluminio (estearato de aluminio) se usa comúnmente como antisedimentante para pinturas, agente impermeabilizante para telas, espesante para lubricantes, aceite antioxidante para herramientas y estabilizador resistente al calor para plásticos de PVC. El oleato de aluminio no sólo se utiliza como agente impermeabilizante para tejidos y espesante para aceites lubricantes, sino también como secador de pinturas y lubricante para productos plásticos.
El sucralfato, también conocido como sucralfato, es una sal de aluminio alcalina del sulfato de sacarosa. Puede formar complejos con pepsina para inhibir directamente la actividad proteolítica y tiene un efecto duradero. También puede formar una película protectora, que tiene un fuerte efecto protector sobre la mucosa gástrica, ayuda a la regeneración de la mucosa, promueve la curación de úlceras y tiene baja toxicidad. Es un buen tratamiento para las úlceras gastrointestinales.
En los últimos años se han desarrollado algunos nuevos compuestos que contienen aluminio, como los alquilos de aluminio. Con el desarrollo de la ciencia, la gente utilizará mejor el aluminio y sus compuestos en beneficio de la humanidad.
Ecuaciones químicas relacionadas para el aluminio:
2AL+6HCL=2ALCL3+3H2 ↑
2AL+3H2SO4=AL2(SO4)3+3H2 ↑
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAIO2+3H2 ↑
2Al(OH)3=(calentado)Al2O3+H2O
Sulfato de aluminio + 6NH3. H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4
Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]
AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl
Hidróxido de aluminio + hidróxido de sodio = sodio [hidróxido de aluminio]
AlCl3+3NaOH= Al(OH) )3↓+3NaCl
Al2(SO4)3+6 nah co 3 = 2 Al(OH)3↓+3 na2so 4+6 CO2
Naalo2+HCl (un pequeño cantidad)+H2O = Al (OH)3 ↓+NaCl.
Hidróxido de aluminio = tricloruro de aluminio + triH2O
Naalo2+4hcl (exceso) = AlCl3+NaCl+2h2o.
2 nalo 2+CO2+3H2O = 2Al(OH)3↓+na2co 3 El ácido fuerte produce ácido débil.
Las palabras de AL señalan su dualidad, es decir, que incorpora acidez y alcalinidad al mismo tiempo, y al mismo tiempo señalan su ecuación de ionización, método de preparación y sal AlO2.
Hierro Fe
Propiedades químicas del hierro
[Una de las propiedades químicas del hierro]
Hierro Fe, número atómico 26, masa atómica relativa 55.847. Hay muchos alótropos del hierro, como el hierro α, el hierro β, el hierro γ y el hierro γ. El hierro es un metal relativamente activo y se sitúa por delante del hidrógeno en la lista de actividades metálicas. A temperatura ambiente, el hierro no reacciona fácilmente con elementos no metálicos como el oxígeno, el azufre y el cloro en el aire seco, pero reacciona violentamente a altas temperaturas. El hierro se quema en oxígeno para formar Fe3O4 y el hierro caliente reacciona con el vapor de agua para formar Fe3O4. El hierro es fácilmente soluble en ácidos inorgánicos diluidos y ácido clorhídrico concentrado, formando sales de hierro divalentes y liberando gas hidrógeno. Cuando se encuentra con ácido sulfúrico concentrado o ácido nítrico concentrado a temperatura normal, se forma una película protectora de óxido en la superficie para "pasivar" el hierro, por lo que se pueden usar productos de hierro para contener ácido sulfúrico concentrado o ácido nítrico concentrado. El hierro es un elemento de precio variable y sus estados de valencia comunes son +2 y +3. Cuando el hierro reacciona con azufre, solución de sulfato de cobre, ácido clorhídrico y ácido sulfúrico diluido, pierde dos electrones y se vuelve +2 valente. Reacciona con Cl2, Br2, ácido nítrico y ácido sulfúrico concentrado caliente y se oxida a Fe3+. El Fe3O4 producido por la reacción del hierro con oxígeno o vapor de agua puede considerarse como FeO Fe2O3, del cual 1/3 de Fe es +2 y los otros 2/3 son +3. Los compuestos trivalentes de hierro son relativamente estables.
[La segunda propiedad química del hierro]
La configuración electrónica del hierro es (Ar)3d64s2, y sus estados de oxidación son 0, +2, +3, +4, + 5 y +6. El hierro es un agente reductor fuerte con propiedades químicas activas. Puede reemplazar lentamente al hidrógeno en el agua a temperatura ambiente y la velocidad de reacción aumenta por encima de 500 °C;
3Fe+4H2O===Fe3O4+4H2 ↑<. /p>
El hierro apenas reacciona con el oxígeno en el aire seco, pero se corroe fácilmente en el aire húmedo. Si contiene gas ácido o vapor de halógeno, se corroerá más rápido.
El hierro puede reducir el plasma de oro, platino, plata, mercurio, bismuto, estaño, níquel o cobre de la solución, por ejemplo:
Sulfato de cobre + hierro = = = sulfato ferroso + cobre
El hierro se disuelve en ácidos no oxidantes como el ácido clorhídrico y el ácido sulfúrico diluido para formar iones ferrosos y libera hidrógeno en ácido nítrico diluido en frío, forma iones ferrosos y nitrato de amonio;
Fe+H2SO4 === FeSO4+H2 ↑
4Fe+10 HNO 3 = = = 4Fe(NO3)2+nh4no 3+3H2O
El hierro se disuelve en ácido nítrico caliente o concentrado, se produce nitrato férrico y se liberan óxidos de nitrógeno. En ácido nítrico concentrado o ácido sulfúrico concentrado en frío, se formará una película de óxido en la superficie del hierro y quedará pasivada. El hierro reacciona violentamente con el cloro cuando se calienta. El hierro también se puede combinar directamente con azufre, fósforo, silicio y carbono. El hierro y el nitrógeno no se pueden combinar directamente, sino que reaccionan con el amoníaco para formar nitruro de hierro Fe2N.
Los estados de oxidación más importantes del hierro son +2 y +3. Los iones ferrosos son de color verde claro y se oxidan fácilmente a iones férricos en soluciones alcalinas. A medida que aumenta el grado de hidrólisis, el color de los iones de hierro cambia de naranja a marrón. Los iones férricos puros son lavanda. Tanto el hierro divalente como el trivalente pueden formar fácilmente compuestos de coordinación estables con ligandos orgánicos o inorgánicos. Por ejemplo, Phen es o-fenantrolina y el número de coordinación suele ser 6. El hierro de valencia cero también puede formar varios hierros carbonílicos con monóxido de carbono, como Fe(CO)5, Fe2(CO)9, Fe3(CO)12, etc. El carbonilo de hierro es volátil y su vapor es altamente tóxico. El hierro también tiene compuestos con valencia +4, +5 y +6, pero solo hay compuestos con valencia +6 en solución acuosa.
Existen dos tipos principales de compuestos: compuestos ferrosos (II) y férricos (III). Los compuestos ferrosos incluyen óxido ferroso, cloruro ferroso, sulfato ferroso e hidróxido ferroso. Los compuestos que contienen hierro incluyen óxido de hierro, cloruro de hierro, sulfato de hierro e hidróxido de hierro.
Por ejemplo, ferricianuro de potasio K4 [Fe(CN)6]3H2O (nombre común: sal de sangre amarilla) y ferricianuro de potasio K3 [Fe(CN)6] (nombre común: sal de sangre roja). El ferroceno es un compuesto de hierro y ciclopentadieno, un compuesto organometálico con estructura tipo sándwich.
Tres estados de las propiedades químicas del hierro
La configuración electrónica del hierro es (Ar)3d64s2, y sus estados de oxidación son 0, +2, +3, +4, +5 y +6. El hierro es un fuerte agente reductor y tiene propiedades químicas activas. Puede reemplazar lentamente el hidrógeno en el agua a temperatura ambiente y la velocidad de reacción aumenta por encima de 500 °C: 3Fe+4H2O = = Fe3O4+4H2.
El hierro apenas reacciona con el oxígeno en el aire seco, pero se corroe fácilmente en aire húmedo. Si contiene gas ácido o vapor halógeno, se corroerá más rápido. El hierro puede reducir el plasma de oro, platino, plata, mercurio, bismuto, estaño, níquel o cobre de una solución, como CuSO4+Fe = = FeSO4+Cu.
El hierro se disuelve en ácidos no oxidantes como el ácido clorhídrico y el ácido sulfúrico diluido para formar iones ferrosos y libera hidrógeno en ácido nítrico diluido en frío, forma iones ferrosos y nitrato de amonio;
Fe+h2so 4 = = = feso 4+H2 ↑4Fe+10 HNO 3 = = = 4Fe(NO3)2+nh4no 3+3H2O
Fuente del elemento
El hierro es el Elemento más abundante en la corteza terrestre, sólo superado por el oxígeno, el silicio y el aluminio. La magnetita, la hematita, la limonita y la siderita son importantes minerales de hierro. Los metales individuales suelen producirse a partir de coque, mineral de hierro y piedras del Carbonífero. El hierro puro se puede obtener reduciendo los óxidos de hierro puro con hidrógeno. El hierro con un contenido de carbono superior al 1,7% se denomina arrabio (o hierro fundido). El hierro con un contenido de carbono inferior al 0,2% se denomina hierro forjado o hierro forjado. Un hierro fundido con un contenido de carbono entre 1,7 y 0,2 se llama acero. El arrabio es duro pero quebradizo; el acero es elástico; el hierro forjado es fácil de trabajar pero es más blando que el acero. La fabricación de acero con arrabio tiene como objetivo reducir el contenido de carbono en el arrabio y eliminar impurezas como silicio, azufre y fósforo.
Usos del elemento
Su mayor uso es en la fabricación de acero; también es muy utilizado en la fabricación de hierro fundido y forjado. El hierro y sus compuestos también se utilizan como imanes, colorantes (tinta, percal azul, pigmentos rojos) y abrasivos (polvo de hierro rojo). El polvo de hierro reducido se utiliza ampliamente en metalurgia.
Datos auxiliares del elemento
Uno de los principales componentes de la corteza terrestre. El hierro está ampliamente distribuido en la naturaleza, pero los humanos descubrieron y utilizaron el hierro más tarde que el oro y el cobre. En primer lugar, no existe un estado elemental natural del hierro en la tierra, por lo que es fácil de oxidar y oxidar. Además, su punto de fusión (1535°C) es mucho más alto que el del cobre (1083°C), lo que lo hace más difícil de fundir que el cobre.
Ten en cuenta que el hierro tiene una valencia +2 y una valencia +3. Aquí debemos mencionar la aplicación de los iones de hierro y los iones ferrosos en reacciones redox. Preste atención también al Fe3O4, que es una mezcla de FeO y Fe2O3.
Céntrate en las dos ecuaciones de Fe que son los puntos clave en la escuela secundaria.
3Fe+8HNO3(diluido)= = 3Fe (NO3) 2+2NO+4H2O
Fe+4HNO3(diluido)= = = Fe (NO3) 3+NO+2h2o
En el caso del mismo contenido de Fe, la última ecuación contiene más ácido nítrico y puede oxidar el Fe a +3 iones Fe valerosos, mientras que la primera ecuación solo puede oxidarlo a +2 porque contiene una pequeña cantidad. de ácido nítrico.