Dəmir birləşmələri. Dəmir: fiziki və kimyəvi xassələri

2024 Müəllif: Angel Austin | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-02 17:41

Dəmirdən və onun ərintilərindən hazırlanan ilk məmulatlar qazıntılar zamanı tapılıb və təxminən eramızdan əvvəl 4-cü minilliyə aiddir. Yəni, hətta qədim misirlilər və şumerlər də bu maddənin meteorit yataqlarından zərgərlik və məişət əşyaları, eləcə də silah hazırlamaq üçün istifadə edirdilər.

Bu gün müxtəlif növ dəmir birləşmələri, eləcə də təmiz metal ən çox yayılmış və istifadə olunan maddələrdir. Təəccüblü deyil ki, 20-ci əsr dəmir hesab olunurdu. Axı, plastik və əlaqəli materialların yaranmasından və geniş istifadəsindən əvvəl insanlar üçün həlledici əhəmiyyətə malik olan bu birləşmə idi. Bu element nədir və hansı maddələri əmələ gətirir, bu məqalədə nəzərdən keçirəcəyik.

Kimyəvi element dəmir

Atomun quruluşunu nəzərə alsaq, ilk növbədə onun dövri sistemdəki yerini göstərməliyik.

1. Nömrə nömrəsi - 26.
2. Dövr dördüncü böyükdür.
3. Səkkizinci qrup, ikinci dərəcəli alt qrup.
4. Atom çəkisi 55, 847-dir.
5. Xarici elektron qabığının strukturu 3d⁶4s^{2 düsturu ilə göstərilir.}
6. Kimyəvi element simvolu - Fe.
7. Ad - ütü, oxudüstur - "ferrum".
8. Təbiətdə sözügedən elementin kütlə nömrələri 54, 56, 57, 58 olan dörd sabit izotopu var.

Dəmir kimyəvi elementində sabit olmayan təxminən 20 müxtəlif izotop var. Mümkün oksidləşmə bu atomun nümayiş etdirə biləcəyini bildirir:

• 0;
• +2;
• +3;
• +6.

Təkcə elementin özü deyil, həm də onun müxtəlif birləşmələri və ərintiləri vacibdir.

Fiziki xüsusiyyətlər

Sadə bir maddə kimi dəmir bariz metallıq ilə fiziki xassələrə malikdir. Yəni, yüksək çeviklik və çeviklik dərəcəsi və yüksək ərimə və qaynama nöqtəsi olan boz rəngli bir gümüşü-ağ metaldır. Xüsusiyyətləri daha ətraflı nəzərdən keçirsək, onda:

• ərimə nöqtəsi - 1539 0С;
• qaynamaq - 2862 0C;
• fəaliyyət - orta;
• oddavamlı - yüksək;
• açıqlanmış maqnit xassələrini göstərir.

Şərtlərdən və müxtəlif temperaturlardan asılı olaraq dəmirin əmələ gətirdiyi bir neçə modifikasiya var. Onların fiziki xassələri kristal qəfəslərin fərqli olması faktından fərqlənir.

1. Alfa forması və ya ferrit 769 temperatura qədər mövcuddur 0C.
2. 769-dan 917-yə qədər 0C - beta forması.
3. 917-1394 0С - qamma forması və ya austenit.
4. 1394-dən yuxarı 0S - siqma dəmiri.

Bütün dəyişikliklər varkristal qəfəslərin strukturunun müxtəlif növləri, həmçinin maqnit xassələri ilə fərqlənir.

Kimyəvi xassələri

Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, sadə maddə dəmir orta kimyəvi aktivlik nümayiş etdirir. Bununla belə, incə dispers vəziyyətdə o, havada öz-özünə alovlana bilər, metalın özü isə təmiz oksigendə yanır.

Korroziya qabiliyyəti yüksəkdir, ona görə də bu maddənin ərintiləri alaşımlı birləşmələrlə örtülmüşdür. Dəmir aşağıdakılarla əlaqə qura bilir:

• turşular;
• oksigen (hava daxil olmaqla);
• boz;
• halogenlər;
• qızdırdıqda - azot, fosfor, karbon və silisiumla;
• daha az aktiv metalların duzları ilə, onları sadə maddələrə çevirərək;
• canlı buxarla;
• oksidləşmə vəziyyətində olan dəmir duzları ilə +3.

Aydındır ki, bu cür aktivlik göstərərək metal müxtəlif, müxtəlif və qütb xassələri olan birləşmələr əmələ gətirə bilir. Və belə də olur. Dəmir və onun birləşmələri son dərəcə müxtəlifdir və elmin, texnologiyanın, sənayenin insan fəaliyyətinin müxtəlif sahələrində istifadə olunur.

Təbiətdə yayılmış

Təbii dəmir birləşmələri olduqca yaygındır, çünki o, alüminiumdan sonra planetimizdə ən çox yayılmış ikinci elementdir. Eyni zamanda, saf formada, metal meteoritlərin bir hissəsi kimi olduqca nadirdir, bu da onun kosmosda böyük toplanmasından xəbər verir. Əsas kütlə filizlərin, süxurların və mineralların tərkibində olur.

Əgərsöz mövzusu elementin təbiətdəki faizi haqqında danışmaq üçün aşağıdakı rəqəmləri vermək olar.

1. Yer planetlərinin nüvələri - 90%.
2. Yer qabığında - 5%.
3. Yer mantiyasında - 12%.
4. Yerin nüvəsində - 86%.
5. Çay suyunda - 2 mq/l.
6. Dənizdə və okeanda - 0,02 mg/l.

Ən çox yayılmış dəmir birləşmələri aşağıdakı mineralları əmələ gətirir:

• magnetit;
• limonit və ya qəhvəyi dəmirdaşı;
• vivianite;
• pirrotit;
• pirit;
• siderit;
• markazit;
• lellingite;
• Mispicel;
• milanterite və başqaları.

Bu, tam siyahıdan uzaqdır, çünki onların çoxu var. Bundan əlavə, insan tərəfindən yaradılan müxtəlif ərintilər geniş yayılmışdır. Bunlar da elə dəmir birləşmələridir ki, onsuz insanların müasir həyatını təsəvvür etmək çətindir. Bunlara iki əsas növ daxildir:

• çuqun;
• polad.

O, həmçinin bir çox nikel ərintilərinə qiymətli əlavə olan dəmirdir.

Dəmir(II) birləşmələri

Bunlara əmələ gətirən elementin oksidləşmə vəziyyətinin +2 olanları daxildir. Onlar kifayət qədər çoxdur, çünki bunlara daxildir:

• oksid;
• hidroksid;
• ikili birləşmələr;
• kompleks duzlar;
• kompleks birləşmələr.

Dəmirin göstərilən oksidləşmə dərəcəsini nümayiş etdirdiyi kimyəvi birləşmələrin düsturları hər sinif üçün fərdidir. Onlardan ən vacib və ümumi olanı nəzərdən keçirin.

1. Dəmir oksidi (II). Qara toz, suda həll olunmur. Əlaqənin xarakteri əsasdır. Tez oksidləşməyə qadirdir, lakin asanlıqla sadə bir maddəyə çevrilə bilər. Müvafiq duzları əmələ gətirmək üçün turşularda həll olunur. Formula - FeO.
2. Dəmir(II) hidroksid. Bu ağ amorf çöküntüdür. Duzların əsaslarla (qələvilər) reaksiyası nəticəsində əmələ gəlir. Zəif əsas xüsusiyyətlərə malikdir, havada dəmir birləşmələrinə +3 tez oksidləşməyə qadirdir. Formula - Fe(OH)_2.
3. Müəyyən edilmiş oksidləşmə vəziyyətində olan elementin duzları. Bir qayda olaraq, onlar məhlulun solğun yaşıl rənginə malikdirlər, hətta havada yaxşı oksidləşirlər, tünd qəhvəyi rəng əldə edirlər və dəmir duzlarına çevrilirlər 3. Suda həll olurlar. Mürəkkəb nümunələr: FeCL₂, FeSO₄, Fe(NO₃)_2.

Təyin edilmiş maddələr arasında praktiki dəyər bir neçə birləşməyə malikdir. Birincisi, dəmir (II) xlorid. Bu, anemiya ilə insan orqanizminə ionların əsas tədarükçüsüdür. Bir xəstədə belə bir xəstəlik diaqnozu qoyulduqda, ona sözügedən birləşməyə əsaslanan kompleks preparatlar təyin edilir. Bədəndəki dəmir çatışmazlığı belə doldurulur.

İkincisi, dəmir sulfat, yəni dəmir (II) sulfat, mis ilə birlikdə əkinlərdəki kənd təsərrüfatı zərərvericilərini məhv etmək üçün istifadə olunur. Metod on ildən artıqdır ki, effektivliyini sübut edir, buna görə də bağbanlar və bağbanlar tərəfindən çox yüksək qiymətləndirilir.

Mora Duz

Bu əlaqənəmlənmiş dəmir və ammonium sulfatdır. Onun düsturu FeSO₄(NH₄)₂SO_{4 kimi yazılmışdır} 6H_{2O. Təcrübədə geniş istifadə olunan dəmir (II) birləşmələrindən biridir. İnsan istifadəsinin əsas sahələri aşağıdakılardır.}

1. Əczaçılıq.
2. Elmi tədqiqat və laboratoriya titrimetrik analizlər (xrom, kalium permanqanat, vanadiumun təyini üçün).
3. Tibb - xəstənin orqanizmində dəmir çatışmazlığı olan qidaya əlavə kimi.
4. Taxta məhsulların hopdurulması üçün, çünki Mora duzu çürümə proseslərindən qoruyur.

Bu maddənin istifadə olunduğu başqa sahələr də var. O, öz adını ilk dəfə aşkar xassələri kəşf edən alman kimyaçısının şərəfinə almışdır.

Dəmir (III) oksidləşmə vəziyyəti olan maddələr

Dəmir birləşmələrinin +3 oksidləşmə vəziyyətini nümayiş etdirdiyi xassələri yuxarıda müzakirə olunanlardan bir qədər fərqlidir. Beləliklə, müvafiq oksid və hidroksidin təbiəti artıq əsas deyil, amfoterdir. Əsas maddələrin təsvirini verək.

1. Dəmir oksidi (III). Toz incə kristal, qırmızı-qəhvəyi rəngdədir. Suda həll olunmur, bir az turşu, daha çox amfoter xüsusiyyətlər nümayiş etdirir. Formula: Fe₂O_3.
2. Dəmir(III) hidroksid. Qələvilər müvafiq dəmir duzları ilə reaksiya verdikdə çökən maddə. Onun xarakteri amfoterdir, rəngi qəhvəyi-qəhvəyidir. Formula: Fe(OH)_3.
3. Duzlar, o cümlədən Fe³⁺. Hidroliz baş verdiyi və karbon qazı ayrıldığı üçün karbonat istisna olmaqla, bunların bir çoxu təcrid edilmişdir. Bəzi duzlar üçün düstur nümunələri: Fe(NO₃)₃, Fe₂(SO4₎3_{, FeCL}3, _Febr3 _{və s.}

Yuxarıdakı nümunələr arasında praktiki baxımdan FeCL₃6H_{2O kimi kristal hidrat və ya dəmir xlorid heksahidrat vacibdir (III). Təbabətdə qanazlığı zamanı qanaxmanı dayandırmaq və orqanizmdə dəmir ionlarını doldurmaq üçün istifadə olunur.}

Dəmir(III) sulfat 9-hidrat koaqulyant kimi çıxış etdiyi üçün içməli suyun təmizlənməsi üçün istifadə olunur.

Dəmir(VI) birləşmələri

Dəmirin xüsusi oksidləşmə vəziyyətini +6 nümayiş etdirdiyi kimyəvi birləşmələrin düsturları aşağıdakı kimi yazıla bilər:

• K₂FeO_4;
• Na₂FeO_4;
• MgFeO_{4 və başqaları.}

Hamısının ümumi adı var - ferratlar - və oxşar xüsusiyyətlərə malikdirlər (güclü azaldıcı maddələr). Onlar həmçinin dezinfeksiya edə bilirlər və bakterisid təsir göstərirlər. Bu, onlardan sənaye miqyasında içməli suyun təmizlənməsi üçün istifadə etməyə imkan verir.

Kompleks birləşmələr

Xüsusi maddələr nəinki analitik kimyada çox vacibdir. Duzların sulu məhlullarında əmələ gələnlər. Bunlar dəmirin kompleks birləşmələridir. Ən populyar və yaxşı araşdırılanlar aşağıdakılardır.

1. Potasyum heksasiyanoferrat (II)K₄[Fe(CN)₆]. Qarışığın başqa bir adı sarı qan duzudur. Məhlulda Fe³⁺ dəmir ionunun keyfiyyətcə təyini üçün istifadə olunur. Ekspozisiya nəticəsində məhlul gözəl parlaq mavi rəng əldə edir, çünki başqa bir kompleks əmələ gəlir - Prussiya mavisi KFe³⁺[Fe²⁺ (CN) _{6]. Qədim zamanlardan parçalar üçün boya kimi istifadə edilmişdir.}
2. Potasium hexacyanoferrate (III) K₃[Fe(CN)₆]. Başqa bir ad qırmızı qan duzudur. Fe^{2+ dəmir ionunun təyini üçün keyfiyyətli reagent kimi istifadə olunur. Nəticədə mavi çöküntü əmələ gəlir ki, bu da Turnbull mavisi adlanır. Parça boyası kimi də istifadə olunur.}

Üzvi maddədə dəmir

Dəmir və onun birləşmələri, gördüyümüz kimi, insanın iqtisadi həyatında böyük praktik əhəmiyyətə malikdir. Lakin bununla yanaşı, onun orqanizmdəki bioloji rolu heç də az deyil, əksinə.

Bu elementi ehtiva edən çox vacib bir üzvi birləşmə, zülal var. Bu hemoglobindir. Məhz onun sayəsində oksigen nəql edilir və vahid və vaxtında qaz mübadiləsi həyata keçirilir. Buna görə də dəmirin həyati prosesdə - nəfəs almada rolu sadəcə olaraq böyükdür.

Ümumilikdə insan orqanizmində təxminən 4 qram dəmir var və onu daim istehlak edilən qida ilə doldurmaq lazımdır.