Ysterverbindings. Yster: fisiese en chemiese eienskappe

2024 Outeur: Angel Austin | [email protected]. Laas verander: 2024-01-02 17:39

Die eerste produkte wat van yster en sy legerings gemaak is, is tydens opgrawings gevind en dateer terug na ongeveer die 4de millennium vC. Dit wil sê, selfs die antieke Egiptenare en Sumeriërs het meteorietafsettings van hierdie stof gebruik om juweliersware en huishoudelike items, sowel as wapens, te maak.

Vandag is verskeie soorte ysterverbindings, sowel as suiwer metaal, die mees algemene en gebruikte stowwe. Geen wonder dat die 20ste eeu as yster beskou is nie. Voor die koms en wydverspreide gebruik van plastiek en verwante materiale was dit immers hierdie verbinding wat vir die mens van deurslaggewende belang was. Wat is hierdie element en watter stowwe dit vorm, sal ons in hierdie artikel oorweeg.

Chemiese element yster

As ons die struktuur van die atoom in ag neem, moet ons eerstens sy ligging in die periodieke stelsel aandui.

1. Ordinale nommer - 26.
2. Periode is die vierde groot een.
3. Agtste groep, sekondêre subgroep.
4. Atoomgewig is 55 847.
5. Die struktuur van die buitenste elektronskil word aangedui deur die formule 3d⁶4s^2.
6. Chemiese element-simbool - Fe.
7. Naam - strykyster, lees informule - "ferrum".
8. In die natuur is daar vier stabiele isotope van die betrokke element met massagetalle 54, 56, 57, 58.

Die chemiese element yster het ook ongeveer 20 verskillende isotope wat nie stabiel is nie. Moontlike oksidasie stel dat hierdie atoom kan vertoon:

• 0;
• +2;
• +3;
• +6.

Nie net die element self is belangrik nie, maar ook sy verskeie verbindings en legerings.

Fisiese eienskappe

As 'n eenvoudige stof het yster fisiese eienskappe met 'n uitgesproke metaalagtigheid. Dit wil sê, dit is 'n silwerwit metaal met 'n grys tint, wat 'n hoë mate van rekbaarheid en rekbaarheid en 'n hoë smelt- en kookpunt het. As ons die kenmerke in meer besonderhede oorweeg, dan:

• smeltpunt - 1539 0С;
• kook - 2862 0C;
• aktiwiteit – medium;
• vuurvaste - hoog;
• toon uitgesproke magnetiese eienskappe.

Afhangende van toestande en verskillende temperature, is daar verskeie modifikasies wat yster vorm. Hulle fisiese eienskappe verskil van die feit dat die kristalroosters verskil.

1. Die alfavorm, of ferriet, bestaan tot 'n temperatuur van 769 0C.
2. Vanaf 769 tot 917 0C – betavorm.
3. 917-1394 0С - gammavorm, of austeniet.
4. Oor 1394 0S - sigma-yster.

Alle wysigings hetverskillende tipes struktuur van kristalroosters, en verskil ook in magnetiese eienskappe.

Chemiese eienskappe

Soos hierbo genoem, vertoon die eenvoudige stof yster medium chemiese aktiwiteit. In 'n fyn verspreide toestand kan dit egter spontaan in lug ontbrand, terwyl die metaal self in suiwer suurstof uitbrand.

Korrosievermoë is hoog, dus is die legerings van hierdie stof bedek met legeringsverbindings. Yster kan interaksie hê met:

• sure;
• suurstof (insluitend lug);
• grys;
• halogene;
• wanneer verhit - met stikstof, fosfor, koolstof en silikon;
• met soute van minder aktiewe metale, wat dit tot eenvoudige stowwe verminder;
• met lewendige stoom;
• met ystersoute in oksidasietoestand +3.

Dit is duidelik dat, deur sulke aktiwiteit te toon, die metaal in staat is om verskeie verbindings te vorm, uiteenlopend en polêr in eienskappe. En so gebeur dit. Yster en sy verbindings is uiters uiteenlopend en word in verskeie takke van wetenskap, tegnologie, industriële menslike aktiwiteite gebruik.

Verspreiding in die natuur

Natuurlike ysterverbindings is redelik algemeen, want dit is die tweede volopste element op ons planeet naas aluminium. Terselfdertyd, in sy suiwer vorm, is die metaal uiters skaars, as deel van meteoriete, wat sy groot ophopings in die ruimte aandui. Die hoofmassa is vervat in die samestelling van ertse, gesteentes en minerale.

Ifom te praat oor die persentasie van die betrokke element in die natuur, dan kan die volgende syfers gegee word.

1. Die kerns van die aardse planete - 90%.
2. In die aardkors - 5%.
3. In die Aarde se mantel - 12%.
4. In die kern van die aarde - 86%.
5. In rivierwater - 2 mg/l.
6. In die see en see - 0,02 mg/l.

Die mees algemene ysterverbindings vorm die volgende minerale:

• magnetiet;
• limoniet of bruin ystersteen;
• vivianite;
• pyrrhotite;
• piriet;
• siderite;
• marcasite;
• lellingite;
• Mipicel;
• milanteriet en ander.

Dit is ver van 'n volledige lys, want daar is regtig baie van hulle. Daarbenewens is verskeie legerings wat deur die mens geskep word wydverspreid. Dit is ook sulke ysterverbindings, waarsonder dit moeilik is om die moderne lewe van mense voor te stel. Dit sluit twee hooftipes in:

• gietyster;
• staal.

Dit is ook yster wat 'n waardevolle toevoeging tot baie nikkellegerings is.

Yster(II)-verbindings

Dit sluit dié in waarin die oksidasietoestand van die vormende element +2 is. Hulle is nogal baie, want hulle sluit in:

• oksied;
• hidroksied;
• binêre verbindings;
• komplekse soute;
• komplekse verbindings.

Die formules van chemiese verbindings waarin yster die aangeduide graad van oksidasie vertoon, is individueel vir elke klas. Beskou die belangrikste en mees algemene van hulle.

1. Ysteroksied (II). Swart poeier, onoplosbaar in water. Die aard van die verband is basies. Dit is in staat om vinnig te oksideer, maar dit kan ook maklik tot 'n eenvoudige stof gereduseer word. Dit los in sure op om die ooreenstemmende soute te vorm. Formule – FeO.
2. Yster(II)-hidroksied. Dit is 'n wit amorfe neerslag. Gevorm deur die reaksie van soute met basisse (alkali). Dit toon swak basiese eienskappe, is in staat om vinnig in lug te oksideer na ysterverbindings +3. Formule – Fe(OH)_2.
3. Soute van 'n element in die gespesifiseerde oksidasietoestand. As 'n reël het hulle 'n liggroen kleur van die oplossing, oksideer goed selfs in lug, verkry 'n donkerbruin kleur en verander in ystersoute 3. Hulle los in water op. Saamgestelde voorbeelde: FeCL₂, FeSO₄, Fe(NO₃)_2.

Praktiese waarde onder die aangewese stowwe het verskeie verbindings. Eerstens, yster(II)chloried. Dit is die hoofverskaffer van ione aan die menslike liggaam met bloedarmoede. Wanneer so 'n kwaal by 'n pasiënt gediagnoseer word, word hy komplekse preparate voorgeskryf, wat gebaseer is op die betrokke verbinding. Dit is hoe 'n ystertekort in die liggaam aangevul word.

Tweedens word ystersulfaat, dit wil sê yster(II)sulfaat, saam met koper gebruik om landbouplae in gewasse te vernietig. Die metode bewys al vir meer as 'n dekade sy doeltreffendheid, daarom word dit baie waardeer deur tuiniers en tuiniers.

Mora S alt

Hierdie verbindingwat 'n gehidreerde yster- en ammoniumsulfaat is. Die formule daarvan is geskryf as FeSO₄(NH₄)₂SO₄ 6H_{2O. Een van die verbindings van yster (II), wat wyd in die praktyk gebruik word. Die hoofareas van menslike gebruik is soos volg.}

1. Farmaseutiese produkte.
2. Wetenskaplike navorsing en laboratoriumtitrimetriese ontledings (vir die bepaling van chroom, kaliumpermanganaat, vanadium).
3. Medisyne - as 'n toevoeging tot voedsel met 'n tekort aan yster in die pasiënt se liggaam.
4. Vir die bevrugting van houtprodukte, aangesien Mora-sout teen vervalprosesse beskerm.

Daar is ander gebiede waarin hierdie stof gebruik word. Dit het sy naam gekry ter ere van die Duitse chemikus wat die eerste keer gemanifesteerde eienskappe ontdek het.

Stowwe met yster(III)-oksidasietoestand

Die eienskappe van ysterverbindings, waarin dit 'n oksidasietoestand van +3 vertoon, verskil ietwat van dié wat hierbo bespreek is. Die aard van die ooreenstemmende oksied en hidroksied is dus nie meer basies nie, maar word amfoteries uitgespreek. Kom ons gee 'n beskrywing van die hoofstowwe.

1. Ysteroksied (III). Die poeier is fyn-kristallyn, rooi-bruin van kleur. Dit los nie in water op nie, vertoon effens suur, meer amfoteriese eienskappe. Formule: Fe₂O_3.
2. Yster(III)-hidroksied. 'n Stof wat presipiteer wanneer alkalieë met die ooreenstemmende ystersoute reageer. Die karakter daarvan word amfoteries uitgespreek, die kleur is bruinbruin. Formule: Fe(OH)_3.
3. Soute, wat die katioon Fe³⁺ insluit. Baie hiervan is geïsoleer, met die uitsondering van karbonaat, aangesien hidrolise plaasvind en koolstofdioksied vrygestel word. Voorbeelde van formules vir sommige soute: Fe(NO₃)₃, Fe₂(SO4₎3_{, FeCL}3, _FeBr3 _{en ander.}

Van die bogenoemde voorbeelde, uit 'n praktiese oogpunt, soos 'n kristallyne hidraat soos FeCL₃6H_{2O, of ysterchloried heksahidraat is belangrik (III). Dit word in medisyne gebruik om bloeding te stop en ysterione in die liggaam aan te vul in geval van bloedarmoede.}

Yster(III)sulfaat 9-hidraat word gebruik om drinkwater te suiwer aangesien dit as 'n stollingsmiddel optree.

Yster(VI)-verbindings

Die formules van die chemiese verbindings van yster, waar dit 'n spesiale oksidasietoestand van +6 vertoon, kan soos volg geskryf word:

• K₂FeO_4;
• Na₂FeO_4;
• MgFeO_{4 en ander.}

Almal van hulle het 'n algemene naam - ferrate - en het soortgelyke eienskappe (sterk reduseermiddels). Hulle is ook in staat om te ontsmet en het 'n bakteriedodende effek. Dit laat hulle toe om gebruik te word vir die behandeling van drinkwater op 'n industriële skaal.

Komplekse verbindings

Spesiale stowwe is baie belangrik in analitiese chemie en nie net nie. Dié wat in waterige oplossings van soute vorm. Dit is komplekse verbindings van yster. Die gewildste en goed nagevorste is soos volg.

1. Kaliumheksasienferraat (II)K₄[Fe(CN)₆]. Nog 'n naam vir die verbinding is geelbloedsout. Dit word gebruik vir kwalitatiewe bepaling van Fe³⁺ ysterioon in oplossing. As gevolg van blootstelling kry die oplossing 'n pragtige helderblou kleur, aangesien 'n ander kompleks gevorm word - Pruisiese blou KFe³⁺[Fe²⁺ (CN) _{6]. Sedert antieke tye is dit gebruik as 'n kleurstof vir materiaal.}
2. Kaliumheksasienferraat (III) K₃[Fe(CN)₆]. 'n Ander naam is rooibloedsout. Word gebruik as 'n kwalitatiewe reagens vir die bepaling van ysterioon Fe^{2+. As gevolg hiervan word 'n blou neerslag gevorm, wat Turnbull-blou genoem word. Word ook as stofkleurstof gebruik.}

Yster in organiese materiaal

Yster en sy verbindings, soos ons gesien het, is van groot praktiese belang in die ekonomiese lewe van die mens. Benewens dit is sy biologiese rol in die liggaam egter nie minder groot nie, inteendeel.

Daar is een baie belangrike organiese verbinding, proteïen, wat hierdie element insluit. Dit is hemoglobien. Dit is te danke aan hom dat suurstof vervoer word en eenvormige en tydige gaswisseling uitgevoer word. Daarom is die rol van yster in die lewensbelangrike proses - asemhaling - eenvoudig groot.

In totaal bevat die menslike liggaam ongeveer 4 gram yster, wat voortdurend aangevul moet word deur voedsel wat verbruik word.