Железо как химический элемент

1. ЖЕЛЕЗО

2. План:

Железо как химический элемент
Физические свойства Fe
Химические свойства Fe
Нахождение в природе и применение
Биологическое значение

3.

Химический элемент, атомный
номер 26, атомная масса 55,847.
Природное железо представляет
собой смесь четырех нуклидов с
массовыми числами 54
(содержание в природной смеси
5,82% по массе), 56 (91,66%), 57
(2,19%) и 58 (0,33%).
Конфигурация двух внешних
электронных слоев 3s2p6d64s2.
В периодической системе
Менделеева железо входит в
группу VIIIВ.
По шкале Полинга
электроотрицательность железа
около 1,8.

4. Физические свойства

Железо – сравнительно мягкий ковкий серебристосерый металл.
Температура плавления - 1535°C.
Температура кипения около 2800°C.
При температуре 770°C железо обладает
ферромагнитными свойствами.
Легко намагничивается, из него можно изготовить
магнит.

5. Химические свойства

Химические свойства:
Железо — активный металл.
На воздухе образуется защитная оксидная пленка,
препятствующая ржавению металла. 3Fe + 2O2 = Fe2O3 • FeO
Во влажном воздухе железо окисляется и покрывается
ржавчиной, которая частично состоит из гидратированного
оксида железа (III). 4Fe + 3О2 + 6Н2О = 4Fe(ОН)3
Взаимодействует с хлором, углеродом и другими неметаллами
при нагревании: 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
Железо вытесняет из растворов солей металлы, находящиеся в
электрохимическом ряду напряжений правее железа:
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
Растворяется в разбавленных серной и соляной кислотах c
выделением водорода:
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

6. 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3

7. Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu

8. Качественные реакции на железо III

9. Нахождение в природе

В земной коре распространено достаточно хорошо.
На его долю приходится около 4% массы земной
коры (4-е место среди всех элементов, 2-е среди
металлов). Известно большое число руд и
минералов, содержащих железо. По запасам
железных руд Россия занимает 1-е место.

10. Применение железа

Железо — один из самых используемых
металлов, на него приходится до 95 %
мирового металлургического
производства.
Железо является основным компонентом
сталей и чугунов — важнейших
конструкционных материалов.
Железо может входить в состав сплавов
на основе других металлов — например,
никелевых.

11. Применение железа

Магнитная окись железа (магнетит) —
важный материал в производстве
устройств долговременной компьютерной
памяти: жёстких дисков, дискет и т. п.
Ультрадисперсный порошок магнетита
используется во многих черно-белых
лазерных принтерах в смеси с
полимерными гранулами в качестве
тонера. Здесь одновременно
используется чёрный цвет магнетита и
его способность прилипать к
намагниченному валику переноса.
Уникальные ферромагнитные свойства
ряда сплавов на основе железа
способствуют их широкому применению в
электротехнике для магнитопроводов
трансформаторов и электродвигателей.

12. Применение железа

Хлорид железа(III) (хлорное железо)
используется в радиолюбительской
практике для травления печатных
плат.
Семиводный сульфат железа
(железный купорос) в смеси с
медным купоросом используется
для борьбы с вредными грибками в
садоводстве и строительстве.
Железо применяется в качестве
анода в аккумуляторах
Водные растворы хлоридов
двухвалентного и трехвалентного
железа, а также его сульфатов
используются в качестве
коагулянтов в процессах очистки
природных и сточных вод на
водоподготовке промышленных
предприятий

13. Биологическое значение железа

В живых организмах железо является важным микроэлементом,
катализирующим процессы обмена кислородом (дыхания). В организме
взрослого человека содержится около 3,5 грамма железа (около 0,02 %), из
которых 78 %являются главным действующим элементом гемоглобина крови,
остальное входит в состав ферментов других клеток, катализируя процессы
дыхания в клетках. Недостаток железа проявляется как болезнь организма
(хлороз у растений и анемия у животных).
Обычно железо входит в ферменты в виде комплекса, называемого гемом. В
частности, этот комплекс присутствует в гемоглобине — важнейшем белке,
обеспечивающем транспорт кислорода с кровью ко всем органам человека и
животных. И именно он окрашивает кровь в характерный красный цвет.
Комплексы железа, отличные от гема, встречаются, например, в ферменте
метан-моноксигеназе, окисляющем метан в метанол, в важном ферменте
рибонуклеотид-редуктазе, который участвует в синтезе ДНК.
В организм животных и человека железо поступает с пищей (наиболее богаты
им печень, мясо, яйца, бобовые, хлеб, крупы, свёкла). Интересно, что некогда
шпинат ошибочно был внесён в этот список (из-за опечатки в результатах
анализа — был потерян «лишний» ноль после запятой).

14. Биологическое значение железа

Суточная потребность человека в железе следующая: дети — от 4 до 18 мг,
взрослые мужчины — 10 мг, взрослые женщины — 18 мг, беременные женщины
во второй половине беременности — 33 мг. У женщин потребность несколько
выше, чем у мужчин.
Избыточная доза железа (200 мг и выше) может оказывать токсическое
действие. Передозировка железа угнетает антиоксидантную систему организма,
поэтому употреблять препараты железа здоровым людям не рекомендуется.

15.

Спасибо за внимание!