ŽELEZO A JEHO SLOUČENINY

1

27. ŽELEZO A JEHO SLOUČENINY

− Přechodný prvek, VIII. B skupina
− Triáda železa (Fe, Co, Ni) – kovy, které mají podobné chemické vlastnosti, liší se

schopností tvořit sloučeniny o různém oxidačním čísle

− Elektronová konfigurace Fe[Ar] 3d6 4s2 – až čtyřvazné

− Běžná oxidační čísla II a III
− Biogenní prvek – součástí hemoglobinu, myoglobinu, …
− Výskyt:

o Pouze ve sloučeninách → magnetit Fe3O4, hematit (krevel) Fe2O3, limonit

Fe2O3 * nH2O, siderit (ocelek) FeCO3, pyrit FeS2

o V přírodě ryzí jen ve formě meteoritů
o 4. nejrozšířenější prvek zemské kůry

− Vlastnosti:

o Měkký, kujný, stříbrolesklý, tažný kov, nepříliš tvrdý
o Neušlechtilý, feromagnetický (zesiluje magnetické pole)
o Reaguje s různými prvky např. s kyslíkem – rezavění, (za větších teplot

s chlorem a sírou)

o Nereaguje s koncentrovanou kyselinou sírovou, dusičná železo pasivuje
o Se zředěnými kyselinami poskytuje železnaté a železité soli a vodík
o Vazby jsou nejčastěji kovalentní
o Rozpustné ve zředěných kyselinách např. v dusičné nebo sírové
o Podléhá korozi → oxiduje se na hydratovaný oxid železitý neboli rez

(chráníme nátěry, pokovováním – poniklování, pochromování, pozink, …)

− Výroba:

o Chemicky čisté Fe nemá v praxi velký význam – snadno koroduje a je měkké
o V hutním průmyslu se vyrábí:

a. Surové železo C > 1,7 %
b. Ocel C < 1,7 %
c. Slitiny železa

o Vyrábí se ve vysokých pecích z jeho kyslíkatých rud
o SPALOVÁNÍ KOKSU:

▪ C + O2 → CO2
▪ CO2 + C → CO

o PŘÍMÁ REDUKCE:

▪ Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO
▪ Fe3O4 + 4C → 3Fe + 4CO
▪ FeO + C → Fe + CO

o NEPŘÍMÁ REDUKCE:

▪ Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2
▪ Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2

2

▪ FeO + CO → Fe + CO2

o Produkty vysoké pece:

▪ Surové železo – není kujné, používá se jako litina, 3-5 % C, kolem 2 %

Si, Mn a P

▪ Struska – CaO, SiO2, Al2O3 – stavebnictví
▪ Kychtový plyn – slouží k ohřevu vzduchu vháněného do vysoké pece

− Výroba oceli (zkujňování):

o Princip spočívá ve snížení obsahu C pod 1,7 % oxidací vzdušným kyslíkem

▪ Jejím prudkým ochlazením – kalením vzniká tzv. kalená ocel, která je

tvrdá a křehká

▪ Jejím pomalým zahříváním – popouštěním se křehkost odstraní, ale

tvrdost zůstává

▪ Legování – přísady kovů zlepšujících vlastnosti

o Ocel je kujná a tažná
o Vyrábí se v konvertorech, Martinských pecích, elektrických pecích
o Druhy ocelí:

▪ Chromová ocel – ložiska
▪ Niklová ocel – součástky automobilů
▪ Wolframová ocel – řezací nástroje
▪ Chromniklová ocel – nerezavějící konstrukční materiály
▪ Kobaltová ocel – magnety
▪ Křemíková ocel – mostní konstrukce

− Použití:

o Složka ocelí, jeden z technologicky nejvýznamnějších kovů – konstrukční