Sloučeniny železa

Železo

• Nejrozšířenější přechodný kov na Zemi
  (druhý nejrozšířenější ze všech kovů)

• Ve sloučeninách ox. č. II a III (stálejší), výjimečně VI

• Feromagnetický kov (Curieova teplota 768 °C)

• Biogenní prvek (hemoglobin) – anémie

• Rudy železa

  • hematit (krevel) – Fe2O3

  • limonit (hnědel) – Fe2O3 ∙ nH2O

  • magnetit – Fe3O4 (Fe2O3 ∙ FeO)

  • siderit (ocelek) – FeCO3

  • pyrit – FeS2

• Neušlechtilý kov

• Reaguje s vodou za horka

  • 2Fe + 6H2O → 2Fe(OH)3 + 3H2

• Konc. H2SO4 a HNO3 se pasivuje

  • Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

Využití železa

• Již od starověku

  • Meteorické železo

  • Později redukce dřevěným uhlím + kování

• Výroba předmětů denní potřeby – nářadí, součástky přístrojů, nádobí…

• Nevýhoda – koroze

  • Jak jí zabránit – už známe

Výroba železa

• Vysoká pec (horní část – kychta, spodní část – nístěj)

• Suroviny (vsázka):

  • železná ruda (Fe2O3)

  • koks

  • vápenec

  • SiO2

• Nepřímá redukce:

  • 3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2

  • Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2

  • FeO + CO → Fe + CO2

• Přímá redukce:

• Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO

• Fe3O4 + 4C → 3Fe + 4CO

• FeO + C → Fe + CO

• nauhličování železa (Fe3C)

• struska

  • CaCO3 → CaO + CO2

  • CaO + SiO2 → CaSiO3 – struska

• Surové železo = litina (obsah C 3–5 %) – křehké

• Zpracování na ocel – konvertory

Zušlechťování oceli

• kalení

• popouštění

• legování

• cementace

• fosfátování

Sloučeniny FeII

• Méně stabilní, na vzduchu oxidují na Fe3+

  • Jaké budou mít redoxní vlastnosti?

• Většinou zelená barva

• Zelená skalice – FeSO4 ∙ 7H2O

  • Desinfekce vod, ochrana trávníků proti mechům, doplněk stravy

  • Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

• FeS – laboratorní příprava H2S

• Mohrova sůl – (NH4)2Fe(SO4)2 ∙ 6H2O

  • Stálejší než zelená skalice, analytická chemie

Sloučeniny FeIII

• Stabilní

• Hnědá/rezavá barva

• Fe2O3 – termity (aluminotermie)

• Fe(OH)3 – rez, čiření vody

• FeCl3 – leptání tištěných spojů

• Fe2(SO4)3 – čiření vody

  • Fe2(SO4)3 + 3H2O → 2Fe(OH)3 + 3H2SO4

• Ferity – keramické podvojné oxidy

  • Např. BaFe12O19, SrFe12O19

Sloučeniny FeIV

• Velmi nestabilní

• Silná oxidační činidla

• K2FeO4 – železan draselný

  • Úprava vody: desinfekce, koagulace

Které vlastnosti mají společné Na a Fe?

1. vytvářejí kovovou vazbu

2. podléhají korozi

3. reagují s HCl

4. jsou redukčními činidly

5. vyrábějí se redukcí