Залізо: фізичні і хімічні властивості.

Залізо: фізичні і хімічні властивості.

Company Logo. Мета: 1 5 3формувати життєві , полікультурні та математичні компетентності 4 2продовжити формувати вміння із застосування інформації про загальні властивості металів,повторити положення Феруму в Періодичній системі та особливості будови як елементу побічної групи. продовжити формувати уміння характеризувати фізичні і хімічні властивості речовин за допомогою хімічних реакцій,Тип уроку: урок набуття нових знань

Company Logo. Хід урокуІ. Організаційний моментІІ. Актуалізація опорних знань1. Фронтальна бесідаІІІ. Вивчення нового навчального матеріалуІV. Закріплення : V. Домашнє завдання.

Історичні факти. Company Logo. Рис. 24.2. 1. Самородне залізо. 2. Чисте залізо. 3. Магнітом тягне... 4. Пам’ятна монета НБУ, присвячена ковальству - обробленню заліза методом гарячого кування. Уже в Х—ХII ст. ковальська майстерність досягла такого високого рівня, що навіть деякі способи оброблення заліза та технології виготовлення знарядь праці, предметів побутового призначення без суттєвих змін дійшли до нашого часу

Історичні факти. Припускається, що спочатку людина познайомилася з метеоритним залізом. У хетських текстах 14 ст. до н. е. згадується про залізо як про метал, що впав з неба. Найдавніші вироби з метеоритного або земного самородного заліза датуються 4 — 3-м тис. до н. е.] Один з найстародавніших виробів з заліза знайдено у Єгипті, це намисто з прокутих смужок метеоритного заліза, кинджал з метеоритного заліза знайдено на півдні Месопотамії. В той же час є припущення, що перше знайомство з залізом, отриманим з залізної руди, датується 6 тис. до н. е. Широке використання залізо знайшло значно пізніше, бо у вільному стані трапляється у природі дуже рідко, а отримання його з руд стало можливим лише на певному рівні розвитку техніки. Company Logo

Актуалізація опорних знань1. Схарактеризуйте хімічну активність алюмінію. 2. Чому Алюміній має ступінь окиснення тільки +3.3. Зважаючи на хімічні властивості алюмінію, сформулюйте поради щодо використання алюмінієвого кухонного посуду. 4. Де в промисловості застосовують відновні властивості алюмінію?5. Схарактеризуйте хімічний елемент Алюміній та фізичні властивості утвореної ним простої речовини.6. Чому не можна тримати луги в алюмінієвій тарі? 7. Напишіть хімічні рівняння за схемою перетворень:8. Сплав міді й алюмінію масою 15 г обробили надлишком хлоридної кислоти й добули водень об’ємом 13,44 л (н. у.). Обчисліть масові частки металів у сплаві. Company Logo

Металічні елементи в Періодичній системі: Company Logo• — s-елементи, • — d-елементи, • — р-елементи, • — (f-елементи)

Електронегативність елементів. Company Logo. Для металічних елементів характерна невелика електронегативність — менша за 1,8. Найбільше металічні властивості виявлені в елементів ІА групи Періодичної системи — лужних елементів. Їхні атоми легко віддають валентні електрони, тому в природі ці елементи перебувають виключно у вигляді сполук.

План характеристики елемента за його положенням у періодичній системі та будовою атомаІ. Назва елемента, його символ, відносна атомна маса.ІІ. Положення у Періодичній системі: порядковий номер; номер періоду, малий чи великий період; номер групи, підгрупа.ІІІ. Будова атома: заряд ядра; кількість протонів , електронів, нейтронів, електронних шарів (енергетичних рівнів ), електронів на зовнішньому рівні, завершений зовнішній рівень чи незавершений. Схема будови атома. Електронна формула . Графічна електронна формула. Кількість спарених електронів. Валентність.ІV. Характер хімічного елемента. V. Назва та формула простої речовини. VІ. Характер сполук хімічного елемента: вищого оксиду, гідрату оксиду. Летка сполука з Гідрогеном. VІІ. Порівняння металічних (неметалічних) властивостей із властивостями елементів, що стоять поряд у періоді та групі. Company Logo

Електронна будова атома Феруму. Company Logo. Fe

Ферум. За будовою електронної оболонки атома він є d-елементом, оскільки в його атомів електронами заповнюється d-підрівень: Company Logo. У більшості сполук Ферум виявляє два ступені окиснення. Втрачаючи два електрони зовнішнього енергетичного рівня, його атоми набувають заряд +2: Більш стабільним є стан, коли Зd-підрівень буде заповнений наполовину. Для цього йону Fe2+ необхідно віддати один електрон. У такий спосіб утворюються йони Fe3+, які мають стабільнішу електронну конфігурацію:

Ферум. Як виняток, Ферум може віддавати шість електронів і виявляти ступінь окиснення +6 . Однак сполуки, у яких містяться Fe+6, трапляються досить рідко. Сполук, у яких ступінь окиснення Феруму +8 , ще не виявлено. Ферум(ІІ) оксид і ферум(ІІ) гідроксид — основні речовини, а ферум(ІІІ) оксид і ферум(ІІІ) гідроксид — амфотерні. Сполуки Феруму в ступені окиснення +3 виявляють окисні властивості. Company Logo

2. Поширеність у природіCompany Logo. У природі Ферум трапляється виключно у сполуках, найпоширенішими серед яких є оксиди: ферум(ІІ) оксид Fe. O, ферум(ІІІ) оксид Fe2 О3, а також змішаний оксид Fe3 О4 (Fe. O•Fe2 О3), який називають залізною окалиною. Сполуки тривалентного Феруму мають забарвлення від жовтого до бурого. Саме вони надають жовтуватого кольору піску та бурого забарвлення багатьом ґрунтам.

Залізні руди Бурий залізняк-лимоніт. Fe2 O3·n. Н2 OМагнітний залізняк- Fe3 O4 Червоний залізняк-Fe2 O3 Шпатовий залізняк (сидерит)Fe. СO3 Залізний колчедан (пірит)Fe. S2 Халькоперит-Сu. Fe. S2

Також Ферум міститься у складі багатьох різних мінералів у вигляді оксидів, сульфідів ,вони розсіяні в земній корі, але трапляються і скупчення мінералів. Такі мінерали, як бурий, магнітний і червоний залізняки, є джерелом залізної руди, з якої добувають залізо. Деякі мінерали Феруму мають красивий вигляд, тому їх використовують як виробне каміння — це сидерит, пірит і халькопірит. В Україні є великі поклади залізної руди — Криворізький, Кременчуцький, Придніпровський залізорудні басейни . За обсягами виробництва залізної руди Україна посідає сьоме місце серед країн світу. Сполуки Феруму розчинені у воді деяких джерел мінеральних вод. Наявність у воді сполук двовалентного Феруму надає їй так званого «металічного» присмаку. Іноді у водопровідній воді, що тече старими залізними трубами, розчинені сполуки тривалентного Феруму, які надають воді «іржавого» кольору. Company Logo

Природні запаси України. Company Logo

Fe• Метал сірого кольору з металічним блиском; Фізичні властивості заліза. Feдобре проводить електричний струм і теплоту; Feпластичний, добре піддається куванню, наявність домішок, зокрема вуглецю, підвищує твердість і крихкість заліза; Fetпл. = 1540°С, tкип. = 2860°С; Feр-густина 7,87 г/см3; легко намагнічуються в магнітному полі

Хімічні властивості заліза. Company Logo. Взаємодія з неметалами Взаємодія заліза з хлором супроводжується утворенням густого бурого диму - зависі дрібних кристаликів ферум(ІІІ) хлориду в повітрі 2 Fe +3 Cl2 → 2 Fe. Cl3; ΔΗ < 0. Під час нагрівання заліза із сіркою утворюється ферум(ІІ) сульфід: Fe + S → Fe. S; Залізо активно реагує з неметалами. Із киснем реакція повільно відбувається навіть за звичайних умов. За нагрівання заліза на повітрі його поверхня вкривається залізною окалиною:

Взаємодія з водою. Взаємодія з кислотами. Залізо реагує з водою: під час пропускання перегрітої водяної пари крізь розпечені залізні ошурки залізо перетворюється на залізну окалину, і виділяється водень: Company Logo. За звичайних умов залізо активно реагує з кислотами. Продуктами реакції є солі Феруму в ступені окиснення +2: Із кислотами окисниками (концентрованими сульфатною та нітратною кислотами) Ферум окиснюється до ступеня окиснення +3. Але холодні кислоти пасивують залізо, реакція відбувається лише за нагрівання:

Взаємодія із солями. Company Logo. Після занурення заліза в розчин купрум(ІІ) сульфату поверхня заліза вкривається червоним нальотом міді:

5. Оксиди Феруму. Ферум утворює три сполуки з Оксигеном: прості оксиди Fe. O, Fe2 О3 і подвійний оксид Fe3 О4 (Fe. O•Fe2 О3). Це — тверді речовини чорного (Fe. O і Fe3 О4) або коричневого (Fe2 О3) кольору. Company Logo. Ферум(ІІ) оксид і ферум(ІІІ) оксид можна добути термічним розкладом відповідних гідроксидів, деяких оксигеновмісних солей:

Гідроксиди Феруму. Гідроксиди Феруму нерозчинні у воді; сполука Fe(OH)2 має білий колір, іноді із зеленкуватим відтінком, a Fe(OH)3 — бурий. Добути чистий ферум(ІІ) гідроксид за реакцією обміну у водному розчині дуже важко; він досить швидко окиснюється розчиненим у воді киснем повітря й перетворюється на ферум(ІІІ) гідроксид: Прості оксиди Феруму різняться за хімічним характером: Fe. O — основний оксид, Fe2 О3 — амфотерний. Сполука Fe(OH)2 є основою, a Fe(OH)3 — амфотерним гідроксидом, який, однак, майже не реагує з розчином лугу за звичайних умов.

Оксиди і Гідроксиди Феруму (II)Fe. O↓ и Fe(OH)2 ↓ – переважно основні сполуки. Fe2 O3 ↓ и Fe(OH)3 ↓ – амфотерні сполуки з переважанням основних властивостей. Сполуки Fe (II) на повітрі окиснюються: 2 Fe(OH)2↓ + O2 + H2 O = 2 Fe(OH)3 ↓Company Logo

Ферум (ІІ) оксид та гідроксид (основні властивості)Взаємодія з кислотами. Fe. O + 2 HCl = Fe. Cl2 + H2 О Fe(OH)2 + H2 SO4 = Fe. SO4 + 2 H2 О 2) Ферум (ІІ) оксид з лугами не взаємодіє. 3) Ферум(ІІ) гідроксид, якщо він свіжодобутий і під час кип’ятінняреагує з концентрованим розчином лугу: Fe(OH)2 + 2 Na. OH = Na2[Fe(OH)4] Натрій тетрагідроксоферат(ІІ) 4) Ферум(ІІ) гідроксид утворюється внаслідок дії лугів на розчини солей Феруму(ІІ): 5) Гідроксид Феруму (ІІ) під час нагрівання розкладається. Fe(OH)2 = Fe. O + H2 O Company Logo

Оксиди і Гідроксиди Феруму (III)Оксид і гідроксид Феруму(ІІІ) мають більш виражені амфотерні властивості: Ферум(ІІІ) гідроксид утворюється внаслідок дії лугів на розчини солей Феруму(ІІІ): Гідроксид Феруму (ІІІ) під час нагрівання розкладається:2 Fe(OH)3 = Fe2 O3 + 3 H2 O Company Logo

Якісні реакції на солі Феруму (ІІ) та Феруму (ІІІ): Реактивом на йони Феруму(ІІ) є червона кров’яна сіль K3[Fe(CN)6] - калій гексаціаноферат(ІІІ), з солями Феруму(ІІ) дає осад синього кольору – турнбулеву синь: 2) Реактивом на йони Феруму(ІІІ) є жовта кров’яна сіль K4[Fe(CN)6] - калій гексаціаноферат(ІІ), з солями Феруму(ІІІ) дає осад синього кольору – берлінську лазур: Company Logo

Якісні реакції на солі Феруму (ІІІ): 3) Реактивом на йони Феруму(ІІІ) є амоній тіоціанат NH4 SCN або калій тіоціанат KSCN. Утворюється сполука темно-червоного кольору: Company Logo

Оксиди і Гідроксиди Феруму. Company Logo

Застосування заліза та його сплавів Чавун – це сплав заліза з Карбоном (більше 1,7%) та деякою кількістю Si, Mn, P, S Чавун значно твердіший і крихкіший за сталь, він не піддається куванню, однак вироби з нього витримують великі механічні навантаження. Раніше з чавуну виплавляли пушки, ядра та посуд.. Сталь – це ковкий сплав заліза з Карбоном (до 1,7%) та іншими домішками Сьогодні сталь є головним конструкційним матеріалом. Зі сталі виготовляють каркаси будинків, труби, корпуси транспортних засобів. Company Logo

Застосування Магнетит завдяки його феромагнітним властивостям використовують для створення носіїв інформації: магнітних плівок, жорстких магнітних дисків тощо. Через феромагнітну властивість та чорний колір із магнетиту виготовляють тонер для чорно-білих лазерних принтерів. Залізний купорос (Fe. SО4•7 H2 О) разом із мідним купоросом застосовують у садівництві й будівництві для боротьби зі шкідливими грибками. Хлориди або сульфати Феруму(ІІ) і Феруму(ІІІ) використовують для очищення природних вод на станціях водопідготовки. Company Logo

9. Біологічне значення Феруму Ферум — важливий мікроелемент. В організмі дорослої людини 25 % Феруму міститься у складі деяких вітамінів і білків, а 75 % — у складі гемоглобіну. Нестача Феруму призводить до анемії — недокрів’я. Добова потреба Феруму становить: 4-18 мг — у дітей, 10 мг — у чоловіків і 18 мг — у жінок. В організм людини Ферум надходить з їжею, найбільш багаті на нього печінка, м’ясо, яйця, бобові, хліб, буряк тощо. Company Logo

Закріплення знань. Company Logo. Домашнє завдання:§25 195-196 стор 156-157

www.themegallery.com. Thank You !