सूत्र:

आयरन (II) सल्फेट, फेरस सल्फेट, FeSO 4 - सल्फ्यूरिक एसिड और 2-वैलेंट आयरन का नमक। कठोरता - 2.

रसायन विज्ञान में आयरन सल्फेट को क्रिस्टलीय हाइड्रेट कहा जाता है आयरन (II) सल्फेट. हल्के हरे क्रिस्टल. इसका उपयोग कपड़ा उद्योग में, कृषि में कीटनाशक के रूप में, खनिज पेंट की तैयारी के लिए किया जाता है।

प्राकृतिक एनालॉग - खनिज melanterite; प्रकृति में, यह मोनोक्लिनोहेड्रल प्रणाली के क्रिस्टल में, हरे-पीले रंग में, धब्बों या धारियों के रूप में होता है।

दाढ़ जन: 151.91 ग्राम/मोल

घनत्व: 1.8-1.9 ग्राम/सेमी³

पिघलने का तापमान: 400°C

पानी में घुलनशीलता: 25.6 ग्राम/100 मिली

2-वैलेंट आयरन का सल्फेट 1.82 डिग्री सेल्सियस से 56.8 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर जलीय घोल से FeSO 4 7H 2 O के हल्के हरे क्रिस्टल के रूप में निकलता है, जिसे प्रौद्योगिकी में फेरस सल्फेट (क्रिस्टल हाइड्रेट) कहा जाता है। 100 ग्राम पानी में घुल जाता है: 26.6 ग्राम निर्जल FeSO 4 20 डिग्री सेल्सियस पर और 54.4 ग्राम 56 डिग्री सेल्सियस पर।

वायुमंडलीय ऑक्सीजन के प्रभाव में 2-वैलेंट आयरन के सल्फेट के घोल समय के साथ ऑक्सीकृत हो जाते हैं, आयरन (III) सल्फेट में बदल जाते हैं:

12FeSO 4 + O 2 + 6H 2 O = 4Fe 2 (SO 4) 3 + 4Fe (OH) 3 ↓

480°C से ऊपर गर्म करने पर यह विघटित हो जाता है:

2FeSO 4 → Fe 2 O 3 + SO 2 + SO 3

रसीद।

फेरस विट्रियल को लोहे के स्क्रैप, छत के लोहे की कटिंग आदि पर तनु सल्फ्यूरिक एसिड की क्रिया द्वारा तैयार किया जा सकता है। उद्योग में, यह एक उप-उत्पाद के रूप में प्राप्त होता है जब लोहे की चादरें, तार आदि को तनु H2SO4 से खोदा जाता है। पैमाने हटाओ.

Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2

दूसरा तरीका है पाइराइट का ऑक्सीडेटिव भूनना:

2FeS 2 + 7O 2 + 2H 2 O = 2FeSO 4 + 2H 2 SO 4

गुणात्मक विश्लेषण।

लौह धनायन के लिए विश्लेषणात्मक प्रतिक्रियाएं (द्वितीय).

1. पोटेशियम हेक्सासायनोफेरेट (III) के साथ क 3 पोटेशियम आयरन (II) हेक्सासायनोफेरेट (III) ("टर्नबुल ब्लू") के गहरे नीले अवक्षेप के निर्माण के साथ, एसिड में अघुलनशील, क्षार के साथ विघटित होकर Fe (OH) 3 (HF) बनता है।

FeSO 4 + के 3 केएफई + के 2 एसओ 4

प्रतिक्रिया के लिए इष्टतम pH मान 2-3 है। प्रतिक्रिया भिन्नात्मक, अत्यधिक संवेदनशील है। Fe 3+ की उच्च सांद्रता हस्तक्षेप करती है।

2. अमोनियम सल्फाइड के साथ (एनएच 4 ) 2 एसएक काले अवक्षेप के निर्माण के साथ, मजबूत एसिड (एचएफ) में घुलनशील।

FeSO 4 + (एनएच 4) 2 एस
FeS + (NH 4) 2 SO 4

3.2. सल्फेट आयन के लिए विश्लेषणात्मक प्रतिक्रियाएं।

1. समूह अभिकर्मक BaCl 2 + CaCl 2 या BaCl 2 (GF) के साथ।

सल्फेट आयन का आंशिक उद्घाटन एक अम्लीय वातावरण में किया जाता है, जो सीओ 3 2-, पीओ 4 3-, आदि के हस्तक्षेप प्रभाव को समाप्त करता है, और एस 2 को हटाने के लिए परीक्षण समाधान को 6 मोल / डीएम 3 एचसीएल के साथ उबालकर किया जाता है। -, SO 3 2 -, S 2 O 3 2- -आयन, जो मौलिक सल्फर बना सकते हैं, जिसके अवक्षेप को BaSO 4 के अवक्षेप के रूप में लिया जा सकता है। BaSO 4 अवक्षेप KMnO 4 के साथ आइसोमोर्फिक क्रिस्टल बनाने और गुलाबी होने में सक्षम है (प्रतिक्रिया की विशिष्टता बढ़ जाती है)।

क्रियाविधि 0.002 mol/dm की उपस्थिति में प्रतिक्रिया करना 3 केएमएनओ 4 .

परीक्षण घोल की 3-5 बूंदों में बराबर मात्रा में पोटेशियम परमैंगनेट, बेरियम क्लोराइड और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के घोल मिलाएं और 2-3 मिनट तक जोर से मिलाएं। जमने दें और, घोल से अवक्षेप को अलग किए बिना, एच 2 ओ 2 के 3% घोल की 1-2 बूंदें डालें, मिलाएं और सेंट्रीफ्यूज करें। अवक्षेप का रंग गुलाबी रहना चाहिए और अवक्षेप के ऊपर का घोल रंगहीन हो जाना चाहिए।

2. लेड एसीटेट के साथ।

इसलिए 4 2- +Pb2+
पीबीएसओ 4 

क्रियाविधि : सल्फेट घोल के 2 सेमी 3 में तनु हाइड्रोक्लोरिक एसिड का 0.5 सेमी 3 और लेड एसीटेट घोल का 0.5 सेमी 3 मिलाएं; एक सफेद अवक्षेप बनता है, जो अमोनियम एसीटेट या सोडियम हाइड्रॉक्साइड के संतृप्त घोल में घुलनशील होता है।

PbSO 4  + 4 NaOH
ना 2 + ना 2 एसओ 4

स्ट्रोंटियम लवण के साथ - एक सफेद अवक्षेप का निर्माण, एसिड में अघुलनशील (सल्फाइट्स के विपरीत)।

इसलिए 4 2 -+Sr2+
एसआरएसओ 4 

क्रियाविधि : विश्लेषण किए गए घोल की 4-5 बूंदों में स्ट्रोंटियम क्लोराइड के सांद्र घोल की 4-5 बूंदें मिलाएं, एक सफेद अवक्षेप बनता है।

कैल्शियम लवण के साथ - जिप्सम CaSO 4  2H 2 O के सुई जैसे क्रिस्टल का निर्माण।

एसओ 4 2- + सीए 2+ + 2एच 2 ओ
CaSO 4  2H 2 O

कार्यप्रणाली: विश्लेषण किए गए घोल और कैल्शियम लवण की एक बूंद कांच की स्लाइड पर डालें, थोड़ा सूखा। गठित क्रिस्टल की जांच माइक्रोस्कोप के तहत की जाती है।

मात्रात्मक विश्लेषण।

परमैंगनेटोमेट्री।

परमैंगनोमेट्रिक विधि द्वारा मोहर के नमक (एनएच 4) 2 Fe (SO 4) 2 6H 2 O के नमूने में लोहे के द्रव्यमान अंश का निर्धारण

(प्रत्यक्ष अनुमापन विकल्प)

यह परिभाषा पोटेशियम परमैंगनेट द्वारा आयरन (II) से आयरन (III) में ऑक्सीकरण पर आधारित है।

10 FeSO 4 + 2 KMnO 4 + 8एच 2 इसलिए 4 = 5 Fe 2 (इसलिए 4 ) 3 + 2 एमएनएसओ 4 + के 2 इसलिए 4 + 8एच 2 हे

एम (Fe) = 55.85 ग्राम/मोल

कार्यप्रणाली: मोहर के नमक के 0.1 एम घोल के 100 सेमी 3 की तैयारी के लिए आवश्यक मोहर के नमक का सटीक वजन, मात्रात्मक रूप से 100 सेमी 3 की क्षमता वाले वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क में स्थानांतरित किया जाता है, जिसे पूरा होने के बाद आसुत जल की थोड़ी मात्रा में घोल दिया जाता है। विघटन, पानी के साथ निशान पर लाया गया, मिलाया गया। परिणामी समाधान (व्यक्तिगत कार्य) का एक विभाज्य एक अनुमापन फ्लास्क में रखा जाता है, पतला सल्फ्यूरिक एसिड (1: 5) की एक समान मात्रा डाली जाती है और धीरे-धीरे पोटेशियम परमैंगनेट के समाधान के साथ अनुमापन किया जाता है जब तक कि समाधान थोड़ा गुलाबी न हो जाए, 30 के लिए स्थिर हो जाए। सेकंड.

आवेदन पत्र।

उत्पादन में उपयोग किया जाता है आईएनके;

डाई व्यवसाय में (रंग भरने के लिए) ऊनकाले रंग में)

वृक्ष संरक्षण के लिए.

ग्रंथ सूची.

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"महान सोवियत विश्वकोश";

17. डी - तत्व। लोहा, सामान्य विशेषताएँ, गुण। ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड, CO और OM विशेषताएँ, बायोरोल, जटिल निर्माण की क्षमता।

1. सामान्य विशेषताएँ.

लोहा - परमाणु संख्या 26 के साथ पीएससीई की चौथी अवधि के आठवें समूह के द्वितीयक उपसमूह का डी-तत्व।

पृथ्वी की पपड़ी में सबसे आम धातुओं में से एक (एल्यूमीनियम के बाद दूसरा स्थान)।

एक साधारण पदार्थ लोहा उच्च रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता वाली एक निंदनीय चांदी-सफेद धातु है: लोहा जल्दी से संक्षारण करता हैउच्च तापमान या हवा में उच्च आर्द्रता पर।

4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3

शुद्ध ऑक्सीजन में, लोहा जलता है, और सूक्ष्म रूप से बिखरी हुई अवस्था में, यह हवा में स्वतः ही प्रज्वलित हो जाता है।

3Fe + 2O2 = FeO + Fe2O3

3Fe + 4H2O = FeO*Fe2O3

FeO*Fe2O3 = Fe3O4 (लोहे का पैमाना)

दरअसल, लोहे को आमतौर पर अशुद्धियों की कम सामग्री (0.8% तक) के साथ इसके मिश्र धातु कहा जाता है, जो शुद्ध धातु की कोमलता और लचीलापन बनाए रखता है। लेकिन व्यवहार में, कार्बन के साथ लोहे की मिश्रधातुओं का अधिक उपयोग किया जाता है: स्टील (2.14 wt.% कार्बन तक) और कच्चा लोहा (2.14 wt.% कार्बन से अधिक), साथ ही मिश्रधातु के अतिरिक्त स्टेनलेस (मिश्र धातु) स्टील धातुएँ (क्रोमियम, मैंगनीज, निकल, आदि)। लोहे और उसके मिश्रधातुओं के विशिष्ट गुणों का संयोजन इसे मनुष्यों के लिए महत्वपूर्ण "धातु नंबर 1" बनाता है।

प्रकृति में, लोहा अपने शुद्ध रूप में बहुत कम पाया जाता है, अधिकतर यह लौह-निकल उल्कापिंडों के हिस्से के रूप में होता है। पृथ्वी की पपड़ी में लोहे की व्यापकता 4.65% (O, Si, Al के बाद चौथा स्थान) है। यह भी माना जाता है कि पृथ्वी की कोर का अधिकांश भाग लोहे से बना है।

2.गुण

1.फिजिकल सेंट.लोहा एक विशिष्ट धातु है, मुक्त अवस्था में यह भूरे रंग के साथ चांदी-सफेद रंग का होता है। शुद्ध धातु नमनीय होती है, विभिन्न अशुद्धियाँ (विशेष रूप से, कार्बन) इसकी कठोरता और भंगुरता को बढ़ाती हैं। इसमें चुंबकीय गुण स्पष्ट हैं। तथाकथित "आयरन ट्रायड" को अक्सर प्रतिष्ठित किया जाता है - तीन धातुओं (आयरन Fe, कोबाल्ट Co, निकल Ni) का एक समूह जिसमें समान भौतिक गुण, परमाणु त्रिज्या और इलेक्ट्रोनगेटिविटी मान होते हैं।

2.केमिकल सेंट द्वीप समूह।

ऑक्सीकरण अवस्था	ऑक्साइड	हीड्राकसीड	चरित्र	टिप्पणियाँ
			कमजोर बुनियादी
			बहुत कमजोर आधार, कभी-कभी उभयचर
	नहीं पाना	*	अम्ल	मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट

लोहे के लिए, लोहे की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ विशेषता हैं - +2 और +3।

ऑक्सीकरण अवस्था +2 काले ऑक्साइड FeO और हरे हाइड्रॉक्साइड Fe(OH) 2 से मेल खाती है। वे बुनियादी हैं. लवणों में Fe(+2) धनायन के रूप में मौजूद होता है। Fe(+2) एक कमजोर अपचायक है।

+3 ऑक्सीकरण अवस्थाएँ लाल-भूरे Fe 2 O 3 ऑक्साइड और भूरे Fe(OH) 3 हाइड्रॉक्साइड के अनुरूप होती हैं। वे प्रकृति में उभयचर हैं, हालांकि उनके अम्लीय और बुनियादी गुण कमजोर रूप से व्यक्त किए जाते हैं। तो, Fe 3+ आयन पूरी तरह से हैं हाइड्रोलाइज्डअम्लीय वातावरण में भी. Fe (OH) 3 केवल सांद्र क्षार में घुलता है (और तब भी पूरी तरह से नहीं)। Fe 2 O 3 क्षार के साथ तभी प्रतिक्रिया करता है जब संलयन होता है, देता है फेराइट्स(ऐसिड के औपचारिक लवण जो एसिड HFeO2 के मुक्त रूप में मौजूद नहीं हैं):

आयरन (+3) अक्सर कमजोर ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करता है।

जब रेडॉक्स स्थितियां बदलती हैं तो +2 और +3 ऑक्सीकरण अवस्थाएं आपस में आसानी से परिवर्तित हो जाती हैं।

इसके अलावा, Fe 3 O 4 ऑक्साइड है, लोहे की औपचारिक ऑक्सीकरण अवस्था +8/3 है। हालाँकि, इस ऑक्साइड को आयरन (II) फेराइट Fe +2 (Fe +3 O 2) 2 भी माना जा सकता है।

+6 की ऑक्सीकरण अवस्था भी होती है। संबंधित ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड मुक्त रूप में मौजूद नहीं हैं, लेकिन लवण - फेरेट्स (उदाहरण के लिए, K 2 FeO 4) प्राप्त किए गए हैं। इनमें लौह (+6) ऋणायन के रूप में होता है। फेरेट्स मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट हैं।

शुद्ध धात्विक लोहा पानी और तनु विलयन में स्थिर रहता है। क्षार. एक मजबूत ऑक्साइड फिल्म के साथ धातु की सतह के पारित होने के कारण लोहा ठंडे केंद्रित सल्फ्यूरिक और नाइट्रिक एसिड में नहीं घुलता है। गर्म सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड, एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट होने के कारण, लोहे के साथ क्रिया करता है।

साथ हाइड्रोक्लोरिकऔर पतला (लगभग 20%) गंधक का अम्ललोहा प्रतिक्रिया करके लौह (II) लवण बनाता है:

जब गर्म करने पर लोहा लगभग 70% सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो प्रतिक्रिया के साथ-साथ निर्माण भी होता है आयरन (III) सल्फेट:

3. ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड, CO और OM चार-का...

आयरन (II) यौगिक

आयरन ऑक्साइड (II) FeO में मूल गुण हैं, यह आधार Fe (OH) 2 से मेल खाता है। लौह (II) के लवणों का रंग हल्का हरा होता है। भंडारण के दौरान, विशेष रूप से नम हवा में, वे लोहे (III) के ऑक्सीकरण के कारण भूरे रंग में बदल जाते हैं। लौह (II) लवण के जलीय घोल के भंडारण के दौरान भी यही प्रक्रिया होती है:

जलीय घोल में लौह (II) लवण का, स्थिर मोरा नमक- डबल अमोनियम और आयरन (II) सल्फेट (NH 4) 2 Fe (SO 4) 2 6H 2 O।

समाधान में Fe 2+ आयनों के लिए अभिकर्मक हो सकता है पोटेशियम हेक्सासायनोफेरेट (III)के 3 (लाल रक्त नमक)। जब Fe 2+ और 3− आयन परस्पर क्रिया करते हैं, तो एक अवक्षेप बनता है टर्नबुल नीला:

घोल में आयरन (II) के मात्रात्मक निर्धारण के लिए उपयोग करें phenanthroline, जो एक विस्तृत pH रेंज (4-9) में आयरन (II) के साथ एक लाल FePhen 3 कॉम्प्लेक्स बनाता है

आयरन (III) यौगिक

आयरन (III) ऑक्साइड Fe 2 O 3 कमजोर रूप से एम्फोटेरिन, यह Fe (OH) 2 से भी कमजोर आधार Fe (OH) 3 से मेल खाता है, जो एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है:

Fe 3+ लवण क्रिस्टलीय हाइड्रेट बनाते हैं। उनमें, Fe 3+ आयन आमतौर पर छह पानी के अणुओं से घिरा होता है। ऐसे लवण गुलाबी या बैंगनी रंग के होते हैं। Fe 3+ आयन अम्लीय वातावरण में भी पूरी तरह से हाइड्रोलाइज्ड होता है। pH>4 पर, यह आयन लगभग पूरी तरह से अवक्षेपित हो जाता है Fe (OH) 3 के रूप में:

Fe 3+ आयन के आंशिक हाइड्रोलिसिस के साथ, पॉलीन्यूक्लियर ऑक्सो- और हाइड्रॉक्सोकेशन बनते हैं, जिसके कारण समाधान भूरे हो जाते हैं। आयरन (III) हाइड्रॉक्साइड Fe (OH) 3 के मुख्य गुण बहुत कमजोर रूप से व्यक्त किए जाते हैं। यह केवल सांद्र क्षार विलयनों के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम है:

परिणामी आयरन (III) हाइड्रॉक्सोकॉम्प्लेक्स केवल अत्यधिक क्षारीय घोल में ही स्थिर होते हैं। जब घोल को पानी से पतला किया जाता है, तो वे नष्ट हो जाते हैं और Fe (OH) 3 अवक्षेपित हो जाता है।

जब अन्य धातुओं के क्षार और ऑक्साइड के साथ संलयन होता है, तो Fe 2 O 3 विभिन्न प्रकार का निर्माण करता है फेराइट्स:

विलयन में लौह (III) यौगिकों को धात्विक लौह द्वारा कम किया जाता है:

आयरन (III) एकल चार्ज के साथ डबल सल्फेट बनाने में सक्षम है फैटायनोंप्रकार फिटकिरी, उदाहरण के लिए, KFe (SO 4) 2 - पोटेशियम आयरन फिटकिरी, (NH 4) Fe (SO 4) 2 - आयरन अमोनियम फिटकरी, आदि।

किसी घोल में आयरन (III) यौगिकों की गुणात्मक पहचान के लिए, थायोसाइनेट आयनों के साथ Fe 3+ आयनों की गुणात्मक प्रतिक्रिया का उपयोग किया जाता है एससीएन − . जब Fe 3+ आयन SCN - आयनों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, तो चमकीले लाल लौह थायोसाइनेट कॉम्प्लेक्स 2+, +, Fe (SCN) 3, - का मिश्रण बनता है। मिश्रण की संरचना (और इसलिए इसके रंग की तीव्रता) विभिन्न कारकों पर निर्भर करती है, इसलिए यह विधि लोहे के सटीक गुणात्मक निर्धारण के लिए लागू नहीं है।

Fe 3+ आयनों के लिए एक और उच्च गुणवत्ता वाला अभिकर्मक है पोटेशियम हेक्सासायनोफेरेट (II)के 4 (पीला रक्त नमक)। जब Fe 3+ और 4− आयन परस्पर क्रिया करते हैं, तो एक चमकीला नीला अवक्षेप बनता है हल्का नीला:

आयरन (VI) यौगिक

फेरेट्स- लौह अम्ल H2FeO4 के लवण जो मुक्त रूप में मौजूद नहीं होते हैं। ये बैंगनी रंग के यौगिक हैं, जो ऑक्सीकरण गुणों में परमैंगनेट और घुलनशीलता में सल्फेट्स की याद दिलाते हैं। फेरेट्स गैसीय की क्रिया से प्राप्त होते हैं क्लोरीनया ओजोनक्षार में Fe (OH) 3 के निलंबन पर , उदाहरण के लिए, पोटेशियम फेरेट (VI) K 2 FeO 4। फेरेट्स बैंगनी रंग के होते हैं।

फेरेट्स भी प्राप्त किया जा सकता है इलेक्ट्रोलीज़लौह एनोड पर 30% क्षार समाधान:

फेरेट्स मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट हैं। अम्लीय वातावरण में, वे ऑक्सीजन की रिहाई के साथ विघटित हो जाते हैं:

फेरेट्स के ऑक्सीकरण गुणों का उपयोग किया जाता है जल कीटाणुशोधन.

4.बायोरोल

1) जीवित जीवों में, लोहा एक महत्वपूर्ण ट्रेस तत्व है जो ऑक्सीजन विनिमय (श्वसन) की प्रक्रियाओं को उत्प्रेरित करता है।

2) आयरन आमतौर पर एक कॉम्प्लेक्स के रूप में एंजाइमों में शामिल होता है। विशेष रूप से, यह कॉम्प्लेक्स हीमोग्लोबिन में मौजूद होता है, सबसे महत्वपूर्ण प्रोटीन जो मनुष्यों और जानवरों के सभी अंगों तक रक्त के साथ ऑक्सीजन परिवहन प्रदान करता है। और यह वह है जो रक्त को एक विशिष्ट लाल रंग में रंग देता है।

4) आयरन की अत्यधिक खुराक (200 मिलीग्राम और अधिक) विषाक्त प्रभाव डाल सकती है। आयरन की अधिक मात्रा शरीर के एंटीऑक्सीडेंट सिस्टम को ख़राब कर देती है, इसलिए स्वस्थ लोगों के लिए आयरन से बने पदार्थों का उपयोग करने की अनुशंसा नहीं की जाती है।

मानव शरीर में लगभग 5 ग्राम आयरन होता है, इसका अधिकांश भाग (70%) रक्त में हीमोग्लोबिन का हिस्सा होता है।

भौतिक गुण

स्वतंत्र अवस्था में लोहा एक चांदी-सफेद धातु है जिसका रंग भूरा होता है। शुद्ध लोहा लचीला होता है और इसमें लौहचुंबकीय गुण होते हैं। व्यवहार में, लौह मिश्र धातुओं का आमतौर पर उपयोग किया जाता है - कच्चा लोहा और स्टील।




समूह VIII के द्वितीयक उपसमूह के नौ डी-धातुओं में Fe सबसे महत्वपूर्ण और सबसे आम तत्व है। कोबाल्ट और निकल के साथ मिलकर यह "लौह परिवार" बनाता है।




अन्य तत्वों के साथ यौगिक बनाते समय, यह अक्सर 2 या 3 इलेक्ट्रॉनों (बी \u003d II, III) का उपयोग करता है।




आयरन, समूह VIII के लगभग सभी डी-तत्वों की तरह, समूह संख्या के बराबर उच्च संयोजकता नहीं दिखाता है। इसकी अधिकतम संयोजकता VI तक पहुँचती है और अत्यंत दुर्लभ है।




सबसे विशिष्ट यौगिक वे हैं जिनमें Fe परमाणु +2 और +3 ऑक्सीकरण अवस्था में होते हैं।




आयरन प्राप्त करने की विधियाँ

1. वाणिज्यिक लोहा (कार्बन और अन्य अशुद्धियों के साथ मिश्र धातु में) योजना के अनुसार अपने प्राकृतिक यौगिकों के कार्बोथर्मल कमी द्वारा प्राप्त किया जाता है:








रिकवरी धीरे-धीरे 3 चरणों में होती है:




1) 3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2




2) Fe 3 O 4 + CO = 3FeO + CO 2




3) FeO + CO = Fe + CO 2




इस प्रक्रिया से बने कच्चे लोहे में 2% से अधिक कार्बन होता है। भविष्य में, स्टील्स को कच्चा लोहा - 1.5% से कम कार्बन युक्त लौह मिश्र धातुओं से प्राप्त किया जाता है।




2. अत्यंत शुद्ध लोहा निम्नलिखित में से किसी एक तरीके से प्राप्त किया जाता है:




ए) पेंटाकार्बोनिल Fe का अपघटन




Fe(CO) 5 = Fe + 5CO




बी) शुद्ध FeO की हाइड्रोजन कमी




FeO + H 2 = Fe + H 2 O




ग) Fe +2 लवण के जलीय घोल का इलेक्ट्रोलिसिस




FeC 2 O 4 = Fe + 2СO 2

आयरन (II) ऑक्सालेट

रासायनिक गुण

Fe - मध्यम गतिविधि की एक धातु, धातुओं की विशेषता वाले सामान्य गुण प्रदर्शित करती है।




एक अनूठी विशेषता नम हवा में "जंग" लगाने की क्षमता है:





शुष्क हवा के साथ नमी की अनुपस्थिति में, लोहा केवल T> 150°C पर ही प्रतिक्रिया करना शुरू कर देता है; जब कैल्सीन किया जाता है, तो "आयरन स्केल" Fe 3 O 4 बनता है:




3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4




ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में लोहा पानी में नहीं घुलता। बहुत उच्च तापमान पर, Fe जल वाष्प के साथ प्रतिक्रिया करता है, पानी के अणुओं से हाइड्रोजन को विस्थापित करता है:




3 Fe + 4H 2 O (g) = 4H 2




इसके तंत्र में जंग लगने की प्रक्रिया विद्युत रासायनिक संक्षारण है। जंग उत्पाद को सरलीकृत रूप में प्रस्तुत किया गया है। दरअसल, परिवर्तनीय संरचना के ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड के मिश्रण की एक ढीली परत बनती है। अल 2 ओ 3 फिल्म के विपरीत, यह परत लोहे को और अधिक विनाश से नहीं बचाती है।

संक्षारण के प्रकार




लोहे का संक्षारण संरक्षण




1. उच्च तापमान पर हैलोजन और सल्फर के साथ परस्पर क्रिया।

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3




2Fe + 3F 2 = 2FeF 3





Fe + I 2 = FeI 2





ऐसे यौगिक बनते हैं जिनमें आयनिक प्रकार के बंधन की प्रधानता होती है।

2. फॉस्फोरस, कार्बन, सिलिकॉन के साथ परस्पर क्रिया (लोहा सीधे एन 2 और एच 2 के साथ संयोजित नहीं होता है, लेकिन उन्हें घोल देता है)।

Fe + P = Fe x P y




Fe + C = Fe x C y




Fe + Si = FexSiy




परिवर्तनशील संघटन के पदार्थ बनते हैं, क्योंकि बर्थोलाइड्स (आबंध की सहसंयोजक प्रकृति यौगिकों में प्रबल होती है)

3. "गैर-ऑक्सीकरण" एसिड (एचसीएल, एच 2 एसओ 4 पतला) के साथ बातचीत

Fe 0 + 2H + → Fe 2+ + H 2




चूँकि Fe हाइड्रोजन के बाईं ओर गतिविधि श्रृंखला में स्थित है (E ° Fe / Fe 2+ \u003d -0.44V), यह सामान्य एसिड से H 2 को विस्थापित करने में सक्षम है।




Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2




Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2

4. "ऑक्सीकरण" एसिड (HNO 3, H 2 SO 4 सांद्र) के साथ परस्पर क्रिया

Fe 0 - 3e - → Fe 3+




सांद्रित HNO 3 और H 2 SO 4 लोहे को "निष्क्रिय" करते हैं, इसलिए सामान्य तापमान पर धातु उनमें नहीं घुलती है। तेज़ ताप के साथ, धीमी गति से विघटन होता है (एच 2 की रिहाई के बिना)।




रज़ब में. HNO 3 आयरन घुल जाता है, Fe 3+ धनायनों के रूप में घोल में चला जाता है, और एसिड आयन NO * में कम हो जाता है:




Fe + 4HNO 3 = Fe (NO 3) 3 + NO + 2H 2 O




यह HCl और HNO 3 के मिश्रण में बहुत अच्छी तरह से घुल जाता है

5. क्षार के प्रति दृष्टिकोण

Fe क्षार के जलीय घोल में नहीं घुलता है। यह केवल बहुत उच्च तापमान पर पिघले हुए क्षार के साथ प्रतिक्रिया करता है।

6. कम सक्रिय धातुओं के लवणों के साथ परस्पर क्रिया

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu




Fe 0 + Cu 2+ = Fe 2+ + Cu 0

7. गैसीय कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ अंतःक्रिया (t = 200°C, P)

Fe (पाउडर) + 5CO (g) = Fe 0 (CO) 5 आयरन पेंटाकार्बोनिल

Fe(III) यौगिक

Fe 2 O 3 - आयरन ऑक्साइड (III)।

लाल-भूरा पाउडर, एन. आर। एच 2 ओ में। प्रकृति में - "लाल लौह अयस्क"।

प्राप्त करने के तरीके:

1) आयरन हाइड्रॉक्साइड का अपघटन (III)




2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O




2) पाइराइट भूनना




4FeS 2 + 11O 2 = 8SO 2 + 2Fe 2 O 3




3) नाइट्रेट का अपघटन




रासायनिक गुण

Fe 2 O 3 एक मूल ऑक्साइड है जिसमें उभयचरवाद के लक्षण हैं।




I. मुख्य गुण अम्लों के साथ प्रतिक्रिया करने की क्षमता में प्रकट होते हैं:




Fe 2 O 3 + 6H + = 2Fe 3+ + ZN 2 O




Fe 2 O 3 + 6HCI = 2FeCI 3 + 3H 2 O




Fe 2 O 3 + 6HNO 3 = 2Fe (NO 3) 3 + 3H 2 O




द्वितीय. कमजोर एसिड गुण. Fe 2 O 3 क्षार के जलीय घोल में नहीं घुलता है, लेकिन जब ठोस ऑक्साइड, क्षार और कार्बोनेट के साथ संलयन होता है, तो फेराइट बनते हैं:




Fe 2 O 3 + CaO = Ca (FeO 2) 2




Fe 2 O 3 + 2NaOH = 2NaFeO 2 + H 2 O




Fe 2 O 3 + MgCO 3 = Mg (FeO 2) 2 + CO 2




तृतीय. Fe 2 O 3 - धातु विज्ञान में लौह उत्पादन के लिए फीडस्टॉक:




Fe 2 O 3 + ZS = 2Fe + ZSO या Fe 2 O 3 + ZSO = 2Fe + ZSO 2

Fe (OH) 3 - आयरन (III) हाइड्रॉक्साइड

प्राप्त करने के तरीके:

घुलनशील लवण Fe 3+ पर क्षार की क्रिया से प्राप्त:




FeCl 3 + 3NaOH = Fe (OH) 3 + 3NaCl




Fe(OH) 3 की प्राप्ति के समय - लाल-भूरा म्यूकोसामोर्फस अवक्षेप।




नम हवा में Fe और Fe (OH) 2 के ऑक्सीकरण के दौरान Fe (III) हाइड्रॉक्साइड भी बनता है:




4Fe + 6H 2 O + 3O 2 = 4Fe (OH) 3




4Fe(OH) 2 + 2Н 2 O + O 2 = 4Fe(OH) 3




Fe(III) हाइड्रॉक्साइड Fe 3+ लवण के हाइड्रोलिसिस का अंतिम उत्पाद है।

रासायनिक गुण

Fe(OH) 3 एक बहुत कमजोर आधार है (Fe(OH) 2 से बहुत कमजोर)। ध्यान देने योग्य अम्लीय गुण दिखाता है। इस प्रकार, Fe (OH) 3 में एक उभयचर चरित्र है:




1) अम्ल के साथ अभिक्रियाएँ आसानी से आगे बढ़ती हैं:





2) Fe(OH) 3 का एक ताज़ा अवक्षेप गर्म सान्द्र में घोला जाता है। हाइड्रॉक्सो कॉम्प्लेक्स के निर्माण के साथ KOH या NaOH के समाधान:




Fe (OH) 3 + 3KOH = K 3




एक क्षारीय घोल में, Fe (OH) 3 को फेरेट्स में ऑक्सीकृत किया जा सकता है (लौह एसिड H 2 FeO 4 के लवण जो मुक्त अवस्था में पृथक नहीं होते हैं):




2Fe(OH) 3 + 10KOH + 3Br 2 = 2K 2 FeO 4 + 6KBr + 8H 2 O

Fe 3+ लवण

सबसे व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण हैं: Fe 2 (SO 4) 3, FeCl 3, Fe (NO 3) 3, Fe (SCN) 3, K 3 4 - पीला रक्त नमक = Fe 4 3 प्रशिया नीला (गहरा नीला अवक्षेप)




बी) Fe 3+ + 3SCN - = Fe (SCN) 3 Fe (III) थायोसाइनेट (रक्त लाल घोल)

आयरन परमाणु संख्या 26 के साथ डी. आई. मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की चौथी अवधि के आठवें समूह के द्वितीयक उपसमूह का एक तत्व है। इसे प्रतीक Fe (लैटिन फेरम) द्वारा नामित किया गया है। पृथ्वी की पपड़ी में सबसे आम धातुओं में से एक (एल्यूमीनियम के बाद दूसरा स्थान)। मध्यम गतिविधि धातु, कम करने वाला एजेंट।

मुख्य ऑक्सीकरण अवस्थाएँ - +2, +3

एक साधारण पदार्थ लोहा उच्च रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता वाली एक निंदनीय चांदी-सफेद धातु है: उच्च तापमान या हवा में उच्च आर्द्रता पर लोहा जल्दी से संक्षारण करता है। शुद्ध ऑक्सीजन में, लोहा जलता है, और सूक्ष्म रूप से बिखरी हुई अवस्था में, यह हवा में स्वतः ही प्रज्वलित हो जाता है।

एक साधारण पदार्थ के रासायनिक गुण - लोहा:



ऑक्सीजन में जंग लगना और जलना

1) हवा में नमी की उपस्थिति में लोहा आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है (जंग लग जाता है):

4Fe + 3O 2 + 6H 2 O → 4Fe(OH) 3

एक गर्म लोहे का तार ऑक्सीजन में जलता है, जिससे स्केल बनता है - आयरन ऑक्साइड (II, III):

3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4

3Fe + 2O 2 → (Fe II Fe 2 III) O 4 (160 ° С)

2) उच्च तापमान (700-900 डिग्री सेल्सियस) पर, लोहा जल वाष्प के साथ प्रतिक्रिया करता है:

3Fe + 4H 2 O - t ° → Fe 3 O 4 + 4H 2

3) गर्म करने पर लोहा अधातुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है:

2Fe+3Cl 2 →2FeCl 3 (200 डिग्री सेल्सियस)

Fe + S - t° → FeS (600 डिग्री सेल्सियस)

Fe + 2S → Fe +2 (S 2 -1) (700 ° С)

4) वोल्टेज की एक श्रृंखला में, यह हाइड्रोजन के बाईं ओर है, पतला एसिड एचसीएल और एच 2 एसओ 4 के साथ प्रतिक्रिया करता है, जबकि लौह (II) नमक बनता है और हाइड्रोजन जारी होता है:

Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 (प्रतिक्रियाएं हवा की पहुंच के बिना की जाती हैं, अन्यथा Fe +2 धीरे-धीरे ऑक्सीजन द्वारा Fe +3 में परिवर्तित हो जाता है)

Fe + H 2 SO 4 (अंतर) → FeSO 4 + H 2

सांद्र ऑक्सीकरण अम्लों में, लोहा गर्म होने पर ही घुलता है, यह तुरंत Fe 3+ धनायन में चला जाता है:

2Fe + 6H 2 SO 4 (सांद्र) - t° → Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Fe + 6HNO 3 (सांद्र) - t° → Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

(ठंड में, केंद्रित नाइट्रिक और सल्फ्यूरिक एसिड निष्क्रिय करना



कॉपर सल्फेट के नीले घोल में डुबोई गई लोहे की कील को धीरे-धीरे लाल धात्विक कॉपर की परत से ढक दिया जाता है।

5) लोहा धातुओं को उनके लवणों के घोल में अपने दाहिनी ओर विस्थापित कर देता है।

Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu

उबलने के दौरान लोहे की उभयचरता केवल सांद्र क्षार में ही प्रकट होती है:

Fe + 2NaOH (50%) + 2H 2 O = Na 2 ↓ + H 2

और सोडियम टेट्राहाइड्रॉक्सोफेरेट(II) का अवक्षेप बनता है।

तकनीकी लोहा- कार्बन के साथ लोहे की मिश्र धातु: कच्चे लोहे में 2.06-6.67% C होता है, इस्पात 0.02-2.06% सी, अन्य प्राकृतिक अशुद्धियाँ (एस, पी, सी) और कृत्रिम रूप से पेश किए गए विशेष योजक (एमएन, नी, सीआर) अक्सर मौजूद होते हैं, जो लौह मिश्र धातुओं को तकनीकी रूप से उपयोगी गुण देते हैं - कठोरता, थर्मल और संक्षारण प्रतिरोध, लचीलापन, आदि। . .

ब्लास्ट फर्नेस लौह उत्पादन प्रक्रिया

लौह उत्पादन की ब्लास्ट-फर्नेस प्रक्रिया में निम्नलिखित चरण होते हैं:

ए) सल्फाइड और कार्बोनेट अयस्कों की तैयारी (भुनना) - ऑक्साइड अयस्क में रूपांतरण:

FeS 2 → Fe 2 O 3 (O 2, 800 ° С, -SO 2) FeCO 3 → Fe 2 O 3 (O 2, 500-600 ° С, -CO 2)

ख) गर्म धमाके के साथ कोक जलाना:

C (कोक) + O 2 (वायु) → CO 2 (600-700 ° C) CO 2 + C (कोक) ⇌ 2CO (700-1000 ° C)

ग) कार्बन मोनोऑक्साइड CO के साथ ऑक्साइड अयस्क की क्रमिक कमी:

Fe2O3 →(सीओ)(Fe II Fe 2 III) O 4 →(सीओ) FeO →(सीओ)फ़े

घ) लोहे का कार्बरीकरण (6.67% C तक) और कच्चे लोहे का पिघलना:

फे (टी ) →(सी(कोक)900-1200°С) Fe (g) (कच्चा लोहा, t pl 1145°С)

कच्चे लोहे में सीमेंटाइट Fe 2C और ग्रेफाइट हमेशा अनाज के रूप में मौजूद होते हैं।

इस्पात उत्पादन

स्टील में कच्चा लोहा का पुनर्वितरण विशेष भट्टियों (कन्वर्टर, ओपन-चूल्हा, इलेक्ट्रिक) में किया जाता है, जो हीटिंग की विधि में भिन्न होते हैं; प्रक्रिया तापमान 1700-2000 डिग्री सेल्सियस। ऑक्सीजन-समृद्ध हवा बहने से कच्चे लोहे से अतिरिक्त कार्बन, साथ ही सल्फर, फॉस्फोरस और सिलिकॉन ऑक्साइड के रूप में जल जाते हैं। इस मामले में, ऑक्साइड या तो निकास गैसों (CO 2, SO 2) के रूप में कैप्चर किए जाते हैं, या आसानी से अलग किए गए स्लैग में बंधे होते हैं - Ca 3 (PO 4) 2 और CaSiO 3 का मिश्रण। विशेष स्टील प्राप्त करने के लिए, अन्य धातुओं के मिश्रधातु योजक को भट्टी में पेश किया जाता है।

रसीदउद्योग में शुद्ध लोहा - लौह लवण के घोल का इलेक्ट्रोलिसिस, उदाहरण के लिए:

FeCl 2 → Fe↓ + Cl 2 (90°C) (इलेक्ट्रोलिसिस)

(हाइड्रोजन के साथ आयरन ऑक्साइड को कम करने सहित अन्य विशेष विधियाँ भी हैं)।

शुद्ध लोहे का उपयोग विशेष मिश्र धातुओं के उत्पादन में किया जाता है, विद्युत चुम्बकों और ट्रांसफार्मर के कोर के निर्माण में, कच्चा लोहा का उपयोग कास्टिंग और स्टील के उत्पादन में किया जाता है, स्टील का उपयोग संरचनात्मक और उपकरण सामग्री के रूप में किया जाता है, जिसमें घिसाव, ताप और संक्षारण शामिल है। -प्रतिरोधी सामग्री.

आयरन (II) ऑक्साइड एफ ईओ . बुनियादी गुणों की एक बड़ी प्रबलता के साथ एम्फोटेरिक ऑक्साइड। काले रंग में Fe 2+ O 2- की आयनिक संरचना होती है। गर्म करने पर यह पहले विघटित होता है, फिर पुनः बनता है। यह हवा में लोहे के दहन के दौरान नहीं बनता है। पानी के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता. अम्ल द्वारा विघटित, क्षार के साथ संलयन। नम हवा में धीरे-धीरे ऑक्सीकरण होता है। हाइड्रोजन, कोक द्वारा पुनर्प्राप्त। लोहा गलाने की ब्लास्ट-फर्नेस प्रक्रिया में भाग लेता है। इसका उपयोग सिरेमिक और खनिज पेंट के एक घटक के रूप में किया जाता है। सबसे महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाओं के समीकरण:

4FeO ⇌ (Fe II Fe 2 III) + Fe (560-700 ° С, 900-1000 ° С)

FeO + 2HC1 (रेज़ब।) \u003d FeC1 2 + H 2 O

FeO + 4HNO 3 (सांद्र) = Fe (NO 3) 3 + NO 2 + 2H 2 O

FeO + 4NaOH = 2H 2 O + एनएक 4एफइहे3(लाल.) ट्राइऑक्सोफेरेट(II)(400-500 डिग्री सेल्सियस)

FeO + H 2 = H 2 O + Fe (उच्च शुद्धता) (350°C)

FeO + C (कोक) = Fe + CO (1000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर)

FeO + CO = Fe + CO 2 (900°C)

4FeO + 2H 2 O (नमी) + O 2 (वायु) → 4FeO (OH) (t)

6FeO + O 2 = 2 (Fe II Fe 2 III) O 4 (300-500 ° С)

रसीदवी प्रयोगशालाएं: वायु पहुंच के बिना लौह (II) यौगिकों का थर्मल अपघटन:

Fe (OH) 2 = FeO + H 2 O (150-200 ° C)

FeSOz \u003d FeO + CO 2 (490-550 ° С)

डायरॉन ऑक्साइड (III) - आयरन ( द्वितीय ) ( Fe II Fe 2 III) O 4 . डबल ऑक्साइड. काले रंग में Fe 2+ (Fe 3+) 2 (O 2-) 4 की आयनिक संरचना होती है। उच्च तापमान तक तापीय रूप से स्थिर। पानी के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता. अम्ल द्वारा विघटित। यह हाइड्रोजन, लाल-गर्म लोहे द्वारा कम किया जाता है। लौह उत्पादन की ब्लास्ट-फर्नेस प्रक्रिया में भाग लेता है। इसका उपयोग खनिज पेंट के एक घटक के रूप में किया जाता है ( मिनियम आयरन), चीनी मिट्टी की चीज़ें, रंगीन सीमेंट। इस्पात उत्पादों की सतह के विशेष ऑक्सीकरण का उत्पाद ( काला पड़ना, नीला पड़ना). इसकी संरचना लोहे पर भूरे जंग और गहरे पैमाने से मेल खाती है। Fe 3 O 4 सूत्र का उपयोग अनुशंसित नहीं है। सबसे महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाओं के समीकरण:

2 (Fe II Fe 2 III) O 4 = 6FeO + O 2 (1538 ° से ऊपर)

(Fe II Fe 2 III) O 4 + 8HC1 (अंतर) = FeC1 2 + 2FeC1 3 + 4H 2 O

(Fe II Fe 2 III) O 4 + 10HNO 3 (सांद्र) = 3 Fe (NO 3) 3 + NO 2 + 5H 2 O

(Fe II Fe 2 III) O 4 + O 2 (वायु) = 6Fe 2 O 3 (450-600 ° С)

(Fe II Fe 2 III) O 4 + 4H 2 = 4H 2 O + 3Fe (उच्च शुद्धता, 1000 डिग्री सेल्सियस)

(Fe II Fe 2 III) O 4 + CO = 3 FeO + CO 2 (500-800 ° C)

(Fe II Fe 2 III) O4 + Fe ⇌4 FeO (900-1000 ° С, 560-700 ° С)

रसीद:हवा में लोहे का दहन (देखें)।

मैग्नेटाइट.

आयरन (III) ऑक्साइड एफ ई 2 ओ 3 . मूल गुणों की प्रधानता के साथ एम्फोटेरिक ऑक्साइड। लाल-भूरा, एक आयनिक संरचना है (Fe 3+) 2 (O 2-) 3. उच्च तापमान तक थर्मल रूप से स्थिर। यह हवा में लोहे के दहन के दौरान नहीं बनता है। पानी के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, एक भूरा अनाकार हाइड्रेट Fe 2 O 3 nH 2 O घोल से अवक्षेपित होता है। एसिड और क्षार के साथ धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करता है। यह कार्बन मोनोऑक्साइड, पिघले हुए लोहे से कम हो जाता है। अन्य धातुओं के ऑक्साइड के साथ मिश्रधातु मिलकर दोहरे ऑक्साइड बनाती है - स्पिनल्स(तकनीकी उत्पादों को फेराइट कहा जाता है)। इसका उपयोग ब्लास्ट फर्नेस प्रक्रिया में लौह गलाने में कच्चे माल के रूप में, अमोनिया के उत्पादन में उत्प्रेरक के रूप में, सिरेमिक, रंगीन सीमेंट और खनिज पेंट के घटक के रूप में, इस्पात संरचनाओं के थर्माइट वेल्डिंग में, ध्वनि और छवि वाहक के रूप में किया जाता है। चुंबकीय टेप पर, स्टील और कांच के लिए पॉलिशिंग एजेंट के रूप में।

सबसे महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाओं के समीकरण:

6Fe 2 O 3 = 4 (Fe II Fe 2 III) O 4 + O 2 (1200-1300 ° С)

Fe 2 O 3 + 6HC1 (रेज़ब.) → 2FeC1 3 + ZH 2 O (t) (600 ° C, p)

Fe 2 O 3 + 2NaOH (सांद्र) → H 2 O+ 2 एनएएफइहे 2 (लाल)डाइऑक्सोफेरेट(III)

Fe 2 O 3 + MO = (M II Fe 2 II I) O 4 (M = Cu, Mn, Fe, Ni, Zn)

Fe 2 O 3 + ZN 2 = ZN 2 O + 2Fe (अत्यधिक शुद्ध, 1050-1100 ° С)

Fe 2 O 3 + Fe = ZFeO (900 ° C)

3Fe 2 O 3 + CO = 2 (Fe II Fe 2 III) O 4 + CO 2 (400-600 ° С)

रसीदप्रयोगशाला में - हवा में लौह (III) लवण का थर्मल अपघटन:

Fe 2 (SO 4) 3 = Fe 2 O 3 + 3SO 3 (500-700 ° С)

4 (Fe (NO 3) 3 9 H 2 O) = 2 Fe a O 3 + 12NO 2 + 3O 2 + 36H 2 O (600-700 ° С)

प्रकृति में - आयरन ऑक्साइड अयस्क हेमेटाइट Fe 2 O 3 और लिमोनाईट Fe 2 O 3 nH 2 O

आयरन (II) हाइड्रॉक्साइड एफ ई(ओएच) 2 . बुनियादी गुणों की प्रबलता के साथ एम्फोटेरिक हाइड्रॉक्साइड। सफेद (कभी-कभी हरे रंग के साथ), Fe-OH बंधन मुख्य रूप से सहसंयोजक होते हैं। ऊष्मीय रूप से अस्थिर. हवा में आसानी से ऑक्सीकरण हो जाता है, खासकर गीला होने पर (काला हो जाता है)। पानी में अघुलनशील। तनु अम्ल, सांद्र क्षार के साथ प्रतिक्रिया करता है। विशिष्ट पुनर्स्थापक। लोहे में जंग लगने का एक मध्यवर्ती उत्पाद। इसका उपयोग लौह-निकल बैटरियों के सक्रिय द्रव्यमान के निर्माण में किया जाता है।

सबसे महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाओं के समीकरण:

Fe (OH) 2 = FeO + H 2 O (150-200 ° C, atm.N 2 में)

Fe (OH) 2 + 2HC1 (रेज़ब) = FeC1 2 + 2H 2 O

Fe (OH) 2 + 2NaOH (> 50%) = Na 2 ↓ (नीला-हरा) (उबलता हुआ)

4Fe(OH) 2 (निलंबन) + O 2 (वायु) → 4FeO(OH)↓ + 2H 2 O (t)

2Fe (OH) 2 (निलंबन) + H 2 O 2 (रेज़ब) = 2FeO (OH) ↓ + 2H 2 O

Fe (OH) 2 + KNO 3 (सांद्र) = FeO (OH) ↓ + NO + KOH (60 ° С)

रसीद: निष्क्रिय वातावरण में क्षार या अमोनिया हाइड्रेट के घोल से अवक्षेपण:

Fe 2+ + 2OH (रेज़ब.) = एफई(ओएच) 2 ↓

Fe 2+ + 2 (NH 3 H 2 O) = एफई(ओएच) 2 ↓+ 2NH4

आयरन मेटाहाइड्रॉक्साइड एफ ईओ(ओएच). बुनियादी गुणों की प्रबलता के साथ एम्फोटेरिक हाइड्रॉक्साइड। हल्का भूरा, Fe-O और Fe-OH बंधन मुख्य रूप से सहसंयोजक होते हैं। गर्म करने पर यह बिना पिघले विघटित हो जाता है। पानी में अघुलनशील। यह भूरे रंग के अनाकार पॉलीहाइड्रेट Fe 2 O 3 nH 2 O के रूप में घोल से अवक्षेपित होता है, जिसे पतले क्षारीय घोल में रखने पर या सूखने पर FeO (OH) में बदल जाता है। अम्ल, ठोस क्षार के साथ प्रतिक्रिया करता है। कमजोर ऑक्सीकरण और कम करने वाला एजेंट। Fe(OH) 2 से सिंटर किया गया। लोहे में जंग लगने का एक मध्यवर्ती उत्पाद। इसका उपयोग पीले खनिज पेंट और एनामेल्स के लिए आधार के रूप में, निकास गैस अवशोषक के रूप में, कार्बनिक संश्लेषण में उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है।

कनेक्शन संरचना Fe(OH) 3 ज्ञात नहीं है (प्राप्त नहीं हुआ)।

सबसे महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाओं के समीकरण:

फे 2 ओ 3 . एनएच 2 ओ→( 200-250 °С, —एच 2 हे) FeO(OH)→( हवा में 560-700°C, -H2O)→Fe 2 O 3

FeO (OH) + ZNS1 (रेज़ब) = FeC1 3 + 2H 2 O

FeO(OH)→ फ़े 2 हे 3 . राष्ट्रीय राजमार्ग 2 हे-कोलॉइड(NaOH (सांद्र))

FeO(OH)→ एनएक 3 [एफई(ओएच) 6 ]सफ़ेद, क्रमशः Na 5 और K 4; दोनों मामलों में, समान संरचना और संरचना का एक नीला उत्पाद, KFe III, अवक्षेपित होता है। प्रयोगशाला में इस अवक्षेप को कहा जाता है हल्का नीला, या टर्नबुल नीला:

Fe 2+ + K + + 3- = KFe III ↓

Fe 3+ + K + + 4- = KFe III ↓

प्रारंभिक अभिकर्मकों और प्रतिक्रिया उत्पाद के रासायनिक नाम:

K 3 Fe III - पोटेशियम हेक्सासायनोफेरेट (III)

K 4 Fe III - पोटेशियम हेक्सासायनोफेरेट (II)

KFe III - हेक्सासायनोफेरेट (II) आयरन (III) पोटेशियम

इसके अलावा, थायोसाइनेट आयन एनसीएस - Fe 3+ आयनों के लिए एक अच्छा अभिकर्मक है, लोहा (III) इसके साथ जुड़ता है, और एक चमकदार लाल ("खूनी") रंग दिखाई देता है:

Fe 3+ + 6NCS - = 3-

इस अभिकर्मक (उदाहरण के लिए, केएनसीएस नमक के रूप में) के साथ, नल के पानी में लोहे (III) के निशान का भी पता लगाया जा सकता है अगर यह अंदर से जंग से ढके लोहे के पाइप से होकर गुजरता है।





विषय पर सार:

आयरन (III) सल्फेट





योजना:

परिचय

• 1 भौतिक गुण
• 2 प्रकृति में होना
  • 2.1 मंगल
• 3 प्राप्त करना
• 4 रासायनिक गुण
• 5 उपयोग
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परिचय

आयरन (III) सल्फेट(अव्य. फेरम सल्फ्यूरिकम ऑक्सीडेटम, जर्मन ईसेनसल्फेट (ऑक्सीड) फेरिसल्फेट ) - अकार्बनिक रासायनिक यौगिक, नमक, रासायनिक सूत्र -।




1. भौतिक गुण

निर्जल लौह (III) सल्फेट - हल्का पीला, अनुचुंबकीय, बहुत हीड्रोस्कोपिक मोनोक्लिनिक क्रिस्टल, अंतरिक्ष समूह P2 1 /m, इकाई कोशिका पैरामीटर ए= 0.8296 एनएम, बी= 0.8515 एनएम, सी= 1.160 एनएम, β = 90.5°, Z = 4। इस बात के प्रमाण हैं कि निर्जल फेरस सल्फेट ऑर्थोरोम्बिक और हेक्सागोनल संशोधन बनाता है। पानी और एसीटोन में घुलनशील, इथेनॉल में अघुलनशील।

यह पानी से क्रिस्टल हाइड्रेट्स Fe 2 (SO 4) 3 के रूप में क्रिस्टलीकृत होता है एनएच 2 ओ, कहां एन\u003d 12, 10, 9, 7, 6, 3. सबसे अधिक अध्ययन किया गया क्रिस्टलीय हाइड्रेट आयरन (III) सल्फेट नॉनहाइड्रेट Fe 2 (SO 4) 3 9H 2 O - पीला हेक्सागोनल क्रिस्टल, यूनिट सेल पैरामीटर है ए= 1.085 एनएम, सी= 1.703 एनएम, जेड = 4. पानी में बहुत घुलनशील (440 ग्राम प्रति 100 ग्राम पानी) और इथेनॉल, एसीटोन में अघुलनशील। जलीय घोल में, आयरन (III) सल्फेट हाइड्रोलिसिस के कारण लाल-भूरा रंग प्राप्त कर लेता है।

गर्म करने पर, नॉनहाइड्रेट 98°C पर टेट्राहाइड्रेट में, 125°C पर मोनोहाइड्रेट में और 175°C पर निर्जल Fe 2 (SO 4) 3 में बदल जाता है, जो 600 से ऊपर Fe 2 O 3 और SO 3 में विघटित हो जाता है। डिग्री सेल्सियस




2. प्रकृति में होना

मिश्रित लौह-एल्यूमीनियम सल्फेट युक्त खनिज को मिकासाइट (इंग्लैंड) कहा जाता है। mikasaite), रासायनिक सूत्र (Fe 3+, Al 3+) 2 (SO 4) 3 के साथ आयरन (III) सल्फेट का खनिज रूप है। इस खनिज में आयरन सल्फेट का निर्जल रूप होता है, इसलिए यह प्रकृति में बहुत दुर्लभ है। हाइड्रेटेड रूप सबसे आम हैं, उदाहरण के लिए:

• कोकिम्बिट (अंग्रेज़ी) coquimbite) - Fe 2 (SO 4) 3 9H 2 O - नॉनहाइड्रेट - उनमें से सबसे आम है।
• पैराकोकिम्बिट (अंग्रेजी) पैराकोक्विम्बाइट) - नॉनहाइड्रेट - इसके विपरीत - प्रकृति में सबसे दुर्लभ खनिज।
• कॉर्नेलाइट (अंग्रेज़ी) कॉर्नलाइट) - हेप्टाहाइड्रेट - और कुएनस्टेडटाइट (इंग्लैंड। quenstedtite) - डिकाहाइड्रेट - भी दुर्लभ हैं।
• लॉसेनाइट (अंग्रेज़ी) लॉज़नाइट) एक हेक्सा- या पेंटाहाइड्रेट, एक अल्प-अध्ययनित खनिज है।

ऊपर सूचीबद्ध सभी प्राकृतिक लौह हाइड्रेट नाजुक यौगिक हैं और खुली अवस्था में जल्दी नष्ट हो जाते हैं।




2.1. मंगल ग्रह

फेरस सल्फेट और जारोसाइट की खोज दो रोवर्स द्वारा की गई: स्पिरिट और अपॉर्चुनिटी। ये पदार्थ मंगल की सतह पर मजबूत ऑक्सीकरण स्थितियों का संकेत हैं। मई 2009 में, स्पिरिट रोवर ग्रह की नरम ज़मीन से गुजरते समय फंस गया और सामान्य मिट्टी के नीचे छिपे हुए फेरस सल्फेट भंडार से टकरा गया। इस तथ्य के कारण कि फेरस सल्फेट का घनत्व बहुत कम है, रोवर इतनी गहराई में फंस गया कि उसके शरीर का हिस्सा ग्रह की सतह को छू गया।




3. रसीद

उद्योग में, आयरन (III) सल्फेट को हवा में NaCl के साथ पाइराइट या मार्कासाइट को कैल्सीन करके प्राप्त किया जाता है:

या आयरन (III) ऑक्साइड को सल्फ्यूरिक एसिड में घोलें:

प्रयोगशाला अभ्यास में, आयरन (III) सल्फेट को आयरन (III) हाइड्रॉक्साइड से प्राप्त किया जा सकता है:

आयरन (II) सल्फेट को नाइट्रिक एसिड के साथ ऑक्सीकरण करके समान शुद्धता की तैयारी प्राप्त की जा सकती है:

ऑक्सीकरण ऑक्सीजन या सल्फर ऑक्साइड के साथ भी किया जा सकता है:

सांद्र सल्फ्यूरिक और नाइट्रिक एसिड आयरन सल्फाइड को आयरन (III) सल्फेट में ऑक्सीकृत करते हैं:

आयरन डाइसल्फ़ाइड को सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड के साथ ऑक्सीकृत किया जा सकता है:

आयरन (II) अमोनियम सल्फेट (मोहर का नमक) को पोटेशियम डाइक्रोमेट के साथ भी ऑक्सीकरण किया जा सकता है। इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, चार सल्फेट्स एक साथ निकलेंगे - आयरन (III), क्रोमियम (III), अमोनिया और पोटेशियम, और पानी:

आयरन (III) सल्फेट को आयरन (II) सल्फेट के थर्मल अपघटन उत्पादों में से एक के रूप में प्राप्त किया जा सकता है:

तनु सल्फ्यूरिक एसिड वाले फेरेट्स आयरन (III) सल्फेट में अपचयित हो जाते हैं:

पेंटाहाइड्रेट को 70-175 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक गर्म करने पर हमें निर्जल आयरन (III) सल्फेट मिलता है:

आयरन (II) सल्फेट को क्सीनन (III) ऑक्साइड जैसे विदेशी ऑक्सीकरण एजेंट के साथ ऑक्सीकरण किया जा सकता है:




4. रासायनिक गुण

जलीय घोल में आयरन (III) सल्फेट मजबूत धनायन हाइड्रोलिसिस से गुजरता है, और घोल लाल-भूरे रंग में बदल जाता है:

गर्म पानी या भाप आयरन (III) सल्फेट को विघटित करता है:

गर्म करने पर निर्जल आयरन (III) सल्फेट विघटित हो जाता है:

क्षार समाधान आयरन (III) सल्फेट को विघटित करते हैं, प्रतिक्रिया उत्पाद क्षार सांद्रता पर निर्भर करते हैं:

यदि आयरन (III) और आयरन (II) सल्फेट्स का एक समदावक घोल क्षार के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो परिणामस्वरूप एक जटिल आयरन ऑक्साइड प्राप्त होगा:

सक्रिय धातुएँ (जैसे मैग्नीशियम, जस्ता, कैडमियम, लोहा) आयरन (III) सल्फेट को कम करती हैं:

कुछ धातु सल्फाइड (उदाहरण के लिए, तांबा, कैल्शियम, टिन, सीसा, पारा) एक जलीय घोल में आयरन (III) सल्फेट को कम करते हैं:

फॉस्फोरिक एसिड के घुलनशील लवणों के साथ, यह अघुलनशील आयरन (III) फॉस्फेट (हेटरोसाइट) बनाता है:




5. उपयोग

• तांबे के अयस्कों के हाइड्रोमेटालर्जिकल प्रसंस्करण में एक अभिकर्मक के रूप में।
• अपशिष्ट जल, नगरपालिका और औद्योगिक अपशिष्टों के उपचार में एक कौयगुलांट के रूप में।
• कपड़ों की रंगाई में मार्डेंट के रूप में।
• चमड़ा कमाना करते समय।
• स्टेनलेस ऑस्टेनिटिक स्टील्स, सोना-एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं का अचार बनाने के लिए।
• अयस्कों की उछाल को कम करने के लिए एक प्लवनशीलता नियामक के रूप में।
• चिकित्सा में, इसका उपयोग कसैले और हेमोस्टैटिक एजेंट के रूप में किया जाता है।
• रासायनिक उद्योग में ऑक्सीडाइज़र और उत्प्रेरक के रूप में।