Железо и его свойства
Элемент железо входит в побочную подгруппу VIII группы периодической
системы и относится к d-элементам.
Железо известно очень давно. Это самый распространенный
в земной коре металл (около 4% по массе) и самый распространенный
в природе переходный металл. В природе железо существует
только в виде соединений. Чистое железо имеет преимущественно
внеземное происхождение.
Железо используются в виде сплавов: чугуна, стали и ковкого
железа. Эти сплавы различаются различным содержанием углерода,
в чугуне более 1,7%, в стали - от 0,3% до 1,7%, а в ковком
железе - менее 0,3%. В состав так называемых легированных
сталей входят хром, вольфрам, молибден, никель, ванадий,
титан, кобальт и другие металлы, что дает возможность получать
стали с разными полезными свойствами.
Чистое железо - блестящий серебристо-белый металл. В ряду
активности стоит до водорода и растворяется в соляной и
разбавленной серной кислотах, выделяя водород. При действии
концентрированной серной и азотной кислот железо пассивируется
- покрывается тонкой защитной пленкой оксида, поэтому эти
кислоты перевозят в железных цистернах.
В соединениях железо проявляет различные степени окисления,
в основном +2 и +3, известны также высшие степени окисления
железа +4, +5 и +6. Железо является металлом средней активности.
При нагревании выше 200°С в отсутствие паров воды железо
покрывается плотной пленкой оксида. Этот процесс называется
воронением.
Железо взаимодействует с парами воды при нагревании:
3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2
С галогенами железо образует соответствующие соли железа(II
и III), а при избытке галогена образуется галогенид железа
(III):
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
Железо растворяется в разбавленных соляной и серной кислотах
с образованием солей железа (II):
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
Разбавленная азотная кислота растворяет железо с выделением
оксидов азота и нитрата железа (III).
Во влажном воздухе и воде железо разрушается - коррозирует,
образуя ржавчину. Коррозия - это окислительно-восстановительный
процесс, при котором металл окисляется. Наиболее интенсивно
он идет при одновременном присутствии воды и кислорода.
В сухом воздухе или в воде, не содержащей кислорода, железо
не ржавеет. Суммарное уравнение реакции ржавления железа
можно записать так:
4Fe + 6H2O + 3O2 = 4Fe (OH)3
В настоящее с коррозией борются нанесением защитных покрытий,
легированием, применением ингибиторов.
