Доброго дня, учні 11 класу

Продовжуємо вивчення теми "Залізо". Тепер вивчаємо властивості його сполук.

Для кращого розуміння теми прошу переглянути відео:
https://www.youtube.com/watch?v=8peNAtolnxU&feature=emb_logo
https://www.youtube.com/watch?v=M7NgwpkM5T0&feature=emb_logo
https://www.youtube.com/watch?v=mCinmqcasaw&feature=emb_logo
https://www.youtube.com/watch?v=KRlAzbj_Uqw&feature=emb_logo

Оксиди Феруму

Ферум утворює три сполуки з Оксигеном: прості оксиди FeO, Fe₂О₃ і подвійний оксид Fe₃О₄ (FeO•Fe₂О₃). Це — тверді речовини чорного (FeO і Fe₃О₄) або коричневого (Fe₂О₃) кольору.

Ферум(ІІ) оксид і ферум(ІІІ) оксид можна добути термічним розкладом відповідних гідроксидів, деяких оксигеновмісних солей:

Необхідною умовою для добування чистого ферум(ІІ) оксиду є відсутність кисню, інакше сполука реагує з ним, перетворюючись на оксид Fe₃О₄ або Fe₂О₃.

Прості оксиди Феруму різняться за хімічним характером: FeO — основний оксид, Fe₂О₃ — амфотерний. Вони реагують з кислотними оксидами та кислотами.

Напишіть рівняння реакцій:

а) між оксидами FeO і Р₂О5; б) оксиду Fe₂О₃ із сульфатною кислотою.

Ферум(ІІІ) оксид не реагує з розчином лугу. Взаємодія цього оксиду з лугами відбувається лише при сплавлянні чи спіканні сполук. Продуктами реакцій є солі — ферити:

6. 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:

4Fe(OH)₂ + О₂ + 2Н₂О = 4Fe(OH)₃.

За хімічним характером гідроксиди Феруму подібні до відповідних оксидів: сполука Fe(OH)₂ є основою, a Fe(OH)₃ — амфотерним гідроксидом, який, однак, майже не реагує з розчином лугу за звичайних умов.

7. Солі Феруму

Елемент Ферум утворює багато солей. Солі Феруму(ІІ) містять катіони Fe²⁺, а в солях Феруму(ІІІ) цей металічний елемент може перебувати у формі катіонів Fe³⁺ (FeF₃, Fe₂(SО₄)₃) або бути складником аніонів кислотних залишків (NaFeO₂, K₃FeО₃).

Розчинні солі Феруму при випарюванні води з їх розчинів виділяються у вигляді кристалогідратів — FeSО₄ • 7Н₂0, FeCl₃ • 6Н₂0 тощо. Більшість солей Феруму(ІІ) зеленкувато-блакитні, а солі Феруму(ІІІ) мають різне забарвлення; зокрема, сполука FeCl₃ • 6Н₂О — коричневий, Fe₂(SО₄)₃ • 9Н₂0 — білий, Fe(NО₃)₃ • 9Н₂О — блідо-бузковий. Солі Феруму зазнають гідролізу; їх розчини мають кисле середовище.

8. Застосування заліза, його сплавів та сполук Феруму

На сплави заліза припадає 95% світового металургійного виробництва. Найпоширенішими є сплави заліза з вуглецем — сталь (w(С) < 2,1% ) і чавун (w (С) > 2,1%). Сьогодні сталь є головним конструкційним матеріалом. Зі сталі виготовляють каркаси будинків, труби, корпуси транспортних засобів тощо. Для конкретного застосування використовують певні марки сталі, створені з урахуванням особливостей майбутніх виробів.

Наприклад, додаванням до заліза близько 1 % вуглецю одержують сталь, що має високу твердість, її використовують для виготовлення різальних інструментів. Додаванням хрому й нікелю одержують стійку до корозії сталь (нержавіюча сталь). Зі сплаву заліза з манганом виплавляють рейки для залізниці.

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. Сьогодні виготовляють також станини для верстатів, ковані ґратки, вуличні лави й ліхтарі та інші вироби, для яких більш важлива міцність, ніж пластичність. Але такі речі «бояться» ударів: від сильного удару чавун розбивається.

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 (FeSО₄•7H₂О) 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.

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.

У надмірній кількості Ферум може пригнічувати функціонування антиоксидантної системи організму, а також спричинити алергічні реакції та захворювання печінки й крові. Більша ймовірність уживання надлишкового Феруму є в мешканців будинків із центральним водогоном через можливість потрапляння його у воду з іржавих труб.

Ферум є істотно важливим для всіх форм життя металічним елементом. Його загальна маса в організмі людини становить 4,2 г, уміст у крові - 447 мг/л, масова частка в кістковій тканині - (0,03-3,8) • 10-2 %, у м’язовій - 1,8 • 10-2 %. Близько 20 % Феруму в організмі депоновано в печінці, селезінці, кістковому мозку, це його «фізіологічний резерв». Ферум є складником гемоглобіну крові, він потрібен для «зчеплення» його з киснем. Також цей елемент є компонентом м’язового міоглобіну, стимулює клітинне дихання тощо. У складі окисних ферментів (пригадайте з курсу біології яких саме) він бере участь у транспортуванні електронів; входить до складу активного центру низки інших ферментів (пригадайте з курсу біології яких саме). Цей елемент стимулює внутрішньоклітинні процеси обміну, є складником протоплазми і клітинних ядер. Без Феруму неможливе нормальне функціонування імунної системи, адже білок трансферин входить до складу лімфоцитів. Ферум підвищує загальний тонус організму.

Джерела надходження Феруму в організм людини - сушені гриби, червоне м’ясо (особливо кроляче), темне м’ясо птиці (особливо індиче), печінка (особливо свиняча), нирки, пшенична крупа, гречка, бобові (особливо квасоля), овочі (особливо цвітна капуста), фрукти (особливо диня та чорнослив), какао, чорниці. Однак варто взяти до уваги, що цей елемент погано засвоюється з тваринної їжі, а ще гірше - з рослинної. Сприяють засвоєнню Феруму цибуля-порей, горіхи, горох, яблука, тушковані овочі, вітаміни В₂, В₆, фолієва кислота, Купрум. Перешкоджають засвоєнню цього елемента солодкий чай, кава, пшениця, особливо зернові продукти тонкої обробки (булки, батони тощо), продукти з підвищеним умістом Кальцію, Фосфору, Цинку. Добова потреба в цьому елементі становить від 6 мг до 40 мг: 14 мг для чоловіків, 18 мг для жінок, 38 мг для вагітних і 33 мг для жінок під час грудного вигодовування немовлят. Майже 10 % Феруму людина щодня втрачає з епітелієм та жовчю.

За нестачі Феруму можуть виникнути анемія, набряки, ослаблення імунної системи, почастішати застудні захворювання. Перевтома, дратівливість, безсоння, головний біль, «мушки» перед очима, оніміння кінцівок; сухість шкіри, ламкість нігтів з поперечною смугастістю також можуть сигналізувати про те, що в організмі замало Феруму.

10. Виведення плями від іржі на тканині

Для того щоб вивести пляму від іржі на тканині, можна використати кислоту, яка реагує з ферум(ІІІ) гідроксидом з утворенням розчинної солі. Проте ця кислота не повинна руйнувати волокна тканини й діяти на барвник, якщо тканина кольорова. Ці вимоги задовольняють органічні кислоти — лимонна, оцтова, щавлева, винна.

Спосіб 1. Забруднену ділянку білої тканини змочують концентрованим розчином лимонної кислоти, наносять на неї тонкий шар дрібної кухонної солі і залишають на кілька годин (іноді — на добу). Після виведення плями тканину промивають теплою водою. Замість розчину лимонної кислоти можна використати сік лимона.

Спосіб 2. Розбавлений розчин оцтової кислоти (2 столові ложки оцту на склянку води) нагрівають в емальованій посудині до 80— 90 °С і занурюють у нього на 3-5 хв. забруднену ділянку тканини. Якщо пляма іржі не зникає, процедуру повторюють. Потім тканину промивають теплою водою, в яку додають нашатирний спирт (одну столову ложку на 2 л води).

Виконайте письмово завдання з підручника Ярошенко: 4, 6 ст. 180.

Завдання виконати письмово та надіслати на мою електронну адресу ulianatymchak@gmail.com до 24 квітня.