El hierro en el cuerpo es una fórmula química. Hierro: estructura atómica, distribución en la naturaleza. Propiedades físicas y químicas del hierro.

1. La situación en el PS
2. Características de la estructura del átomo.
3. Estar en la naturaleza
4. Importancia para plantas y animales.
5. Propiedades fisicas
6. Variedades de hierro.
7. Opciones de recibo
8. Características químicas
9. Áreas de aplicación
10. La historia
11. Las propiedades
12. Uso
13. El hierro como componente químico del cuerpo.
14. Hierro como quimica. el elemento
15. Corrosión de hierro

El hierro es un elemento metálico del subgrupo secundario VIIII del grupo 4 del período del sistema periódico de elementos químicos. Es un representante de d-elements. En el nivel de energía externa del átomo de hierro hay dos electrones s

Y en el nivel avanzado de energía, se llena el subnivel d. En sus compuestos, Ferum puede exhibir estados de oxidación de +2 y +3.

La fracción de masa de hierro en la corteza terrestre es del 5%. Ocupa el cuarto lugar en prevalencia en la naturaleza. Los minerales de hierro más importantes son: magnetita Fe3O4, hematita Fe2O3, limonita - Fe2O3 nH2O, siderita FeCO3, pirita FeS2.

El hierro es un elemento biológicamente importante. Se encuentra en los organismos de todos los animales y en las plantas. El hierro es parte del citoplasma de las plantas, está involucrado en el proceso de fotosíntesis. El cuerpo de un adulto contiene aproximadamente 4 g de hierro. Se acumula principalmente en el hígado, la médula ósea, el bazo. Pero la mayor parte del hierro es parte de la hemoglobina, el pigmento rojo de la sangre, que realiza la función de transferir oxígeno de los pulmones a los tejidos y, en la dirección opuesta, el dióxido de carbono. La falta de hierro conduce a una enfermedad peligrosa: anemia. Por lo tanto, asegúrese de usar productos alimenticios Ferum rico: perejil, hígado, ternera, trigo sarraceno, albaricoques secos, etc.

Hierro puro - metal brillante blanco plateado con un punto de fusión de 1535? C y una densidad de 7,87 g / cm3. El hierro difiere de otros metales en propiedades magnéticas. El hierro es un metal muy dúctil y es fácil de procesar.

El hierro es uno de los metales de actividad media. El hierro químicamente puro es resistente a la corrosión. Sin embargo, fracciones insignificantes de impurezas lo privan de esta propiedad.

El hierro arde en oxígeno. El producto de esta reacción es la quemadura de hierro:

3Fe + 2O2 = Fe3O4.

El hierro también reacciona con otros no metales: halógenos, azufre, carbono. Al interactuar con agentes oxidantes fuertes, por ejemplo, el cloro, los compuestos de hierro se forman con un estado de oxidación de +3:

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3,

y cuando interactúan con agentes oxidantes menos activos, los compuestos se forman con un estado de oxidación de hierro +2:

En temperatura alta El hierro reacciona con el vapor de agua. Como resultado de la reacción, se forman quemaduras de hierro e hidrógeno:

3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2 ?.

El hierro reacciona con soluciones ácidas para formar sales y producir gas hidrógeno:

Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 ?.

Bajo la acción de los ácidos sulfúricos y nítricos concentrados, se forma una película de óxido denso en la superficie del hierro, porque estos ácidos concentrados pueden almacenarse y transportarse en tanques de acero.

El hierro reemplaza los metales menos activos cuando interactúa con soluciones de sus sales:

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu.

En aire húmedo, el hierro sufre corrosión. Su producto es el óxido. Debido a su porosidad, el óxido no interfiere con el acceso de oxígeno y humedad al metal, lo que conduce a una mayor destrucción del metal.

El hierro es el metal más importante de la tecnología moderna. En su forma pura, el hierro casi nunca se usa, pero alrededor del 90% de los metales utilizados por la humanidad son aleaciones a base de hierro. El hierro se funde mucho en el mundo, unas 50 veces más que el aluminio, sin mencionar otros metales. Sobre la base del hierro, se crean aleaciones que pueden soportar los efectos de altas y bajas temperaturas, vacío y altas presiones , ambientes agresivos, etc. Las aleaciones de hierro son ampliamente utilizadas como materiales estructurales y artísticos.

Considere la estructura electrónica del átomo de hierro, así como su ubicación en la tabla periódica. Revelamos el físico básico y propiedades quimicas elemento dado, área de uso.

La situación en el PS

El hierro es el elemento d del grupo 8 (subgrupo lateral). Tiene 26 números de serie, su masa atómica relativa es 56, su átomo contiene 26 protones, 26 electrones y 30 neutrones. Este metal tiene una actividad química promedio, exhibe propiedades restaurativas . Estados de oxidación típicos: +2, +3.

Características de la estructura del átomo.

¿Qué es la glándula electrónica? Si consideramos la distribución de electrones por niveles de energía, obtenemos la siguiente opción:

2e; 8e; 14 e; 2e. Tal estructura de la capa de electrones del átomo de hierro indica su ubicación en el subgrupo secundario, confirma que pertenece a la familia d de elementos.

Estar en la naturaleza

El hierro es uno de los elementos químicos más comunes en la naturaleza. En la corteza terrestre, su porcentaje es de aproximadamente 5,1%. En mayor cantidad, solo tres elementos están presentes en las entrañas de nuestro planeta: silicio, aluminio y oxígeno.

Los minerales de hierro se encuentran en diferentes regiones de la Tierra. Los alquimistas descubrieron compuestos de este metal en los suelos. En la producción de hierro, se seleccionan minerales en los que su contenido supera el 30 por ciento.

El hierro magnético contiene aproximadamente el setenta y dos por ciento del metal. Los principales depósitos de magnetita se encuentran en la anomalía magnética de Kursk, así como en los Urales del Sur. En sangre, el porcentaje de hierro alcanza el 65 por ciento. La hematita fue descubierta en la región de Kryvyi Rih.

Importancia para plantas y animales.

¿Qué papel juega el hierro en los organismos vivos? La estructura del átomo explica sus propiedades reductoras. Este elemento químico es parte de la hemoglobina, dándole un color rojo característico. Alrededor de tres gramos de hierro puro, la mayoría de los cuales está incluido en la hemoglobina, se encuentran en el cuerpo de un adulto. El objetivo principal es la transferencia a los tejidos de los pulmones de oxígeno activo, así como la extracción del dióxido de carbono resultante.

Este metal también es necesario para las plantas. Al ser parte del citoplasma, participa activamente en los procesos de fotosíntesis. Si la planta no tiene suficiente hierro, sus hojas son de color blanco. Con un mínimo de fertilización con sales de hierro, las hojas de las plantas se vuelven verdes.

Propiedades fisicas

Examinamos la estructura del átomo de hierro. El esquema confirma la presencia de un brillo metálico para este elemento (hay electrones de valencia). El metal blanco plateado tiene un punto de fusión bastante alto (1539 grados Celsius). Debido a su buena ductilidad, este metal se puede enrollar, estampar y forjar fácilmente.

La capacidad de magnetizar y desmagnetizar, característica del hierro, lo convirtió en un excelente material para la producción de núcleos de potentes electroimanes en diversos dispositivos y máquinas eléctricas.

¿Qué tan activo es el hierro? La estructura del átomo muestra la presencia en el nivel externo de dos electrones que se regalarán durante la reacción química. Para aumentar su dureza y resistencia, realice rodamientos y endurecimientos adicionales del metal. Dichos procesos no van acompañados de un cambio en la estructura del átomo.

Variedades de hierro.

La estructura electrónica del átomo de hierro, cuyo circuito se consideró anteriormente, explica sus características químicas. En el metal técnicamente puro, que es un acero con bajo contenido de carbono, el componente principal es el hierro. Aproximadamente el 0.04 por ciento del carbono se detectó como impurezas; también están presentes fósforo, nitrógeno y azufre.

El hierro químicamente puro en sus parámetros externos es similar al platino. Tiene una alta resistencia a los procesos de corrosión, resistente a los ácidos. A la menor introducción de impurezas en un metal puro, sus características únicas desaparecen.

Opciones de recibo

La estructura de los átomos de aluminio y hierro indica que el aluminio anfótero pertenece al subgrupo principal y puede usarse en el proceso de separación del hierro de sus óxidos. La aluminotermia, realizada a temperatura elevada, le permite asignar metal puro a partir de minerales naturales. Además del aluminio, el carbono (2) y el carbón se eligen como agentes reductores fuertes.

Características químicas

¿Qué propiedades químicas tiene el hierro? La estructura del átomo explica su actividad reductora. El hierro se caracteriza por la formación de dos filas de compuestos que tienen estados de oxidación de +2, +3.

En el aire húmedo, se produce el proceso de oxidación (corrosión) del metal, como resultado, se forma hidróxido de hierro (3). El alambre de hierro calentado reacciona con el oxígeno con la apariencia de un polvo negro de óxido de hierro (2,3), llamado óxido de hierro.

A altas temperaturas, el metal puede interactuar con el vapor de agua, formando así un óxido mixto. El proceso se acompaña de la liberación de hidrógeno.

La reacción con los no metales se produce solo con el calentamiento preliminar de los componentes de partida.

El hierro se puede disolver en ácidos sulfúricos o clorhídricos diluidos sin precalentar la mezcla. Los ácidos sulfúrico y clorhídrico concentrados pasivan este metal.

¿Qué otras propiedades químicas tiene el hierro? La estructura atómica de este elemento indica su actividad promedio. Esto se confirma por la disposición de hierro a hidrógeno (H2) en una serie de tensiones. Por lo tanto, puede desplazar de las sales todos los metales ubicados a la derecha en la serie Beketov. Entonces, en la reacción con cloruro de cobre (2), realizada por calentamiento, la separación de cobre puro y la obtención de una solución de cloruro de hierro (2).

Áreas de aplicación

La mayor parte de todo el hierro se utiliza en la producción de hierro y acero. En arrabio, el porcentaje de carbono es de 3-4 por ciento, en acero, no más de 1.4 por ciento. Este no metal actúa como un elemento que aumenta la resistencia de la conexión. Además, afecta positivamente las propiedades de corrosión de las aleaciones, aumenta la resistencia del material a temperaturas elevadas.

Los aditivos de vanadio son necesarios para aumentar la resistencia mecánica del acero. El cromo aumenta la resistencia a los productos químicos agresivos.

Las propiedades ferromagnéticas de este elemento químico lo han hecho popular en plantas industriales, que incluyen electroimanes. Además, el hierro encontró su uso en la industria del recuerdo. Sobre la base de varios recuerdos, por ejemplo, coloridos imanes de nevera.

La fuerza y ​​la ductilidad permiten el uso de metal para crear armaduras, varias armas.

(3) utilizado para purificar el agua de impurezas. En la medicina 26, el elemento periódico se usa en el tratamiento de una enfermedad como la anemia. En caso de falta de glóbulos rojos fatiga , la piel adquiere un color pálido antinatural. Las preparaciones de hierro ayudan a eliminar un problema similar, devolver el cuerpo a la actividad completa. De particular importancia es el hierro para la actividad de la glándula tiroides, el hígado. Para evitar problemas graves en el cuerpo humano, es suficiente consumir aproximadamente 20 mg de este metal por día.

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Fecha _____________ Clase _______________

Tema: Hierro. La posición del hierro en el sistema periódico y la estructura de su átomo. Estar en la naturaleza. Propiedades físicas y químicas del hierro .

Objetivos de la lección: considerar la estructura electrónica del átomo de hierro; para estudiar sus propiedades químicas y físicas.

Progreso del trabajo

1. El momento organizativo de la lección.

2. El estudio de nuevo material.

El hierro es un elemento químico.

1. La posición del hierro en la tabla periódica de elementos químicos y la estructura de su átomo.

El acero se utiliza para la fabricación de maquinaria, diversos materiales de construcción, vigas, láminas, productos laminados, rieles, herramientas y muchos otros productos. Para la producción de diversos grados de acero, se utilizan los llamados aditivos de aleación, que son varios metales: Mn, Cr, Mo y otros, que mejoran la calidad del acero.

3. Asegurar el material estudiado

No 1. Haga las ecuaciones para las reacciones de obtener hierro de sus óxidos Fe 2 O 3 y Fe 3 O 4, utilizando como agente reductor:
a) hidrógeno;
b) aluminio;
c) monóxido de carbono (II).
Para cada reacción, haga un balance electrónico.

No 2. Realice las transformaciones según el esquema:
Fe 2 O 3 -> Fe - + H2O, t -> X - + CO, t -> Y - + HCl -> Z
¿Cuáles son los productos X, Y, Z?

4. Tarea.

A.43, ejercicio 1-3, tareas 1, 4 en la página 136

(el llamado meteorito de hierro, que contiene más del 90% de Fe). En compuestos con oxígeno y otros elementos, se distribuye ampliamente en muchos minerales y minerales. En términos de prevalencia en la corteza terrestre (5,00%), este es el tercer elemento (después del silicio y el aluminio); Se cree que el núcleo de la Tierra se compone principalmente de hierro. Los minerales principales son hematita (hierro rojo) Fe 2 O 3; limonita Fe 2 O 3 · nH 2 O (n = 1 - 4), contenida, por ejemplo, en mineral de pantano; magnetita (mineral de hierro magnético) Fe 3 O 4 y siderita FeCO 3. El mineral más común de hierro, que, sin embargo, no es una fuente de su producción, es la pirita (pirita de azufre, pirita de hierro) FeS 2, que a veces se llama oro amarillo de oro y oro de gato, aunque en realidad a menudo contiene pequeñas impurezas de cobre y oro. , cobalto y otros metales.

PROPIEDADES DE HIERRO Número atómico 26 Masa atómica 55.847 Isótopos: estable 54, 56, 57, 58 inestable 52, 53, 55, 59 Punto de fusión, ° C 1535 Punto de ebullición, ° C 3000 Densidad, g / cm3 7.87 Dureza (Mohs ) 4.0-5.0 Contenido en la corteza terrestre,% (masa) 5.00 Estado de oxidación: característico +2, +3 otros valores +1, +4, +6

La historia

El hierro (elemental) ha sido conocido y utilizado desde tiempos prehistóricos. Los primeros productos de hierro probablemente estaban hechos de hierro de meteorito en forma de amuletos, joyas y una herramienta de trabajo. Hace unos 3.500 años, el hombre descubrió una forma de restaurar la tierra roja que contiene óxido de hierro en metal. Desde entonces, se han fabricado una gran cantidad de productos diferentes de hierro. Jugó un papel importante en el desarrollo de la cultura material de la humanidad. Hoy en día, el hierro (95%) se funde principalmente a partir de minerales en forma de fundiciones y aceros, y en cantidades relativamente pequeñas se obtiene por reducción de gránulos metalizados y hierro puro, por descomposición térmica de sus compuestos o electrólisis de sales.

Las propiedades

El hierro metálico es una sustancia plástica de color blanco grisáceo, brillante y dura. El hierro cristaliza en tres modificaciones (α, γ, δ). α-Fe tiene una red cristalina cúbica centrada en el cuerpo, químicamente estable hasta 910 ° C. A 910 ° С, α-Fe se transforma en γ-Fe, estable en el rango de 910-1400 ° С; El γ-Fe cristaliza en una red cristalina cúbica centrada en la cara. A temperaturas superiores a 1400 ° C, se forma δ-Fe con una red esencialmente similar a la red α-Fe. El hierro es un ferromagnet, se magnetiza fácilmente, pero pierde sus propiedades magnéticas cuando se elimina un campo magnético. Con el aumento de la temperatura, las propiedades magnéticas del hierro se deterioran y por encima de 769 ° C prácticamente no se presta a la magnetización (a veces el hierro en el rango de 769-910 ° C se llama β-Fe); γ-Fe no es un material magnético.

Uso

El hierro es uno de los metales más útiles en una aleación con carbono (acero, hierro fundido), una base de materiales estructurales de alta resistencia. Como material con propiedades magnéticas, el hierro se utiliza para los núcleos de electroimanes y los anclajes de máquinas eléctricas, así como capas y películas en cintas magnéticas. Hierro puro: un catalizador en procesos químicos, componente medicinas en medicina

El hierro como componente químico del cuerpo.

El hierro es un componente químico esencial de los organismos de muchos vertebrados, invertebrados y algunas plantas. Es parte del hemo (pigmento eritrocitario - glóbulos rojos) de la hemoglobina en la sangre, tejido muscular, médula ósea, hígado y bazo. Cada molécula de hemoglobina contiene 4 átomos de hierro, que pueden crear un enlace reversible y frágil con el oxígeno, formando oxihemoglobina. La sangre que contiene oxihemoglobina circula por todo el cuerpo, suministrando oxígeno a los tejidos para la respiración celular. Por lo tanto, el hierro es esencial para la respiración y la formación de glóbulos rojos. La mioglobina (o hemoglobina muscular) suministra oxígeno a los músculos. La cantidad total de hierro en el cuerpo humano (peso promedio 70 kg) es de 3-5 g. De esta cantidad, el 65% de Fe está en la hemoglobina. Se requieren de 10 a 20 mg de Fe al día para garantizar el metabolismo normal del adulto promedio. La carne roja, los huevos, la yema, las zanahorias, las frutas, cualquier trigo y vegetales verdes proporcionan principalmente al cuerpo hierro durante la nutrición normal; con anemia asociada con la falta de hierro en el cuerpo, tome drogas hierro

Hierro como quimica. el elemento

Desde un punto de vista químico, el hierro es un metal bastante activo; exhibe estados de oxidación característicos de +2, +3, con menos frecuencia +1, +4, +6. Combina directamente con algunos elementos, con S forma FeS - sulfuro de hierro (III), con halógenos, además de haluros de yodo - hierro (III), como FeCl 3. Se oxida fácilmente; con oxígeno da idxidos FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4 (FeO + Fe 2 O 3), se corroe fácilmente (se oxida). Desplaza el hidrógeno del vapor de agua a alta temperatura. Es soluble en ácidos diluidos (por ejemplo, HCl, H 2 SO 4, HNO 3), desplazando el hidrógeno y formando ventas de Fe (II) (respectivamente FeCl 2, FeSO 4, Fe (NO 3) 2). En H 2 SO 4 y HNO 3 moderadamente concentrados, el hierro se disuelve con la formación de sales de Fe (III), y en los altamente concentrados se pasiva y no reacciona. La pasividad del hierro aparentemente se debe a la formación de una película de óxido de hierro en su superficie, que, sin embargo, se destruye fácilmente mediante un simple raspado.

Corrosión de hierro

La oxidación del hierro (corrosión atmosférica del hierro) es la oxidación del hierro por el oxígeno atmosférico . La reacción ocurre en presencia de iones de sales disueltas en agua e iones formados durante la disociación del ácido carbónico, producto de la interacción del dióxido de carbono atmosférico y la humedad. El resultado es óxido rojo suelto u óxido hidratado de la composición Fe 2 O 3 · nH 2 O.

Conexiones

Compuestos complejos