Železo a jeho zlúčeniny I

Kód ITMS projektu: 26110130519Gymnázium Pavla Jozefa Šafárika – moderná škola tretieho tisícročia

Vzdelávacia oblasť: Človek a príroda

Predmet Seminár z chémie

Ročník, triedy: 4. ročník

Tematický celok: d - prvky

Vypracoval: Mgr. Gabriela Berczeliová

Dátum: január 2013

Obsah

1. Charakteristika2. Výskyt3. Minerály4. Železo v biosystémoch5. Fyzikálne vlastnosti6. Chemické vlastnosti7. Korózia8. Použité zdroje

2

• postavenie v PSP:prvok 4. periódy a 8. (VIII. B) skupiny – triády Fe

• prechodný kovový prvok• má 8 valenčných elektrónov• jeho elektrónová konfigurácia je

• patrí medzi

Ar3d6 4s2

d6 - prvky

Charakteristika

3

Výskyt železa• v zemskej kôre –

4. najrozšírenejší prvok (4,7%)• vyskytuje sa v zlúčeninách

(oxidy, uhličitany, sulfidy)• v rýdzom stave – v meteoritoch• biogénny prvok

4

Výskyt železa - minerály

• hematit - krveľ

• limonit - hnedeľ

• magnetit - magnetovec

• siderit - ocieľok

pyrit

5

Fe203

Fe203 nH2O

Fe304

FeC03

FeS2

Železo v biosystémoch• esenciálny prvok pre mnohé biochemické procesy• je súčasť mnohých proteínov a enzýmov

• v organizme dospelého človeka je asi 4-5 g Fe• denný príjem - cca 1mg z potravy• asi také isté množstvo sa aj vylučuje rovnováha• cca 20 mg sa recykluje opäť sa využíva na syntézu Hb• až ¼ Fe môže byť uložená v zásobárňach (pečeň, makrofágy)

6

• hemoglobín - 68% tkanivový feritín - 27%• myoglobín - 4% sérový feritín - 0,004%• enzýmy - 0,6% transferín - 0,1%

Železo v biosystémoch

štruktúrny vzorec hémukvartérna štruktúra hemoglobínu

7

porfyrín

Fyzikálne vlastnosti

• je to striebristolesklý kov• ľahko sa kuje a valcuje• je feromagnetické (do 768°C)• teplota topenia čistého Fe je 1535°C

• čisté Fe je príliš mäkké –na technické účely sa používajújeho zliatiny s rôznymi prvkami

8

Chemické vlastnosti

• je to neušľachtilý kov• s neoxidujúcimi kyselinami

železnaté soli a H2

• Fe2+ sa v prítomnosti O2

rýchlo oxiduje na Fe3+

9

Fe(s) + 2H3O+(aq) Fe2+(aq) + H2(g) + 2H2O(l)

Chemické vlastnosti

• Prečo sa môže prevážať koncentrovaná HNO3 v železných cisternách ?

• v oxidujúcich kyselinách (konc. HNO3 , H2SO4) pasivácia

• v stredne konc. HNO3 -

• vo veľmi zried. HNO3

10

4Fe(s) + 10HNO3(aq) 4Fe(NO3)2(aq) + NH4(NO3)2(aq) + 3H2O(l)

Fe(NO3

)3

Fe(NO3

)2

sa rozpúšťa

Chemické vlastnosti

• pri vyšších teplotách sa Fe zlučuje s viacerými prvkami (reaktivita závisí od jemnosti častíc)

• s halogénmi

• s kyslíkom

• so sírou

• reakcia rozžeraveného Fe s vodnou parou

11

2Fe(s) + 3X2(g) 2FeX3(g)

4Fe(s) + 3O2(g) 2Fe2O3(s)

Fe(s) + S(s) FeS(s)

3Fe(s) + 4H2O(g) Fe3O4(s) + 4H2(g)

výroba

H2

Chemické vlastnosti - korózia

• Fe na vlhkom vzduchu podlieha korózii

• oxiduje sa na hydratovaný Fe2O3 – hrdza

• je to elektrochemický dej medzi Fe, kyslíkom, vodou a elektrolytom

• ochrana proti korózii:

12

4Fe(s) + 3O2(g) + nH2O(l) 2Fe2O3nH2O(s)

• laky, nátery• pokovovanie• fosfatácia, pasivácia

Použité zdroje

• Benešová, M., Satrapová, H.: Zmaturuj z chémie. Didaktis

• Ondrejkovičová, I. a kol.: Pokroky v chémii a v biológii. Bratislava: Vydavateľstvo STU, 2008.

• http://www.youtube.com/watch?v=EvtyMr5EvBY• http://www.youtube.com/watch?v=zSr13KZ0APM• http://www.youtube.com/watch?v=A5H6DVe5FAI

13