СодержаниеСодержание
ВВЕДЕНИЕ 3
1. НАХОЖДЕНИЕ ЖЕЛЕЗА В ПРИРОДЕ 4
2. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖЕЛЕЗА И ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ ЖЕЛЕЗО — УГЛЕРОД 5
2.1. МЕТАЛЛУРГИЯ 11
2.2. ПРОСТОЕ ВЕЩЕСТВО 14
2.3. ОКСИДЫ 15
2.4. ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ 16
3. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖЕЛЕЗА. СОЕДИНЕНИЯ ЖЕЛЕЗА 18
3.1. СОЕДИНЕНИЯ ЖЕЛЕЗА (Ш) 20
3.2. ЦИАНИСТЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ЖЕЛЕЗА 22
3.3. ФЕРРИТЫ 24
3.4. СОЕДИНЕНИЯ ЖЕЛЕЗ (VI) 24
3.5. КАРБОНИЛЫ ЖЕЛЕЗА 25
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 26ВведениеВведение
Согласно традиционным обозначениям, железо вместе с ко¬бальтом и никелем находится в дополнительной подгруппе VIII группы периодической системы. В то же время в соответствии с рекомендациями Международного Союза Общей и Прикладной Химии, каждый из этих элемен¬тов попадает в свою группу, обозначаемую арабскими цифрами, что явно удобнее. Таким образом, железо оказывается в 8-й группе и имеет восемь электронов на 3d- и 4s-орбиталях, электронная конфигурация его атома [Ar]3d64s2.
Железо играет огромную роль в истории человечества и в на¬шей современной жизни, По-видимому, человек столкнулся с ме¬теоритным железом раньше, чем с другими металлами: первые его названия в Египте, Месопотамии и Армении означают «небесный металл». Русское же слово «железо» имеет общий корень со сло¬вом «лезвие». Последнее обстоятельство явно отражает тот факт, что развитие производства и цивилизации в целом всегда было не¬разрывно связано с производством оружия. Овладение выплавкой железа относится примерно к 1500 г. до н. э. Сейчас производство стали составляет 90 – 95% от мирового производства всех металлов, приближаясь к миллиарду тонн в год [1].
1. Нахождение железа в природе
Железо занимает первое место среди металлических элементов по содержанию в земной коре – 4,65 % масс. В многочисленных минералах, составляющих железные руды, оно находится в характерных степенях окисления +3 и +2. К основным железосодержащим минералам относятся магнетит (магнитный железняк) Fe3O4 , гематит (красный железняк) Fe2O3, гетит FeO(OH), лимонит (бурый железняк) Fe2O3 •xH2O. Некоторое количество железа также содержится в животных и растениях, в частности оно входит в состав компонента крови человека – гемоглобина [2].
Встречается железо в виде различных соединений: оксидов, сульфидов, силикатов. Встречающийся в больших количествах пирит, или железный колчедан (FeS2) редко применяется в металлургии, так как чугун из него получается очень низкого качества из-за большого содержания серы. Тем не менее железный колчедан имеет важнейшее применение — он служит исходным сырьем для получения серной кислоты. В пределах России месторождения железных руд находятся на Урале, где целые горы (например, Магнитная, Качканар, Высокая и др.) образованы магнитным железняком превосходного качества. Не менее богатые залежи находятся в Криворожском районе и на Керченском полуострове. Криворожские руды состоят из красного железняка, керченские — из бурого железняка. Большие залежи железных руд имеются вблизи Курска, на Кольском полуострове, в Западной и Восточной Сибири и па Дальнем Востоке [3].
2. Физические свойства железа и диаграмма состояния системы железо — углерод
В 30-х годах XIX века русский инженер П. П. Аносов впервые применил микроскоп для изучения структуры стали и ее изменения после ковки и термической обработки. В 60-х годах XIX века подобные исследования стали проводиться и за границей. В 1868 г. Д. К. Чернов впервые указал на существование определенных температур («критических точек»), зависящих от содержания углерода в стали и характеризующих превращения одной микроструктуры стали в другую. Этим было положено начало изучению диаграммы состояния Fe—С, а 1868 г. стал годом возникновения металловедения — науки о строении и свойствах металлов и сплавов. Французский исследователь Ф. Осмонд стал пользоваться только что изобретенным Ле Шателье пирометром и уточнил значения «критических точек». Он описал характер микроструктурных изменений, наблюдаемых при переходе через эти точки, и дал названия важнейшим структурам железоуглеродистых сплавов; эти названия употребляются до сих пор. С тех пор учеными различных стран было выполнено огромное количество работ, посвященных изучению сплавов железа с углеродом и диаграммы состояния системы Fe — С. Такого рода работы проводятся и в настоящее время. В них уточняются положения линий на диаграмме состояния в связи с применением более чистых веществ и более точных и современных методов.
Температура плавления железа равна 1539 +5 °С. Железо образует две кристаллические модификации: ?-железо и ?-железо. Первая из них имеет кубическую объемноцентрированную решетку, вторая — кубическую гранецентрированную. ?-Железо термодинамически устойчиво в двух интервалах температур: ниже 912 °С и от 1394 °С до температуры плавления [10]. Между 912 и 1394 °С устойчиво ?-железо. Температурные интервалы устойчивости ?-иЛитератураСписок использованной литературы
Литература
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. — М.: Высшая школа, 2005.
2. Дей М., Селбин Д. Теоретическая неорганическая химия. — М.: Мир. 1994.
3. Кемпбел Дж. Современная общая химия. Т. 1—3. — М.: Мир, 1995.
4. Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Основы неорганической химии. — М.: Мир, 1996.
5. Кузьменко Н. Е., Еремин В. В., Попков В. А Начала химии. Современный курс для поступающих в вузы. — М.: Высшая школа. 2002.
6. Кукушкин Ю.Н. Химия координационных соединений. — М.: Высшая школа. 2000.
7. М.Х. Карапетьянц, С.И. Дракин Общая и неорганическая химия. – М.: Химия, 1981
8. Некрасов Б.В. Основы общей химии. Т.1, 2. — М.: Химия, 1992.
9. Полинг Л. Общая химия. — М.: Мир, 1984.
10. Реми Г. Курс неорганической химии. — М.: Мир. Т. 1. — 1983; Т. 2. — 1983.
11. Угай Я.А. Неорганическая химия. — М.: Высшая школа, 2001.
12. Угай Я.А. Обшая химия. — М.: Высшая школа, 2003.
13. Федеративная Книготорговая Компания, 1998. — Т. 1, 2.
14. Хомченко Г. П. Химия для поступающих в вузы. — М.: Высшая школа, 1998.
15. Хьюи Дж. Неорганическая химия (строение вещества и реакционная способность). — М.: Химия, 1998.
16. Щукарев С.А. Неорганическая химия. — М.: Высшая школа. Т.1. — 1985; Т. 2. — 1986.
|
|
