Żelazo

Żelazo jest pierwiastkiem chemicznym o liczbie atomowej 26 i należy do grupy metali przejściowych. Jest czwartym najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem na Ziemi, ustępując pod tym względem jedynie atomom tlenu, krzemu oraz glinu. Jego konfiguracja elektronowa ma postać: [Ar] 3d6 4s2.

Właściwości fizyczne i chemiczne

Czyste żelazo jest lśniącym, srebrzystym metalem, który odznacza się dobrą ciągliwością i kowalnością. Na skalę przemysłową otrzymuje się go poprzez redukcję rud tlenkowych koksem w tzw. “wielkich piecach”. Stop żelaza z węglem nazywamy stalą.

Pod względem właściwości chemicznych żelazo jest metalem nieco szlachetniejszym od cynku i manganu. W suchym powietrzu nie ulega znaczącym zmianom, ponieważ powierzchnia pokrywa się szczelną, ochronną warstewką tlenku (pasywacja). Roztwarza się w kwasach nieutleniających (np. kwasie solnym) z wytworzeniem soli Fe2+, pozostaje natomiast odporny na działanie stężonego kwasu azotowego(V) z powodu wspomnianej wcześniej pasywacji. W związkach występuje przede wszystkim na II oraz III stopniu utlenienia, choć znane są również związki żelaza na wyższych stopniach utlenienia (żelaziany).

Żelazo (II)

Tlenek żelaza(II) o wzorze FeO jest czarnym ciałem stałym o zasadowych właściwościach, praktycznie nierozpuszczalnym w wodzie. Stanowi przykład związku niestechiometrycznego (bertolidu), a jego rzeczywisty skład odpowiada najczęściej wzorowi Fe0,95O. Wodorotlenek żelaza(II) jest białym ciałem stałym, natomiast w zetknięciu z powietrzem praktycznie momentalnie ulega utlenieniu do związku o kolorze zielonym, a następnie do brązowego wodorotlenku żelaza(III).

żelazo, które uległo korozji

Pod wpływem roztworów oraz czynników atmosferycznych żelazo ulega korozji. Zjawisko to polega na utlenieniu do jonów Fe2+ oraz Fe3+, które następnie strącają się w postaci wodorotlenków tworzących rdzę.

Żelazo (III)

Zarówno tlenek, jak i wodorotlenek żelaza(III) wykazują słabe właściwości amfoteryczne. Fe(OH)3 strąca się jako czerwonobrunatny osad poprzez dodanie mocnej zasady do roztworu zawierającego kationy Fe3+. Chlorek żelaza(III) stosuje się jako odczynnik do identyfikacji fenoli oraz katalizator w reakcji chlorowania pierścienia benzenowego. Wodne roztwory soli żelaza(III) mają kolor żółtobrunatny.

Na koniec warto jeszcze wspomnieć o tlenku żelaza(II, III). Związek ten o wzorze sumarycznym Fe3O4 zawiera atomy żelaza na dwóch różnych stopniach utlenienia. W skorupie ziemskiej występuje jako minerał o nazwie magnetyt i posiada naturalne właściwości magnetyczne.


Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *