Prvky skupiny železaPrvky skupiny železa

2. ročník

Triáda železa

• Fe, Co, Ni• Feromagnetické kovy• Valenčná vrstva ns2 (n-1)d6-10

železokobalt nikel

Železo

• Najrozšírenejší a najdôležitejší kov

• Striebrolesklé, pomerne mäkké, kujné, ťažné

• Pomerne reaktívne – reaguje s kyselinami za vzniku vodíka, pôsobením vzdušnej vlhkosti a kyslíka vzniká hrdza(zmes oxidov a hydroxidov)

Výskyt Fe

• Čisté – v meteoritoch• Železné rudy: magnetit (magnetovec)

Fe3O4, limonit (hnedeľ)

Fe2O3.nH2O,

hematit (krveľ) Fe2O3, siderit (ocieľok)

FeCO3,

pyrit FeS2

Chemické vlastnosti Fe

• Za zvýšenej teploty reaguje s mnohými prvkami Fe + S FeS

2 Fe + 3Cl2 2 FeCl3 4 Fe + 3O2 2 Fe2O3

• So zriedenými kyselinami reaguje za vzniku solí a vodíka

Fe + 2 HCl FeCl2 + H2

• S konc. HNO3 sa pasivuje

Fe + 4 HNO3 Fe(NO3)2 + NO + 2H2O

Použitie Fe

• Surové železo sa spracúva na oceľ

• Z liatiny sa vyrábajú piecky, platne na sporáky, stojany

Zlúčeniny železa

• Hém – zložka červeného krvného farbiva hemoglobínu

• FeSO4.7H2O (zelená skalica)

• Fe(OH)2, Fe(OH)3

• FeCl3• (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O

(Mohrova soľ)

• K4[Fe(CN)6] žltá krvná soľ

• K3 [Fe(CN)6] červená krvná soľ

Výroba železaVýroba železa

Výroba železa v 19. stor.

Surové železo sa vyrába vo vysokej peci zo železnej rudy redukciou uhlíkom (koksom) a oxidom uhoľnatým, ktorý vzniká vo vysokej peci nedokonalým spaľovaním koksu.

Vysoká pec1 prívod predhriateho vzduchu

2 tavná zóna

3 ,4 redukčná zóna

5 zóna predhrievania

6 sadzobňa

7 šachta

8 rozpor

9 zarážka (rošt)

10 nistej

Reakcie vo vysokej peciC + O2 CO2

CO2 + C 2 CO

Nepriama redukcia:

3 Fe2O3 + CO 2 Fe3O4 + CO2

Fe3O4 + CO 3 FeO + 4 CO2

FeO + CO Fe + CO2

Priama redukcia:

Fe2O3 + 3 C 2 Fe + 3 CO

Fe3O4 + 4 C 3 Fe + 4 CO

FeO + C Fe + CO

Výroba ocele

V konvertore:C + O2 2 CO Q = -220 kJ.mol-1

V Siemens-Martinovej peci:

3 C + 2 Fe2O3 3CO2 + 4 Fe Q= 4665 kJ.mol-1

Ďakujem za pozornosť