Химические свойства железа, его основные соединения.
Железо – элемент VIII группы периодической системы. Атомный номер 26, атомный вес 55,85 (56). Конфигурация внешних электронов атома 3d64s2.
По химическим свойствам железо как переходный элемент близок к соседним элементам той же группы периодической системы – никелю и кобальту.
В соединениях железо чаще 2-х и 3-х валентно, но известны также валентности 1, 4 и 6.
Для высших валентных состояний железа характерны кислотные свойства. Железо, особенно 3-х валентное, склонно к комплексообразованию. В химическом отношении железо – металл средней активности. В сухом воздухе при нагревании до 150-200о на поверхности компактного железа образуется тонкая защитная окисная пленка, предохраняющая его от дальнейшего окисления.
Во влажном воздухе железо быстро ржавеет, т.е. покрывается бурым налетом гидратированного оксида железа, который вследствие своей рыхлости не защищает железо от дальнейшего окисления.
В воде железо интенсивно корродирует. При обильном доступе кислорода при этом образуются гидратные формы оксида железа:
При недостатке кислорода или при его затрудненном доступе образуется смешанный оксид Fe3O4(Fe2O3.FeO):
При взаимодействии железа с галогенами или галогеноводородами образуются галогениды железа.
Железо растворяется в соляной кислоте любой концентрации.
Аналогично происходит растворение в разбавленной серной кислоте:
В концентрированных растворах серной кислоты Fe(II) окисляется до Fe(III):
Однако в серной кислоте, концентрация которой близка к 100%, железо становится пассивным и взаимодействие практически не происходит.
В разбавленных и умеренно концентрированных растворах азотной кислоты железо растворяется:
При высоких концентрациях HNO3 растворение замедляется и железо становится пассивным.
Для железа характерны два ряда соединений: соединения Fe(II) и соединения Fe(III). Первые отвечают оксиду железа (II), или закиси железа FeO; вторые – оксиду железа (III), или окиси железа Fe2O3.
Кроме того известны соли железной кислоты H2FeO4, в которой степень окисленности железа +6.