Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия Том 16
 
djvu / html
 

ЖЕЛЕЗО
нек-рые ионные свойства, т. к. растворяется в кислотах с выделением углеводородов, но одновременно выделяет и водород, что свидетельствует о металлич-пости карбида. С азотом Ж. также даёт соединения (см. Нитриды). С кислородом, обладающим значительным электронным сродством, Ж. даёт ионное соединение FeO, характеризующееся нек-рой переменностью состава. Соединение Ж. с последним активным неметаллом 2-го периода — фтором — имеет ясно выраженный ионный характер. Вследствие высокой электроотрицательности фтора электроны атома Ж. оттянуты к атомам фтора; возрастающий т. о. эффективный положительный ааряд иона Ж. придаёт ему способность к образованию комплексных соединений с избытком ионов фтора; в этих соединениях ион Ж. равномерно окружён ионами фтора и выступает как комплексный ион. Аналогичный переход от металлических к ионным и комплексным соединениям с неметаллами можно проследить для <Ж. и элементов 3-го периода системы Менделеева. Имеющая значение для металлургии диссоциация окисла FeO и сульфида FeS Ж. была изучена в 1933 Э. В. Брицке и А. Ф. Капустинским (см.) и в 1941 Капустинским и С. Шаровым. С водородом Ж. образует твёрдый раствор, причём растворимость водорода увеличивается с температурой; в ^-железе она больше, чем в а- и даже о-железе (в точках перехода).
Известны следующие окислы Ж.: FeO, Fe,O4, Fe,0s. Закись Ж. FeO получается при восстановлении FejO, водородом или окисью углерода или при восстановлении СО, нагретым металлич. Ж. Это черное иристаллич. ферромагнитное вещество; оно устойчиво при температурах выше 670°, при более ниаких температурах распадается на Ж. и FeiO(. С помощью физико-химич. анализа установлено, что закись Ж. имеет переменный состав в области 47,3—48,5 атомных процентов Fe и выражается приблизительно формулой FeO. Как основной окисел FeO хорошо растворяется в кислотах, образуя соли двухвалентного Ж. Закись-окись Ж. Fe,04 с химия, точки зрения — соль железистой кислоты (Fe.O, • Н,О или H,Fe,O4) и двухвалентного Ж. (FeIIFe,HI04). Это наиболее устойчивый окисел Ж.; он получается всегда при нагревании Ж. или его окислов в кислороде и на воздухе (железная окалина), а также при действии на Ж. перегретого пара. Fe.O, — чёрное кристаллическое ферромагнитное вещество. Природная закись-окись Ж. (магнетит) очень устойчива по отношению к кислотам и щелочам, искусственно полученная — растворяется в кислотах с образованием смеси солей двух- и трёхвалентного Ж. Тонкий слой Fe,04 на поверхности Ж. хорошо защищает последнее от ржавления, вследствие чего в ряде процессов, предложенных для защиты от корро-вии, добиваются получения этого слоя (см. Воронение). Природный магнетит благодаря своей химич. стойкости и электропроводности применяется в качестве электродного материала в электрохимии, производствах. Окись Ж. Fe.O, получается прокаливанием Fe(OH)3 или сульфата двухвалентного Ж. на воздухе, а также в результате обжига пирита в производстве серной кислоты (как побочный продукт). Окись Ж. — буро-красный порошок, немагнитна. Встречается в природе в кристаллич. состоянии (гематит); нек-рые природные формы Fe,O, используются в качестве пигментов (охра, железный сурик, мумия). FesOa — основной окисел со слабо выраженной амфотерностью; полученный при низких температурах, он легко растворяется в кислотах с образованием солей трехвалентного Ж. Однако при сплавлении с более основными окислами Fe,O, ведёт себя как кислотный окисел, давая ферриты. Ото иге свойство используется для получения едкого натра по способу, предложенному немецким химиком К. Лёвигом (1882):
, = Na^e.O. + CO, 2NaOH + Fe,O, • Ы,О.
Прокалённая выше 600° Fe,aO, плохо растворяется в кислотах. При 1300° переходит в Fe,O4.
Гидроокиси Ж., ввиду нерастворимости FeO и Fe2O3 в воде, получаются косвенным путём — действием щелочей на растворы солей соответственно двух- и трёхвалентного Ж., напр.:
FeSO, + 2NaOH = Fe(OH)2 + Na,S04.
Fe(OH), — белый осадок, быстро приобретающий под влиянием кислорода воздуха светло-, затем темнозелёный цвет и, наконец, переходящий в красно-коричневый Fe(OH),.
Хлорид двухвалентного Ж. Fed, • 4Н,0 получается путём растворения Ж. в соляной кислоте, а хлорид трёхвалентного FeCl, • 6Н,0 можно получить упариванием растворов FeCl,, подвергнутых окислению хлором. Это кристаллич. соли, первая — зеленоватого, вторая — жёлтого цвета. Жёлтая окраска растворов, содержащих ионы трёхвалентного Ж., является следствием гидролиза этих солей, в результате к-рого получаются жёлтые коллоидные растворы основных солей. Безводное хлорное Ж. применяется в органнч. синтезе, а водное — в качестве протравы при крашении. Раствор FeCl, — кровоостанавливающее средство, вызывающее свёртывание белковых веществ крови. Все остальные галогениды Ж. получаются путём растворения металла или соответствующих гидроокисей в галогеноводородных кислотах. Единственный галогенид Ж., к-рый не может быть получен, это иодид трёхвалентного Ж. FeJ3, т. к. иод не способен отнять от атома Ж. 3-й электрон и даёт всегда иодид двухвалентного Ж. FeJ,. Поэтому ион иода восстанавливает трёхвалентное Ж. в двухвалентное.
Известно несколько сульфидов Ж. Из них FeS получают искусственно, взаимодействием металлич. Ж. с серой при нагревании. Это — чёрное вещество с металлич. блеском (состав его колеблется в пределах 50—55,5 атомных процентов S); служит для получения сероводорода по реакции FeS + 2HC1 = FeCl, + H,S. Дисульфид FeS, (см. Пирит) служит основным сырьём для производства серной кислоты; легко разлагается при температурах выше 700° по реакции FeS, ^- FeS + S.
Ж. входит в состав многих соединений, содержащих более Двух элементов. В большинстве случаев это соли, получающиеся при растворении Ж. в кислотах. Особое значение имеет сульфат двухвалентного Ж. FeSO, • 7Н,О (см. Железный купорос). С сульфатами щелочных металлов и аммония он образует более устойчивые в отношении окисления двойные соли, напр. (NH,),Fe(S04),- 6Н,О (т. н. с о л ь Мора), применяемую в аналитич. химии как восстановитель.
Карбонат двухвалентного Ж. FeCO, в воде почти нерастворим, но в воде, содержащей углекислый газ, растворяется с образованием гидрокарбоната Fe(HCO,),. Гидрокарбонат Ж. находится обычно в жёстких природных водах и в водопроводной воде. При нагревании он распадается по уравнению:
Fe(HGO,)8 — FeCO, + СО, + Н,О
и даёт осадок накипи, к-рый приобретает красно-бурый цвет, вследствие окисления в Fe(OH)3.
Из солей трёхвалентного Ж. практич. применение в качестве протравы находит сульфат Fe,(S04)8 и образуемые им железные квасцы. Роданид Ж. Fe(CNS),, получаемый при реакции солей трёхвалентного Ж. с роданидами щелочных металлов или аммония, растворим в воде и имеет яркую кроваво-красную окраску, что используется в аналитич. химии для открытия Ж. и его количественного определения.
При окислении гидроокиси трёхвалентного Ж. можно получить соединения шестивалентного Ж. в виде солей железной кислоты — ферратов калия K,FeO4 и бария BaFe04. Эти соединения интенсивнокрасного цвета, сильные окислители, неустойчивы; самопроизвольно разлагаются с выделением кислорода. Соответствующие им железная кислота H,Fe04 и железный ангидрид FeO, не выделены.
У Ж., особенно трёхвалентного, ярко выражена способность к образованию комплексных соединений (см.). Характерны для Ж. комплексы с цианид-ионами, фторид-ионами, с анионами слабых или средних по силе органич. кислот (щавелевая, лимонная и т. д.). K4[Fe(GN)e] железистосинеродистый калий (см.) и K3[Fe(CN)6] железосинеродистый калий (см.) получаются действием избытка растворимого цианида на соли двухвалентного и трёхвалентного Ж. При взаимодействии солей двухвалентного Ж. и К3 [Fe(CN)e] образуется синий осадок берлинской лазури (см.), а при реакции солей трёхвалентного Ж. с K4[Fe(CN)e] — тоже синий осадок турнбулееой сини (см.). Все эти комплексные соединения неядовиты, несмотря на наличие группы циана; в этом сказывается прочность связи группы циана в комплексе с ионами Ж. Светочувствительность оксалат-ного (щавелевокислого)комплекса трёхвалентного Ж. K3[Fe(C2O4)3] используется в светокопировании (см.) чертежей и пр. Своеобразны комплексные соединения Ж. с окисью углерода, называемые карбонилами Ж. (см. Карбонилы металлов).
Ж. в технике. По археологич. данным, железные изделия впервые полнились, повидимому,

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670


Большая Советская Энциклопедия Второе издание