Исследовательская работа «Железо. Его роль в организме. Железная анемия.» Для классов с углубленным изучением химии, Специальный курс «химии биогенных элементов»


страница1/3
lit.na5bal.ru > Биология > Исследовательская работа
  1   2   3
Болнова Н.Г.- учитель высшей категории МБОУ СОШ №70 г.Н.Новгорода

Исследовательская работа «Железо. Его роль в организме. Железная анемия.»


Для классов с углубленным изучением химии, Специальный курс «химии биогенных элементов»




Оглавление:

Цель работы -страница 3-6

Историческая справка –страница 7-8

Электронно-графическая формула -страница 9

Краткая характеристика простого вещества -страница9-11

Важнейшие соединения - страница 11-16

Биологическая роль железа- страница 17-20

Железная анемия-страница 21

Распространенность анемии -страница 21-22

ЖДС-страница 22-23

Этиология и патеногенез –страница 24-25

Токсическое действие –страница 26-28

Аналитические реакции –страница 29-31

Литература-страница 32

Заключение -страница 33

Цель работы

О микроэлементах

Известно, что подавляющее количество всех встречающихся в природе химических элементов (81) обнаружены в организме человека. 12 элементов называют структурными, т.к. они составляют 99 % элементного состава человеческого организма (С, О, Н, N, Ca, Mg, Na, K, S, P, F, Cl). При этом основным строительным материалом являются четыре элемента: азот, водород, кислород и углерод. Остальные элементы, находясь в организме в незначительных по объему количествах, играют важную роль, влияя на здоровье и состояние нашего организма.

Минеральный состав внутриклеточной жидкости, по мнению ученых, подобен составу доисторического моря и строго поддерживается на одном уровне, даже если при этом приходится поглощать химические элементы из других (костной, например) тканей.

Почему так важны минеральные элементы для нашего организма и чем объясняется, что эффективность их достигается даже микроскопическими количествами? Минералы вместе с водой обеспечивают постоянство осмотического давления, кислотно-щелочного баланса, процессов всасывания, секреции, кроветворения, костеобразования, свертывания крови; без них были бы невозможны функции мышечного сокращения, нервной проводимости, внутриклеточного дыхания. Микроэлементы действуют в организме путем вхождения в той или иной форме и в незначительных количествах в структуру биологически активных веществ, главным образом ферментов (энзимов).

Нарушенная экология, возросший темп жизни с неизбежным нарастанием стрессовых ситуаций, методы обработки продуктов питания, "убивающие" биологически активные вещества, не всегда качественные продукты питания, - вот далеко не полный перечень причин роста дефицита жизненно важных микроэлементов и избытка токсичных, наносящих непоправимый вред здоровью. Жители мегаполисов страдают как правило, от избытка в организме тяжелых металлов: свинца, мышьяка, кадмия, ртути, хрома, никеля. Ни для кого не секрет, что тяжелые металлы опасны для здоровья. Например, накопление ртути в организме происходит незаметно, исподволь, поэтому ртуть так и коварна, что при отравлении ею не появляется каких-либо конкретных, ярко выраженных симптомов. Результатом такого отравления, может быть нарушение речи, нервозность, появление состояния страха, сонливость, лейкопения (уменьшение количества лейкоцитов в крови).

Нередко можно наблюдать такие изменения во внешнем облике человека: волосы становятся тусклыми, с посеченными концами, ногти слоятся и ломаются, кожа приобретает землистый оттенок, теряет свою упругость. Почему это происходит? Потому, что волосы, как никакой другой биологический субстрат отражают процессы, годами протекающие в нашем организме. Концентрация всех химических элементов в волосах многократно выше, чем в привычных для анализа жидкостях - крови и моче. В сыворотке крови, например, можно определить содержание 6-8 элементов, а в волосах - 20-30. Статистика показывает, что содержание микроэлементов в волосах отражает микроэлементный статус организма в целом, и пробы волос являются интегральным показателем минерального обмена. Именно волосы помогают диагностировать хронические заболевания, когда они себя еще ничем не проявляют.

Другая особенность макро – и микро – элементов заключается в том,что первые в организме представлены в основном органическими соединениями,в то время как вторые входят в состав сравнительно простых неорганических или координационных соединений.

Следует заметить также , что питательной ценностью обладают лишь биологически доступные элементы , которые содержатся в пищевых продуктах в виде солей или других растворимых соединений.

Макроэлементы

Микроэлементы

Основные:C , H , N , O , S , P

Доказанные: Cu , Mn , Fe , Zn , Mo , F, I , Se

Другие: Ca , Mg , Na , K , Cl

Вероятные:Cr , Ni , V , Sn , As , Si

Потребность:~100 мг/сут.

Потребность:<5-10 мг/сут









10 микроэлементов растений

Необходимы для фотосинтеза

Необходимы для азотистого обмена

Необходимы для других метаболических функций

Mg,Fe,Zn,V,Cl

Mo,Co,Fe,B

Mn,B,Co,Cu,Si



Железо (Fe) - общее содержание железа в организме человека составляет около 4,25 г. Из этого количества 57% находится в гемоглобине крови, 23% - в тканях и тканевых ферментах, а остальные 20% - депонированы в печени, селезенке, костном мозге и представляют собой "физиологический резерв" железа. Средний пищевой рацион человека должен содержать не менее 20 мг железа, и 30 мг для беременных. Важно помнить, что в течение месяца женщины теряют железа почти вдвое больше, чем мужчины. Железо является жизненно необходимым элементом для организма. Оно входит не только в состав гемоглобина, но также и в состав протоплазмы всех клеток. Железо также входит в состав цитохромов (сложные белки, относящиеся к классу хромопротеидов), участвующих в процессах тканевого дыхания. В больших количествах содержится: в свиной печени, говяжьих почках, сердце и печени, непросеянной муке, сырых моллюсках, сушеных персиках, яичных желтках, устрицах, орехах, бобах, спарже, овсяном толокне.

Явления отравления железом выражаются рвотой, диареей (иногда с кровью), падением АД, параличом ЦНС и воспалением почек. При лечении железом могут развиться запоры, так как железо связывает сероводород, что ослабляет моторику кишечника. При недостатке железа в организме развивается железодефицитная анемия (малокровие).

Избыток железа в организме может привести к дефициту меди, цинка, хрома и кальция, а также к избытку кобальта.

Железосодержащие биомолекулы выполняют 4 ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ:

1)ТРАНСПОРТ

2)ТРАНСПОРТ И ДЕПОНИРОВАНИЕ О2 (моноглобин,гемоглобин,эритрокруониин,гемэритрин,хлоркруонин)

3)участие в формировании активных центров

4)транспорт и депонирование железа(сидерофилины и среди них наиболее изученный трансферрин,гемосидерин,ферритин,сидерхромы)

Микроэлементы в питании взрослых мужчин и женщин

Микро-

элементы

Биологическое воздействие на организм


Возможные заболевания при дефиците витаминов или минеральных веществ

Пищевые продукты

Средняя суточная потребность для взрослых


Максимально допустимая суточная доза














мужчины

женщины




Железо

В составе гемоглобина; в составе цитохромов, участников окислительных процессов в клетках

Нарушение эритропоэза (образования эритроцитов), анемия, нарушение роста, истощение

Бобовые, мясо, грибы, продукты из муки грубого помола

10

мг


15

мг


FNB 45 мг


Йод

Важнейший компонент гормонов щитовидной железы

Базедова болезнь, замедление развития центральной нервной системы

Рыба, устрицы, водоросли, внутренности животных, яйца

200

мкг

150

мкг

FNB 1,1 мг

Фтор

Образование зубной эмали, костной ткани

Нарушения роста; нарушения процесса минерализации

Рыба, соя, лесные орехи

3,8

мг

3,1

мг

FNB 10 мг

Цинк

Компонент (кофактор) более чем ста ферментов; перенос двуокиси углерода; стабильность биологических мембран; заживление ран

Нарушение роста, плохое заживление ран, отсуствие аппетита, нарушение вкуса

Зерна злаковых, мясо, внутренности животных, молочные продукты

10,0

мг

7,0

мг

FNB 40 мг

Селен

Существенная часть ферментной системы - глутатион-

пероксидазы, защищающей биологические мембраны от повреждающего действия свободных радикалов; функции щитовидной железы; иммунитет

Анемия, кардиомиопатия, нарушения роста и образование костной ткани

Рыба, мясо, внутренности животных, орехи

30-70

мкг

30-70

мкг

FNB 400 мкг

SCF 300 мкг

Медь

Механизмы ферментного катализа (биокатализа); перенос электронов; взаимодействие с железом

Крайне редко -анемия

Печень, бобовые, морепродукты, продукты из муки грубого помола

1,0-1,5

мг

1,0-1,5

мг

FNB 10 мг



Историческая справка

Железо англ. Iron, франц. Fer, нем. Eisen) - один из семи металлов древности. Весьма вероятно, что человек познакомился с железом метеоритного происхождения раньше, чем с другими металлами. Метеоритное железо обычно легко отличить от земного, так как в нем почти всегда содержится от 5 до 30% никеля, чаще всего - 7-8%. С древнейших времен железо получали из руд, залегающих почти повсеместно. Наиболее распространенны руды гематита (Fe2O3,), бурого железняка (2Fe2O3, ЗН2О) и его разновидностей (болотная руда, сидерит, или шпатовое железо FeCO,), магнетита (Fe304) и некоторые другие. Все эти руды при нагревании с углем легко восстанавливаются при сравнительно низкой температуре начиная с 500oС. Получаемый металл имел вид вязкой губчатой массы, которую затем обрабатывали при 700-800oС повторной проковкой.

Этимология названий железа на древних языках довольно отчетливо отражает историю знакомства наших предков с этим металлом. Многие древние народы, несомненно, познакомились с ним, как с металлом, упавшим с неба, т. е. как с метеоритным железом. Так, в древнем Египте железо имело название би-ни-пет (бенипет, коптское - бенипе), что в буквальном переводе означает небесная руда, или небесный металл. В эпоху первых династий Ур в Месопотамии железо именовали ан-бар (небесное железо). В папирусе Эберса (ранее 1500 г. до н.э.) имеются два упоминания о железе; в одном случае о нем говорится как о металле из города Кэзи (Верхний Египет), в другом - как о металле небесного изготовления (артпет). Древнегреческое название железа, так же как и северокавказское - зидо, связано с древнейшим словом, уцелевшим в латинском языке,-- sidereus (звездный от Sidus - звезда, светило). На древнем и современном армянском языке железо называется еркат, что означает капнувшее (упавшее) с неба. O том, что древние люди пользовались вначале именно железом метеоритного происхождения, свидетельствуют и распространенные у некоторых народов мифы о богах или демонах, сбросивших с неба железные предметы и орудия, - плуги, топоры и пр. Интересен также факт, что к моменту открытия Америки индейцы и эскимосы Северной Америки не были знакомы со способами получения железа из руд, но умели обрабатывать метеоритное железо.

В древности и в средние века семь известных тогда металлов сопоставляли с семью планетами, что символизировало связь между металлами и небесными телами и небесное происхождение металлов. Такое сопоставление стало обычным более 2000 лет назад и постоянно встречается в литературе вплоть до XIX в. Во II в. н. э. железо сопоставлялось с Меркурием и называлось меркурием, но позднее его стали сопоставлять с Марсом и называть марс (Mars), что, в частности, подчеркивало внешнее сходство красноватой окраски Марса с красными железными рудами.

Впрочем, некоторые народы не связывали название железа с небесным происхождением металла. Так, у славянских народов железо называется по "функциональному" признаку. Русское железо (южнославянское зализо, польское zelaso, литовское gelesis и т. д.) имеет корень "лез" или "рез" (от слова лезо - лезвие). Такое словообразование прямо указывает на функцию предметов, изготовлявшихся из железа, -- режущих инструментов и оружия. Приставка "же", по-видимому, смягчение более древнего "зе" или "за"; она сохранилась в начальном виде у многих славянских народов (у чехов - zelezo). Старые немецкие филологи - представители теории индоевропейского, или, как они его называли, индогерманского праязыка - стремились произвести славянские названия от немецких и санскритских корней. Например, Фик сопоставляет слово железо с санскритским ghalgha (расплавленный металл, от ghal - пылать). Но вряд ли это соответствует действительности: ведь древним людям была недоступна плавка железа. С санскритским ghalgha скорее можно сопоставить греческое название меди, но не славянское слово железо. Функциональный признак в названиях железа нашел отражение и в других языках. Так, на латинском языке наряду с обычным названием стали (chalybs), происходящим от наименования племени халибов, жившего на южном побережье Черного моря, употреблялось название acies, буквально обозначающее лезвие или острие. Это, слово в точности соответствует древнегреческому , применявшемуся в том же самом смысле. Упомянем в нескольких словах о происхождении немецкого и английского названий железа. Филологи обычно принимают, что немецкое слово Eisen имеет кельтское происхождение, так же как и английское Iron. В обоих терминах отражены кельтские названия рек (Isarno, Isarkos, Eisack), которые затем трансформировались) isarn, eisarn) и превратились в Eisen. Существуют, впрочем, и другие точки зрения. Некоторые филологи производят немецкое Eisen от кельтского isara, означающего "крепкий, сильный". Существуют также теории, утверждающие, что Eisen происходит от ayas или aes (медь), а также от Eis (лед) и т.д. Староанглийское название железа (до 1150 г.) - iren; оно употреблялось наряду с isern и isen и перешло в средние века. Современное Iron вошло в употребление после 1630 г. Заметим, что в "Алхимическом лексиконе" Руланда (1612) в качестве одного из старых названий железа приведено слово Iris, означающее "радуга" и созвучное Iron.

Ставшее международным, латинское название Ferrum принято у романских народов. Оно, вероятно, связано с греколатинским fars (быть твердым), которое происходит от санскритского bhars (твердеть). Возможно сопоставление и с ferreus, означающим у древних писателей "нечувствительный, непреклонный, крепкий, твердый, тяжкий", а также с ferre (носить). Алхимики наряду с Ferrum ynoтребляли и многие другие названия, например Iris, Sarsar, Phaulec,Mineraи др.

Железные изделия из метеоритного железа найдены в захоронениях, относящихся к очень давним временам (IV - V тысячелетиях до н.э.), в Египте и Месопотамии. Однако железный век в Египте начался лишь с ХIIв. до н. э., а в других странах еще позднее. В древнерусской литературе слово железо фигурирует в древнейших памятниках (с XI в.) под названиями желъзо, железо, жельзо.

Электронно-графическая формула

В периодической таблице гимических элементов Д. И. Менделеева железо Fe расположено в 4-м периоде VIII группы побочной подгруппы.

Степень окисления +2,+3, иногда +6.

Распределение электронов по электронным слоям в атоме железа выглядит так: химия.jpg

графическая схема и электронная формула железа:

химия 2.jpg

химия 3.jpg

Краткая характеристика простого вещества

Железо – элемент 2 периода 7 б группы периодической системы с электронными конфигурациями 26Fe : 1S22S22P63S23P63d64s2.

Ближайшие аналоги железа – следующие за ним в 4-ом периоде Периодической системы элементов Д.И.Менделеева элементы кобальт Co и никель Ni. Часто пишут,что железо,кобальт и никель образуют в этом периоде «триаду» элементов группы 8б.

В природе встречаются нуклиды 54Fe (5.82%) , 56Fe(91.18%) , 57Fe(2.1%) и 58Fe(0.28%). Электронная конфигурация двух внешних слоев нейтрального невозбужденного атома железа 3s2p6d64s2 , в таком атоме содержится 4 неспаренные электрона.

Основные руды железа:

— магнетит (магнитный железняк) FезО4 (содержит до 72% железа), основные месторождения находятся на Урале.

— гематит (красный железняк) Fe2О3 (содержит до 65% железа), основное месторождение — Криворожское.

— лимонит (бурый железняк) Fe2О3 • nH2O (содержит до 60% Ре), крупные месторождения в Крыму и на Урале.

— пирит (железный колчедан) FeS2 (содержит около 46% железа), — сидерит (шпатовый железняк) FeСО3 (содержит до 35% Железа).

Получение:

1. Чистое железо можно получить электролитическим восстановлением солей железа.

FeCl2 = Fe2+ + 2Cl-

2. Восстановление оксидов железа Fe2O3 и Fe3O4 при алюминотермии:

8Al + 3Fe3O4 = 9Fe + 4Al2O3

3. Основная масса железа используется не в чистом виде, а виде сплавов с углеродом (чугуна и стали) и другими элементами. Основная масса железа вырабатывается в доменных печах. Процесс, протекающий в доменной печи при получении сплавов железа, основан на восстановлении оксидов железа при нагревании:

3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2

Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2

FeO + CO = Fe + CO2

FeO + C = Fe + CO

Физические свойства:

Чистое железо — серебристо-белый металл, быстро тускнеющий (ржавеющий) на влажном воздухе или в воде, содержащей кислород. Железо пластично, легко подвергается ковке и прокатке, температура плавления 1539°С. Обладает сильными магнитными свойствами (ферромагнетик), хорошей тепло- и электропроводностью.

Далее целесообразно отметить, что железо — после алюминия — самый распространенный в природе металл (общее содержание в земной коре — 4,65% по массе). Известно большое число минералов, в состав которых входит железо: магнетит (магнитный железняк) — Fe3O4, гематит (красный железняк) — Fe2O3, железный шпат (сидерит) — FeCO3, железный колчедан — FeS2 и др.

В настоящее время основным промышленным способом переработки железных руд является производство чугуна доменным процессом. Чугун - это сплав железа, содержащий 2,2-4% углерода, кремний, марганец, фосфор, серу. В дальнейшем большая часть чугуна подвергается переделу на сталь. Сталь отличается от чугуна главным образом меньшим содержанием углерода (до 2%), фосфора и серы.

Важнейшие соединения

Соединения двухвалентного железа.

Оксид железа (II) FeO. Диамагнитный черный неустойчивый кристаллический порошок. Решетка типа NaCl. tпл=1368°С [1]. Превращается в при нагревании на воздухе. Мало растворим в воде и щелочах. Растворяется в кислотах. Разлагает при нагревании воду. Получают окислением металлического железа, восстановлением оксида железа (III) СО или водородом, прокаливанием смеси Fe2O3 и порошка железа. -265 кДж/моль; -244 кДж/моль; 60,8 Дж/моль.K [3].

Гидроксид железа (II) Fe(OH)2. Образуется в виде хлопьевидного желтовато-белого осадка при обработке растворов солей железа (II) щелочами без доступа воздуха. Решетка типа CdCl2. Мало растворим в щелочах. Растворяется в кислотах. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 503,6 Cм.см2/моль [4]. Проявляет основные свойства. В присутствии окислителей мгновенно превращается в Fe(ОН)3. -562 кДж/моль; -479,7 кДж/моль; 88 Дж/моль.K [3].

Фторид железа (II) FeF2. Белые (слегка желтоватые) тетрагональные кристаллы. Решетка типа рутила. tпл=1100°С, плотность равна 3,95-4,01 г/см3 [2]. Растворяется в воде. Восстанавливается до железа водородом при высокой температуре. Известны кристаллогидраты FeF2.nН2О (n=4, 8). Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 217,8 Cм.см2/моль [4]. Получают действием фтора на металлическое железо, действием газообразного HF на металлическое железо, а также дегидратацией кристаллогидратов FeF2∙4Н2О и FeF2∙4Н2О.

Хлорид железа (II) FeCl2. Парамагнитные бесцветные ромбоэдрические кристаллы. Решетка типа CdCl2. tпл=674°С, tкип=1012°С, плотность равна 2,988 г/см3 [2]. Растворяется в метаноле, ацетоне, ацетонитриле. Безводный FeCl2 мало растворим в воде. Известны кристаллогидраты FeCl2.nН2О (n=1, 2, 4, 6). Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 259,7 Cм.см2/моль [4]. Получают действием HCl на стружку железа или на карбид железа, а также дегидратацией кристаллогидратов FeCl2.nН2О (n=2, 4, 6). -341,7 кДж/моль; -303,4 кДж/моль; 118 Дж/моль.K [3].

Бромид железа (II) FeBr2. Желтые гексагональные кристаллы с кристаллической структурой типа CdI2 c плотностью 4,636 г/см3 [2], tпл=684оС, tкип=927оС [2]. Растворим в воде, спирте, эфире, уксусной кислоте и т.п., трудно растворим в феноле на холоду, неустойчив на воздухе и превращается в Fe2O3 и Br2 при нагревании до 300оС на воздухе. Известны кристаллогидраты FeBr2.nН2О (n=9, 6, 4, 2). Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 263,2 Cм.см2/моль [4]. Получают действием брома, HBr или NH4Br на тонкие железные пластинки.

Иодид железа (II) FeI2. Красновато-коричневая (часто черная) масса или парамагнитные желтые гексагональные кристаллы. tпл=592°С, tкип=827°С [2], плотность равна 5,315 г/см3 [2]. При нагревании на воздухе превращается в Fe2O3 и I2. Растворяется в воде. Известны кристаллогидраты FeI2.nН2О (n=2, 4, 6, 9). Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 260,6 Cм.см2/моль [4]. Получают нагреванием прямым взаимодействием элементов, взаимодействием железа с NaI, действием иода на сульфиды железа. Применяют для лечения анемии.

Сульфид железа (II) FeS. Встречается в природе в виде минерала пирротина, представляющего собой желтые гексагональные кристаллы с магнитными свойствами. Плотность равна 4,58-4,70 г/см3 [2]. FeS представляет собой темно-коричневые гексагональные кристаллы. Решетка типа NiAs. tпл=1193°С [1]. Мало растворим в воде, растворяется в разбавленных кислотах. При нагревании взаимодействует с парами воды. Влажный FeS окисляется на воздухе до Fе(OH)3. Получают нагреванием железа с серой, пропусканием смеси H2S и H2 над нагретым до 750-1000°С Fe2O3, действием сульфида аммония на растворы солей железа (II). -100,42 кДж/моль; -100,78 кДж/моль; 60,29 Дж/моль.K [3].

Дисульфид железа (II) FeS2. Встречается в природе в виде минерала пирита или марказита. Пирит обладает блестящим желтым цветом, кристаллической структурой типа NaCl и является одним из самых распространенных минералов железа. tпл=1171°С [2]. Получают нагреванием с серой порошкообразного железа или пропусканием H2S через суспензию гидроксида железа (III). -177,40 кДж/моль; -166,05 кДж/моль; 52,93 Дж/моль.K [3].

Сульфат железа (II) FeSO4. Токсичные, очень гигроскопичные парамагнитные орторомбические кристаллы белого цвета. Плотность равна 3,14 г/см3 [2]. Известны кристаллогидраты FeSО4.nН2О (n=1, 4, 7). При нагревании на воздухе превращается в Fe2O3. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 267 Cм.см2/моль [4]. Получают прокаливанием пирита, нагреванием PbSO4 с железом, дегидратацией кристаллогидрата FeSО4∙7Н2О. -927,59 кДж/моль; -819,77 кДж/моль; 107,53 Дж/моль.K [3].

Двойной сульфат железа (II) и аммония (соль Мора) (NH4)2SO4*FeSO4. Парамагнитные сине-зеленые моноклинные кристаллы. Растворяется в воде. Устойчив на воздухе. Применяют в объемной анализе для приготовления стандартных растворов железа (II) и калибровки веществ при магнитных измерениях.

Нитрат железа (II) Fe(NO3)2∙6H2O. Выпадает в виде кристаллов из раствора, полученного либо растворением металлического железа в разбавленной азотной кислоте, либо обработкой раствора сульфата железа (II) раствором нитрата бария. tпл=60,5°С [1]. Известен кристаллогидрат Fe(NО3)2∙9Н2О.

Ортофосфат железа (II) Fe3(PO4)2∙8H2O. Встречается в природе в виде минерала вивианита. Голубовато-белые моноклинные кристаллы. Плотность равна 2,58 г/см3 [2]. Мало растворим в воде и уксусной кислоте. Растворяется в минеральных кислотах. Вещество хранят в герметически закрытых склянках, так как оно легко окисляется на воздухе. Известны кристаллогидраты Fe3(PО4)2∙nН2О (n=1, 6).

Карбонат железа (II) FeCO3. Встречается в природе в виде минерала сидерита или железного шпата. Парамагнитный блестящий белый порошок. Плотность равна 3,82-3,90 г/см3 [2]. Мало растворим в воде, растворяется в минеральных кислотах и растворах гидрокарбоната натрия. Окисляется во влажном воздухе. Разлагается при нагревании на FeO и CO2. Восстанавливается водородом при нагревании. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 245,6 Cм.см2/моль [4]. Получают обработкой растворов солей железа (II) растворами карбоната или бикарбоната натрия. -738,15 кДж/моль; -665,09 кДж/моль; 95,40 Дж/моль.K [3].

Гексацианоферрат (II) железа K4[Fe(CN)6]∙3H2O. Диамагнитные желтые моноклинные кристаллы, нетоксичные, соленые и горькие на вкус. Плотность равна 1,94 г/см3 [2]. Растворяется в воде, этиламине, ацетоне. Получают действием КCN на Fe(CN)2. Применяют для изготовления фотобумаги, как химический реактив для определения железа, цинка, меди, урана, метиленовой сини и в производстве минеральных красителей.

Соединения трехвалентного железа.

Оксид железа (III) Fe2O3. Самое устойчивое природное кислородсодержащее соединение железа, которое встречается в виде минералов гематита или красного железняка. Существует три модификации: a-Fe2О3 (парамагнитна), g-Fe2О3 (ферромагнитна), d-Fe2О3 (ферромагнитна). a-Fe2О3 представляет собой красный порошок. tпл=1562°С [1], плотность равна 5,24 г/см3 [2]. Мало растворим в воде. Растворимость в кислотах зависит от температуры и продолжительности прокаливания оксида перед растворением. Получают прокаливанием гидроксида или нитрата железа (III), карбоната, сульфата железа (II) или пирита на воздухе. Применяется как пигмент для изготовления красок под названием железный сурик, охра, мумия. -822 кДж/моль; -740 кДж/моль; 87 Дж/моль.K [3].

Оксид железа (II, III) Fe3O4. Встречается в виде минерала магнетита (структура шпинели). Ферромагнитные ломкие черные кубические кристаллы с металлическим блеском. tпл=1538°С [1]. Мало растворим в воде и кислотах. Устойчив в сухом воздухе. Получают прокаливанием других оксидов железа или восстановлением водородом или СО. Применяют для изготовления электродов, поскольку хорошо проводит электрический ток и устойчив к действию химических реагентов. -1117,13 кДж/моль; -1014,17 кДж/моль; 146,19 Дж/моль.K [3].

Гидроксид железа (III) Fe(OH)3. Образуется в виде красно-коричневого осадка при обработке растворов солей железа (III) гидроксидами или карбонатами щелочных металлов. Мало растворим в воде. Легко образует коллоидные растворы. Является слабым основанием почти амфотерного характера. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 798,9 Cм.см2/моль [4]. Применяют для очистки газов от сероводорода, а также в случае отравления соединениями мышьяка. -827 кДж/моль; -699,6 кДж/моль; 105 Дж/моль.K [3].

Фторид железа (III) FeF3. Зеленые триклинные кристаллы. Решетка типа ReO3. tпл=1027°С [2], tкип=1327°С [2], плотность равна 3,87 г/см3 [2]. Мало растворим в спирте, эфире. Гидролизуется водой. Восстанавливается водородом при нагревании. Известны кристаллогидраты FeF3∙nН2О (n=3, 4,5, 6, 9). Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 370,2 Cм.см2/моль [4]. Получают действием фтора на порошкообразное железо, FeCl2 или Fe2Cl6, а также нагреванием Fe2O3 в атмосфере HF.

Хлорид железа (III) FeCl3. Парамагнитные гигроскопичные гексагональные темно-красные с зеленоватым оттенком кристаллы. tпл=308°С [1], tкип=317°С [1], плотность равна 2,898 г/см3 [2]. Гидролизуется водой. Растворяется в жидком SO2, жидком хлоре, AsCl3, PBr3, CS2. Превращается в Fe2O3 и Cl2 при нагревании на воздухе. Проявляет окислительные свойства. Известны кристаллогидраты FeCl3∙nН2О (n=4, 5, 7, 12). Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 433,05 Cм.см2/моль [4]. Получают действием сухого хлора на металлическое железо или на смесь Fe2O3 с углем, на расплав FeCl2, на пирит или сульфид железа (II). Обладает кровоостанавливающим действием и применяется как катализатор в реакциях Фриделя-Крафтса, а также для лечения анемии и получения некоторых органических красителей. -399,4 кДж/моль [3].

Бромид железа (III) FeBr3. Расплывающиеся на воздухе темно-красные гексагональные кристаллы. tпл=227°С [2], tкип=627°С [2]. Растворяется в спирте, эфире, уксусной кислоте. Проявляет окислительные свойства. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 438,3 Cм.см2/моль [4]. Получают действием брома на железо или на FeBr2. Применяют в качестве бромирующего агента.

Сульфат железа (III) Fe2(SO4)3. Парамагнитный очень гигроскопичный желтовато-белый кристаллический порошок. Плотность равна 3,097 г/см3 [2]. Растворяется воде и разбавленной серной кислоте. Мало растворим в спирте. Разлагается при нагревании на Fe2O3 и SО2. Обладает окислительными свойствами. Известны кристаллогидраты Fe2(SО4)3.nН2О (n =1, 3, 4, 6, 7, 9, 10, 12). Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 888 Cм.см2/моль [4]. Применяют как химический реактив при гидрометаллургической обработке медных руд, при коагуляции и осаждении загрязненной воды, как окислитель в различных реакциях и как катализатор в различных синтезах. -2580 кДж/моль; -2253 кДж/моль; 283 Дж/моль.K [3].

Нитрат железа (III) Fe(NO3)3∙9H2O. Представляет собой фиолетовые кристаллы, растворимые в воде и в эфире. Получается при растворении железа в азотной кислоте (плотность равна 1,29 г/см3 [2]).

Ортофосфат железа (III) FePO4∙2H2O. Выпадает в виде желтого осадка при действии на растворы солей железа (III) гидрофосфата натрия в присутствии ацетата аммония. Мало растворим в воде и уксусной кислоте. Взаимодействует с минеральными кислотами.

Гексацианоферрат (III) железа K3[Fe(CN)6]∙3H2O. Токсичные парамагнитные оранжево-красные (или желтые при -190оС) моноклинные призмы. Плотность равна 1,85 г/см3. Растворяется в воде и мало растворим в жидком SO2, гидразине и спирте. Проявляет окислительные свойства. Получают действием КCN на Fe(CN)3.

Тиоционат (роданид) железа (III) Fe(CSN)3. Парамагнитные красные с зеленым оттенком кубические кристаллы. Обладают металлическим вкусом, очень гигроскопичны. Растворяются в воде, эфире, спиртах и жидком SO2, мало растворим в CHCl3, CHBr3, CCl4, C2H5Br и C6H5CH3. Получают взаимодействием гидроксида железа (III) с HSCN или обработкой Ba(SCN)2 раствора сульфата железа (III).

Соединения шестивалентного железа.

Феррат калия K2FeO4. Пурпурно-красного цвета. Образуется при действии хлора на суспензию гидроксида железа (III) в концентрированном растворе КОН, при сплавлении Fe2O3 с окислительно-щелочной смесью и при анодном окислении металлического железа в концентрированном растворе КОН. В водной среде неустойчив и разлагается с образованием гидроксида железа (III), гидроксида калия и выделением кислорода. Проявляет сильные окислительные свойства.
  1   2   3

Поделиться в соцсетях



Похожие:

Исследовательская работа «Железо. Его роль в организме. Железная анемия.» Для классов с углубленным изучением химии, Специальный курс «химии биогенных элементов» iconПрограмма элективного курса «Решение задач повышенной сложности по химии» 10 11 класс (68 часов)
Желающие расширить свои знания и умения в области химии имеют возможность научиться решать сложные химические задачи. Элективный...

Исследовательская работа «Железо. Его роль в организме. Железная анемия.» Для классов с углубленным изучением химии, Специальный курс «химии биогенных элементов» iconМетодические указания к выполнению домашнего задания по курсу химии
Методические указания предназначены для студентов всех факультетов, изучающих базовый курс химии

Исследовательская работа «Железо. Его роль в организме. Железная анемия.» Для классов с углубленным изучением химии, Специальный курс «химии биогенных элементов» iconПлан-конспект урока по химии, 8 класс Тема: «Предмет химии. Вещества и их физические свойства»
Составила: Половникова Л. Ю., учитель химии мбоу сош №8 г. Чехова, февраль 2015 г

Исследовательская работа «Железо. Его роль в организме. Железная анемия.» Для классов с углубленным изучением химии, Специальный курс «химии биогенных элементов» iconВнеклассное мероприятие по химии для учащихся 8-11 классов
Цель мероприятия: развивать у ребят познавательный интерес к предмету, обогатить интеллект и кругозор учащихся дополнительными знаниями...

Исследовательская работа «Железо. Его роль в организме. Железная анемия.» Для классов с углубленным изучением химии, Специальный курс «химии биогенных элементов» iconИсследовательская работа Исполнитель
«Средняя общеобразовательная школа №2 с углублённым изучением физики, математики, русского языка и литературы»

Исследовательская работа «Железо. Его роль в организме. Железная анемия.» Для классов с углубленным изучением химии, Специальный курс «химии биогенных элементов» iconФормулировать проблемные вопросы, искать пути решения проблемной ситуации
Изучение в 11 классе основ общей химии позволяет сформировать у выпускников средней школы представление о химии как о целостной науке,...

Исследовательская работа «Железо. Его роль в организме. Железная анемия.» Для классов с углубленным изучением химии, Специальный курс «химии биогенных элементов» iconИсследовательская работа по химии
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №74 г. Челябинск

Исследовательская работа «Железо. Его роль в организме. Железная анемия.» Для классов с углубленным изучением химии, Специальный курс «химии биогенных элементов» iconРабочая программа по химии для 9 класса составлена на основе Федерального...
О. С. Габриеляна, соответствующей Федеральному компоненту Государственного стандарта общего образования и допущенной Министерством...

Исследовательская работа «Железо. Его роль в организме. Железная анемия.» Для классов с углубленным изучением химии, Специальный курс «химии биогенных элементов» iconПояснительная записка к уроку химии в 9 классе по теме «Азот и его соединения»
Традиционный урок химии в 9 общеобразовательном классе по теме «Азот и его соединения» проводится в конце изучения 7 раздела «Подгруппа...

Исследовательская работа «Железо. Его роль в организме. Железная анемия.» Для классов с углубленным изучением химии, Специальный курс «химии биогенных элементов» iconРабочая программа по химии для 8-9 классов (базовый уровень) общеобразовательных...
...


Литература




При копировании материала укажите ссылку © 2000-2017
контакты
lit.na5bal.ru
..На главную