Презентация на тему железо химия. Презентация на тему "железо"

Железо

Железо не только основа всего мира, самый главный металл окружающей нас природы, оно – основа культуры и промышленности, оно – орудие войны и мирного труда. И трудно во всей таблице Менделеева найти другой элемент, который был бы так связан с прошлым, настоящим и будущими судьбами человечества.
А. Е. Ферсман.

Методическая разработка урока

Строение атома железа.

Задание: прочитайте текст учебника стр. 76 и охарактеризует положение химического элемента железа в ПСХЭ Д. И. Менделеева и особенности строения атома данного элемента, укажите возможные степени окисления элемента.

Fe (железо)
Порядковый номер: 26 Период: IV Группа: VIII Подгруппа: В Электронное строение атома: … 4S23d6

Нахождение в природе.

Халькопирит
с включениями кварца
Приморский край

Пирит

Нахождение в природе.

Магнитный железняк
магнетит Fe3O4

Красный железняк
гематит Fe2O3

Бурый железняк
Лимонит
2 Fe2O3 3 H2O

Железный или серный
колчедан (пирит)

Физические свойства

Железо - сравнительно мягкий ковкий серебристо-серый металл.
Температура плавления – 1535 0С
Температура кипения около 2800 0С
При температуре ниже 770 0С железо обладает ферромагнитными свойствами
(оно легко намагничивается, и из него можно изготовить магнит).
Выше этой температуры ферромагнитные свойства железа исчезают, железо «размагничивается».

Химические свойства железа

1. Железо реагирует с неметаллами:
Fe + S = FeS
При нагревании до 200-250 0С реагирует с хлором
Fe+Cl2=FeCl3

Fe0 - 2e = Fe+2
Cl02+2e=2Cl-1

1 – восстановитель, процесс окисления
1 – окислитель, процесс восстановления

Проверь себя!

Химические свойства железа

2. Железо реагирует с кислотами.
Fe+H2SO4=FeSO4+H2
В концентрированных азотной и серной кислотах железо не растворяется, так как на поверхности металла возникает пленка, препятствующая реакции металла с кислотой
(происходит пассивация металла)
Задание: Расставьте коэффициенты в уравнении реакции
Fe + HCl FeCl2 + H2 методом электронного баланса, укажите окислитель, восстановитель, процессы окисления и восстановления

Химические свойства железа.

3. Реагирует с растворами солей металла согласно электрохимическому ряду напряжений металлов.
Fe + CuSO4 = Fe SO4 + Cu
Задание: Расставьте коэффициенты в уравнении реакции методом электронного баланса, укажите окислитель, восстановитель, процессы окисления и восстановления

Химические свойства

Прочитайте текст учебника, составьте уравнения реакций
Fe+H2О
Fe+CuSO4
Fe+O2
Сделайте вывод о химической активности простого вещества – железа.
Вывод:

Железо – средний по химической активности металл.

Биологическая роль железа

Железо играет важную роль в жизнедеятельности живых организмов.
Оно входит в состав гемоглобина крови, соединения железа применяют
для лечения малокровия, истощении, упадке сил.
Основным источником железа для человека является пища. Его много
в зеленых овощах, мясе, сухофруктах, шоколаде.

Если интересно…

www.catalogmineralov.ru – сайт содержит каталог минералов, большую коллекцию фотографий и описание минералов.
http://.elementy.ru – сайт « Элементы большой науки», содержит каталоги и статьи науно-популярных журналов «Химия и жизнь», « Наука и жизнь», «Природа» и др.
http://www.ovitanah.com - сайт посвящен витаминам и микроэлементам, содержит интересную информацию.
http://alhimik.ru – сайт «Алхимик» содержит самую разнообразную информацию по химии.

Презентация о химическом элементе Железо (Fe).

Железо - один из семи металлов древности. Весьма вероятно, что человек познакомился с железом метеоритного происхождения раньше, чем с другими металлами.

Многие древние народы познакомились с железом, как с металлом, упавшим с неба, т. е. как с метеоритным железом. 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. (метеорит)

В древности и в средние века семь известных тогда металлов сопоставляли с семью планетами, что символизировало связь между металлами и небесными телами.Такое сопоставление стало обычным более 2000 лет назад и постоянно встречается в литературе вплоть до XIX века. Кусочек железа Марс

Железо – второй по распространённости металл на планете(после алюминия). Содержание в земной коре составляет 4,65% по массе. Известно свыше 300 минералов, из которых слогаются месторождения железных руд. Промышленное значение имеют руды с содержанием Fe свыше 16%. Важнейшие рудные минералы, содержащие железо: магнитный железняк Fe3O4 (содержит 72,4% Fe), гематит Fe2O3 (65% Fe), гетит Fe2O3H2O ,(до 60%Fe),

В периодической системе железо находится в четвертом периоде, в побочной подгруппе VIII группы. Химический знак Fe (феррум). Порядковый номер 26, электронная формула 1s2 2s2 2p6 3d6 4s2. Валентные электроны у атома железа находятся на последнем электронном слое (4s2) и предпоследнем (3d6). В химических реакциях железо может отдавать эти электроны и проявлять степени окисления +2, +3 и, иногда+6.

Физические свойства Чистое железо - серебристо-белый металл, обладает большой ковкостью, пластичностью и сильными магнитными свойствами. Плотность железа 7,87 г/см3, температура плавления 1539С.

Железо имеет две кристаллические модификации. Ниже 910? С устойчиво железо, обладающее объемно-центрированной кубической решеткой.Между 910-1400 устойчиво железо с гранецентрированной решеткой.

Получение железа. В промышленности железо получают восстановлением его из железных руд углеродом (коксом) и оксидом углерода (II) в доменных печах. Химизм доменного процесса следующий: C + O2 =CO2, CO2 + C =2CO, 3Fe2O3 + CO= 2Fe3O4 + CO2, Fe3O4 + CO =3FeO + CO2, FeO + CO= Fe + CO2.

Химические свойства. В реакциях железо является восстановителем. Однако при обычной температуре оно не взаимодействует даже с самыми активными окислителями (галогенами, кислородом, серой), но при нагревании становится активным и реагирует с ними 2Fe + 3Cl2= 2FeCl3 Хлорид железа (III) 3Fe + 2O2 =Fe3O4 Оксид железа (III) Fe + S= FeS Сульфид железа (II) При очень высокой температуре железо реагирует с углеродом, кремнием и фосфором 3Fe + C= Fe3C Карбид железа (цементит) 3Fe + Si= Fe3Si Силицид железа 3Fe + 2P= Fe3P2 Фосфид железа (II) Во влажном воздухе железо быстро окисляется (корродирует) 4Fe + 3O2 + 6H2O= 4Fe(OH)3,

Железо находится в середине электрохимического ряда напряжений металлов, поэтому является металлом средней активности. Восстановительная способность у железа меньше, чем у щелочных, щелочноземельных металлов и у алюминия. Только при высокой температуре раскаленное железо реагирует с водой: 3Fe + 4H2O= FeO*Fe2O3+ 4H2

При обычной температуре железо не взаимодействует с концентрированной серной кислотой, так как пассивируется ею. При нагревании концентрированная серная кислота окисляет железо до сульфата железа (III) 2Fe + 6H2SO4 =Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O. Разбавленная азотная кислота окисляет железо до нитрата железа (III) Fe + 4HNO3= Fe(NO3)3 + NO + 2H2O.

Из растворов солей железо вытесняет металлы, которые расположены правее его в электрохимическом ряду напряжений Fe + CuSO4= FeSO4 + Cu. Соединения железа (II) . Оксид железа (II) FeO черное кристаллическое вещество, нерастворимое в воде. Оксид железа (II) получают восстановлением оксида железа(III) оксидом углерода (II) Fe3O4 + CO= 3FeO + CO2.

Оксид железа (III) Fe2O3 порошок бурого цвета, не растворяется в воде. Оксид железа (III) получают разложением гидрооксида железа (III) 2Fe(OH)3= Fe2O3 + 3H2O

Гидрооксид железа (II) Fe(OH)2 порошок белого цвета, не растворяется в воде. Получают его из солей железа (II) при взаимодействии их со щелочами FeSO4 + 2NaOH= Fe(OH)2 + Na2SO4,

Железо реагирует с разбавленными серной и соляной кислотами, вытесняя из кислот водород Fe + 2HCl =FeCl2 + H2 Fe + H2SO4= FeSO4 + H2

Металлическое железо взаимодействует при нагревании с концентрированными (более 30%) растворами щелочей, образуя гидроксокомплексы. Под действием сильных окислителей при нагревании железо может образовывать соединения в степени окисления (+VI) – ферраты: Fe + 2KNO3 = K2FeO4 + 2NO

Применение и биологическая роль железа и его соединений. Важнейшие сплавы железа: чугуны и стали являются основными конструкционными материалами практически во всех отраслях современного производства.

Хлорид железа (III) FeCl3 применяется для очистки воды. В органическом синтезе FeCl3 применяется как катализатор. Нитрат железа Fe(NO3)3 используют при окраске тканей.

Железо является одним из важнейших микроэлементов в организме человека и животных (в организме взрослого человека содержится в виде соединений около 4 г Fe). Оно входит в состав гемоглобина, миоглобина, различных ферментов и других сложных железобелковых комплексов, которые находятся в печени и селезенке. Железо стимулирует функцию кроветворных Органов.

Главные месторождения находятся в России, Норвегии, Швеции, США.

СПЛАВЫ ЖЕЛЕЗА С УГЛЕРОДОМ

ИСТОРИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

История производства и использования железа берет свое начало в доисторической эпохе, скорее всего, с использования метеоритного железа. Выплавка в сыродутной печи применялась в 12 веке до н. э. в Индии, Анатолии и на Кавказе. Также отмечается использование железа при выплавке и изготовлении орудий и инструментов в 1200 году до н. э. в Африке южнее Сахары. Уже в первом тысячелетии до н. э. использовалось кованное железо.

Нахождение в природе

В земной коре железо распространено достаточно широко - на его долю приходится около 4,1% массы земной коры (4-е место среди всех элементов, 2-е среди металлов). Известно большое число руд и минералов, содержащих железо.

Встречается железо в виде различных соединений: оксидов, сульфидов, силикатов. В свободном виде железо находят в метеоритах, изредка встречается самородное железо (феррит) в земной коре как продукт застывания магмы .

красный железняк ( гематит - Fe 2 O 3 ; содержит до 70 % Fe)

бурый железняк ( лимонит -

FeOOH;

содержит до 65%)

Наибольшее практическое значение из руд и минералов

имеют

магнитный железняк ( магнетит - Fe 3 O 4 ;

содержит 72,4 % Fe),

ЖЕЛЕЗО И ЕГО СВОЙСТВА

Железо – пластичный блестящий металл серо-белого цвета, способный растворять углерод и другие элементы, что создает условия для получения сплавов на его основе. Железо легко куется в холодном и нагретом состоянии, поддается различным способам механической обработки

ЖЕЛЕЗО И ЕГО СВОЙСТВА

Для чистого железа при нормальном давлении, с точки зрения металловедения, существуют следующие устойчивые модификации :

От абсолютного нуля до 910 °C устойчива α-модификация с объёмноцентрированной кубической (ОЦК) кристаллической решёткой.
От 910 до 1400 °C устойчива γ-модификация с гранецентрированной кубической (ГЦК) кристаллической решёткой.
От 1400 до 1539 °C устойчива δ-модификация с объёмноцентрированной кубической (ОЦК) кристаллической решёткой.

УГЛЕРОД

Элемент - неметалл

IV группа главная подгруппа

№ 6 в периодичес-кой системе

Основа всех живых организмов

Аллотропные модификации углерода имеют атомную кристаллическую решетку.

Их строение

Графит

Алмаз

Фуллерен

Алмаз

… это самое твердое вещество на Земле, тугоплавкое с высоким показателем преломления

Применяется в:

Обрабатывающей промышленности
Электротехнике
Горной промышленности
Ювелирном производстве

Графит

… это мягкое серо-черное вещество,

тугоплавкое, являющееся

полупроводником со слоистой структурой.

Применяется в:

Графитовых стержнях-электродах
Производстве теплозащитного

материала для головных частей ракет (термостойкость)

Получении тиглей
Изготовлении минеральных красок
Карандашной промышленности

Производство чугуна и стали

В медицине (уголь активированный)

Для изготовления электродов

Применение углерода

В ювелирной промышленности

Карандашная промышленность

ФЕРРИТ

твердый раствор углерода в α-железе.

Характеризуется незначительными величинами твердости и прочности и высокой пластичностью

АУСТЕНИТ

твердый раствор углерода в γ-железе
высокопластичен, но более тверд, чем феррит

ЦЕМЕНТИТ

химическое соединение железа с углеродом (карбид железа) Fе 3 С

Самая твердая и хрупкая составляющая железоуглеродистых сплавов .

ПЕРЛИТ

механическая смесь феррита и цементита.

Обладает высокими прочностью, твердостью и повышает механические свойства сплава.

ЛЕДЕБУРИТ

механическая смесь аустенита и цементита.

Имеет высокую твердость и большую хрупкость .

ГРАФИТ

свободный углерод, расположенный в основной массе металла в виде пластинок или зерен .

Микроструктура чугуна с различной формой графита: а - пластинчатый графит в сером чугуне, б - шаровидный графит в высокопрочном чугуне,

в – хлопьевидный графит в ковком чугуне

СТАЛЬ

сплав железа с углеродом при содержании углерода до 2 %.

ЧУГУН

сплав железа с углеродом, содержащие более 2% углерода .

Нахождение в природе В земной коре железо распространено достаточно широко на его долю приходится около 4,1% массы земной коры (4-е место среди всех элементов, 2-е среди металлов). Известно большое число руд и минералов, содержащих железо. Встречается железо в виде различных соединений: оксидов, сульфидов, силикатов. В свободном виде железо находят в метеоритах, изредка встречается самородное железо (феррит) в земной коре как продукт застывания магмы.

Наибольшее практическое значение из руд и минералов имеют магнитный железняк (магнетит - Fe 3 O 4 ;магнетит содержит 72,4 % Fe), бурый железняк (лимонит -лимонит FeOOH; содержит до 65%Fe) красный железняк (гематит - Fe 2 O 3 ; содержит до 70 % Fe)гематит

Физические свойства железа Железо- сравнительно мягкий, ковкий серебристо-серый металл Температура плавления C Температура кипения C При температуре ниже C железо обладает ферромагнитными свойствами (оно легко намагничивается)

Железо в организме Железо присутствует в организмах всех растений и животных, но в малых количествах (в среднем 0,02%). Основная биологическая функция железа – участие в транспорте кислорода и окислительных процессах. Эту функцию железо выполняет в составе сложных белков – гемопротеидов. В организме среднего человека (масса тела 70кг) содержится 4,2 г железа, в 1л крови – 450мг. При недостатке железа в организме развивается железистая анемия.

Люди впервые овладели железом в четвертом- третьем тысячелетиях до н. э., подбирая упавшие с неба камни железные метеориты, и превращая их в украшения, орудия труда и охоты. Их и сейчас находят у жителей Северной и Южной Америки, Гренландии и Ближнего Востока, а также при археологических раскопках на всех континентах. История получения железа

Применение железа, его сплавов и соединений Чистое железо имеет довольно ограниченное применение. Его используют при изготовлении сердечников электромагнитов, как катализатор химических процессов, для некоторых других целей. Но сплавы железа чугун и сталь составляют основу современной техники. Находят широкое применение и многие соединения железа. Так, сульфат железа (III) используют при водоподготовке, оксиды и цианид железа служат пигментами при изготовлении красителей.

«Чистое железо способно быстро намагничиваться и размагничиваться, поэтому его применяют для изготовления сердечников, трансфо-, мембраноматоров, электромагнитов и мембран микрофонов. Больше всего на практике используют сплавы железа - чугуна и стали»

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Основа всего мира.

«Железо не только основа всего мира, самый главный металл окружающей нас природы, оно – основа культуры и промышленности, оно – орудие войны и мирного труда. И трудно во всей таблице Менделеева найти другой элемент, который был бы так связан с прошлыми, настоящими и будущими судьбами человечества». А. Е. Ферсман.

Железо: ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.

Особенности строения атома железа Fe 26 2е 8е 14е 2е 1 s 2 2s 2 2 р 6 3s 2 3 р 6 3d 6 4s 2 возможные степени окисления: +2 и +3

Физические свойства железа серебристо-серый тугоплавкий (Т пл.=1535 0 C) Тяжелый (плотность=7,8 г\см 3) ковкий; обладает магнитными свойствами

Железо сегодня Гидроэлектро- станции и опоры линий электропередач Трубопроводы для воды, нефти и газа Автомобили, Тракторы, Подводные лодки, Бытовые приборы, Другие предметы

Железо как материал искусства

Железо Химически чистое (0,01% примесей) Технически чистое (0,02-0,04% примесей)

Железо +2 +3 S, HCl , H 2 SO 4 , растворы солей. O 2 , H 2 O +2, +3 Cl 2 , HNO 3

Химические свойства Реакции с простыми веществами Железо сгорает в чистом кислороде при нагревании:3 Fe + 2 O 2 =Fe 3 O 4 Реагирует с порошком серы при нагревании: Fe +S = FeS Реагирует с галогенами при нагревании:2 Fe + 3Cl 2 =2FeCl 3

Химические свойства Реакции со сложными веществами С кислотами: А) с соляной кислотой 2 HCl + Fe = FeCl 2 + H 2 Б) с серной кислотой H 2 SO 4 + Fe = FeSO 4 + H 2 С солями: Fe + CuSO 4 = Cu + FeSO 4 С водой (при высокой температуре): 3 Fe + 4H 2 O=Fe 3 O 4 +4H 2 (железная окалина)

Железо разрушается под действием окружающей среды, т.е. подвергается коррозии – «ржавлению». При этом на поверхности образуется «ржавчина». 4Fe + 2 Н 2 О + ЗО 2 = 2(Fe 2 O 3 Н 2 О)

Реагенты Fe 1 Кислород + 2 Неметаллы: Cl 2 , S, C + 3 Вода + 4 Растворы солей + 5 Растворы кислот + 6 Конц. Кислоты 7 Щелочи 8 Это восстановитель + 9 Атом имеет степень окисления +3 10 Тип кристаллической решетки- металлическая + 11 Металл относится к тугоплавким металлам + 12 Металл используется для получения других металлов в металлургии

Железо в организме Железо в виде ионов присутствует в организмах всех животных и, конечно же, человека. Основная биологическая функция железа – участие в транспорте кислорода ко всем органам и окислительных процессах. В организме человека с массой тела прниблизительно70 кг содержится 4,2 г железа, а в 1 л крови – 450 мг. При недостатке железа в организме развивается железистая анемия. Перенос железа в организме осуществляет важнейший белок –гемоглобин, в котором находится больше половины всего железа организма.

Основная роль железа в организме – участие в «рождении» красных (эритроцитов) и белых (лимфоцитов) кровяных клеток. Эритроциты содержат гемоглобин - переносчик кислорода, а лимфоциты ответственны за иммунитет. Почти 60%, поступающего в организм железа расходуется на синтез гемоглобина. Некоторое количество (примерно 20%) - откладывается в мышцах, костном мозге, печени и селезенке. Еще 20% его используется для синтеза различных ферментов.

гречка говядина печень белая капуста хлеб грубого помола и черный хлеб бобы и курага орехи мясо кур яблоки Продукты, богатые Железом

При анемии, для приготовления пищи, рекомендуется использовать чугунную посуду. Как показали эксперименты, приготовление и кипячение соуса на протяжении 20 минут в такой посуде, способствует увеличению количества железа в 9 раз. Людям с пониженным гемоглобином необходимо чаще бывать на свежем воздухе. Будьте внимательны к своему здоровью: наличие достаточного количества гемоглобина – это наша жизнь!!! При анемии (недостатке гемоглобина) увеличьте в своем рационе количество нежирного говяжьего мяса и печени, красной икры, а также яичных желтков.