«Железо и его соединения» — открытый урок по химии в 9 классе | Методическая разработка по химии (9 класс) по теме:
Урок «Железо и его соединения» подготовлен для 9 класса и проводится при изучении темы «Металлы и их соединения». В работе используется учебник «Химия-9» Новошинского И.Н. и Новошинской Н.С.
Урок разработан в форме исследования с целью получения новых знаний с использованием проблемного и дифференцированного подхода. Форма урока выбрана не случайно. Проблема использования железа и его соединений, их свойств достаточно сложна, но посильна для девятиклассников. Учитель направляет с помощью вопросов, заданий мысль учащихся, приводит к осуществлению вывода о необходимости теоретических знаний для объяснений различных природных явлений.
Основная цель урока – в процессе исследования изучить физические и химические свойства железа и его соединений, дать представление о роли железа и его соединений в жизни человека.
Содержание урока включает не только химический, но и исторический, биологический компоненты, которые соотнесены с интересами и возрастными особенностями детей.
На уроке планируется продолжить развитие умений и навыков проведения химического эксперимента, познавательного интереса к предмету. Для решения этой задачи на уроке запланировано проведение лабораторного эксперимента. Урок должен продолжить формирование бережного отношения к окружающей среде.
В процессе проведения урока учитель использует демонстрационный эксперимент:
Демонстрационный эксперимент:
№ 1.Взаимодействие железа с серой.
№ 2. Взаимодействие железа с соляной кислотой.
№ 3.Взаимодействие железа с раствором медного купороса.
№ 4. Взаимодействие сульфата железа (II) с гидроксидом натрия.
Лабораторный эксперимент:
Лабораторныйопыт 13. КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИНА ДВУХ- И ТРЕХЗАРЯДНЫЕ ИОНЫ ЖЕЛЕЗА.
Оборудование: химическое оборудование и реактивы: растворы медного купороса, сульфата железа (II) и хлорида железа (III),соляной кислоты, гидроксида натрия, роданида калия; железо (3,5 г), сера (2 г), железный гвоздь на нитке; минералы — магнетит, гематит, лимонит, пирит.
Место проведения урока: кабинет химии.
Девиз урока: «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).
Основная цель урока – в процессе исследования изучить физические и химические свойства железа и его соединений, дать представление о роли железа и его соединений в жизни человека.
Содержание урока включает не только химический, но и исторический, биологический компоненты, которые соотнесены с интересами и возрастными особенностями детей.
На уроке планируется продолжить развитие умений и навыков проведения химического эксперимента, познавательного интереса к предмету. Для решения этой задачи на уроке запланировано проведение лабораторного эксперимента. Урок должен продолжить формирование бережного отношения к окружающей среде.
В процессе проведения урока учитель использует демонстрационный эксперимент:
Демонстрационный эксперимент:
№ 1.Взаимодействие железа с серой.
№ 2. Взаимодействие железа с соляной кислотой.
№ 3.Взаимодействие железа с раствором медного купороса.
№ 4. Взаимодействие сульфата железа (II) с гидроксидом натрия.
Лабораторный эксперимент:
Лабораторныйопыт 13. КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИНА ДВУХ- И ТРЕХЗАРЯДНЫЕ ИОНЫ ЖЕЛЕЗА.
Оборудование: химическое оборудование и реактивы: растворы медного купороса, сульфата железа (II) и хлорида железа (III),соляной кислоты, гидроксида натрия, роданида калия; железо (3,5 г), сера (2 г), железный гвоздь на нитке; минералы — магнетит, гематит, лимонит, пирит.
Место проведения урока: кабинет химии.
Девиз урока: «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 — общая характеристика элемента, химические свойства железа и его соединений
Желе́зо — элемент побочной подгруппы восьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 26. Обозначается символом Fe (лат. Ferrum). Один из самых распространённых в земной коре металлов (второе место после алюминия). Металл средней активности, восстановитель.
Основные степени окисления — +2, +3
Простое вещество железо — ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической реакционной способностью: железо быстро корродирует при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе. В чистом кислороде железо горит, а в мелкодисперсном состоянии самовозгорается и на воздухе.
Химические свойства простого вещества — железа:
Ржавление и горение в кислороде
1) На воздухе железо легко окисляется в присутствии влаги (ржавление):
4Fe + 3O2 + 6H2 O → 4Fe(OH)3
Накалённая железная проволока горит в кислороде, образуя окалину — оксид железа (II, III):
3Fe + 2O2 → Fe3O4
3Fe+2O2→(Fe IIFe2III)O4 (160 °С)
2) При высокой температуре (700–900°C) железо реагирует с парами воды:
3Fe + 4H2O –t°→ Fe3O4 + 4H2
3) Железо реагирует с неметаллами при нагревании:
2Fe+3Cl2→2FeCl3 (200 °С)
2Fe + 3Br2 –t°→ 2FeBr3
Fe + S –t°→ FeS (600 °С)
Fe+2S → Fe+2(S2-1) (700°С)
4) В ряду напряжений стоит левее водорода, реагирует с разбавленными кислотами НСl и Н2SO4, при этом образуются соли железа(II) и выделяется водород:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (реакции проводятся без доступа воздуха, иначе Fe+2 постепенно переводится кислородом в Fe+3 )
Fe + H2SO4(разб. ) → FeSO4 + H2
В концентрированных кислотах–окислителях железо растворяется только при нагревании, оно сразу переходит в катион Fе
2Fe + 6H2SO4(конц.) –t°→ Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Fe + 6HNO3(конц.) –t°→ Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
(на холоде концентрированные азотная и серная кислоты пассивируют железо).
Железный гвоздь, погруженный в голубоватый раствор медного купороса, постепенно покрывается налетом красной металлической меди
5) Железо вытесняет металлы, стоящие правее его в ряду напряжений из растворов их солей.
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
6)
Амфотерность железа проявляется только в концентрированных щелочах при кипячении:
Fе + 2NaОН (50 %) + 2Н2O= Nа2[Fе(ОН)4]↓+ Н2↑
и образуется осадок тетрагидроксоферрата(II) натрия.
Техническое железо — сплавы железа с углеродом: чугун содержит 2,06-6,67 % С, сталь 0,02-2,06 % С, часто присутствуют другие естественные примеси (S, Р, Si) и вводимые искусственно специальные добавки (Мn, Ni, Сr), что придает сплавам железа технически полезные свойства — твердость, термическую и коррозионную стойкость, ковкость и др.
Доменный процесс производства чугуна
Доменный процесс производства чугуна составляют следующие стадии:
а) подготовка (обжиг) сульфидных и карбонатных руд — перевод в оксидную руду:
FeS2→Fe2O3 (O2,800°С, -SO2) FeCO3→Fe2O3 (O2,500-600°С, -CO2)
б) сжигание кокса при горячем дутье:
С(кокс) + O2 (воздух) →СO2 (600—700°С) СO2 + С(кокс)
в) восстановление оксидной руды угарным газом СО последовательно:
Fe2O3→(CO) (FeIIFe2III)O4→(CO) FeO→(CO) Fe
г) науглероживание железа (до 6,67 % С) и расплавление чугуна:
Fе(т)→(C(кокс) 900—1200°С)Fе(ж) (чугун, t пл 1145°С)
В чугуне всегда в виде зерен присутствуют цементит Fe2С и графит.
Производство стали
Передел чугуна в сталь проводится в специальных печах (конвертерных, мартеновских, электрических), отличающихся способом обогрева; температура процесса 1700-2000 °С. Продувание воздуха, обогащенного кислородом, приводит к выгоранию из чугуна избыточного углерода, а также серы, фосфора и кремния в виде оксидов. При этом оксиды либо улавливаются в виде отходящих газов (СО 2, SО2), либо связываются в легко отделяемый шлак — смесь Са3(РO4)2 и СаSiO3. Для получения специальных сталей в печь вводят легирующие добавки других металлов.
Получение чистого железа в промышленности — электролиз раствора солей железа, например:
FеСl2→ Fе↓ + Сl2↑ (90°С) (электролиз)
(существуют и другие специальные методы, в том числе восстановление оксидов железа водородом).
Чистое железо применяется в производстве специальных сплавов, при изготовлении сердечников электромагнитов и трансформаторов, чугун — в производстве литья и стали, сталь — как конструкционный и инструментальный материалы, в том числе износо-, жаро- и коррозионно-стойкие.
Оксид железа(II) FеО
4FеО ⇌(FeIIFe2 III) + Fе (560—700 °С , 900—1000°С)
FеО + 2НС1 (разб.) = FеС12 + Н2O
FеО + 4НNO3 (конц.) = Fе(NO3)3 +NO2↑ + 2Н2O
FеО + 4NаОН =2Н2O + Nа4FеO3(красн.) триоксоферрат(II) (400—500 °С)
FеО + Н2 =Н2O + Fе (особо чистое) (350°С)
FеО + С(кокс) = Fе + СО (выше 1000 °С)
FеО + СО = Fе + СO2 (900°С)
4FеО + 2Н2O(влага) + O2(воздух) →4FеО(ОН) (t)
6FеО + O2 = 2(FeIIFe2III )O4 (300—500°С)
Получение в лаборатории: термическое разложение соединений железа (II) без доступа воздуха:
Fе(ОН)2 = FеО + Н2O (150-200 °С)
FеСОз = FеО + СO2 (490-550 °С)
Оксид дижелеза (III) – железа(II) (FeIIFe2III )O4 . Двойной оксид. Черный, имеет ионное строение Fe2+(Fе3+)2(O2-)4. Термически устойчив до высоких температур. Не реагирует с водой. Разлагается кислотами. Восстанавливается водородом, раскаленным железом. Участвует в доменном процессе производства чугуна. Применяется как компонент минеральных красок (железный сурик), керамики, цветного цемента. Продукт специального окисления поверхности стальных изделий (чернение, воронение). По составу отвечает коричневой ржавчине и темной окалине на железе. Применение брутто-формулы Fe3O4 не рекомендуется. Уравнения важнейших реакций:
2(FeIIFe2 III )O4 = 6FеО + O2 (выше 1538 °С)
(FeIIFe2III )O4 + 8НС1 (разб.) = FеС12 + 2FеС13 + 4Н2O
(FeIIFe2III )O4 +10НNO3 (конц. ) =3Fе(NO3)3 + NO2↑+ 5Н2O
(FeIIFe2III )O4 + O2 (воздух) = 6Fе2O3 (450-600°С)
(FeIIFe2III )O4 + 4Н2 = 4Н2O + 3Fе (особо чистое, 1000 °С)
(FeIIFe2III )O4 + СО =ЗFеО + СO2 (500—800°C)
(FeIIFe2 III )O4 + Fе ⇌4FеО (900—1000 °С , 560—700 °С)
Получение: сгорание железа (см.) на воздухе.
В природе — оксидная руда железа магнетит.
Оксид железа(III) Fе2О3. Амфотерный оксид с преобладанием основных свойств. Красно-коричневый, имеет ионное строение (Fе 3+)2(O2-)3. Термически устойчив до высоких температур. Не образуется при сгорании железа на воздухе. Не реагирует с водой, из раствора выпадает бурый аморфный гидрат Fе2O3 nН2О. Медленно реагирует с кислотами и щелочами. Восстанавливается монооксидом углерода, расплавленным железом. Сплавляется с
Соляная кислота и её соли
I. Физические свойства
Cоляная кислота (также хлороводородная, хлористоводородная кислота, хлористый водород) — раствор хлороводорода в воде, сильная одноосновная кислота. Бесцветная, прозрачная, едкая жидкость, «дымящая» на воздухе (техническая соляная кислота желтоватого цвета из-за примесей железа, хлора и пр.). В концентрации около 0,5 % присутствует в желудке человека. Максимальная концентрация при 20 °C равна 38% по массе, плотность такого раствора 1,19 г/см³. Молярная масса 36,46 г/моль.
Опыт: “Дымящая соляная кислота”
II. Получение соляной кислоты
Опыт: “Получение соляной кислоты”
III. Химические свойства
Опыт «Свойства дымящей соляной кислоты»
Опыт: “Действие соляной кислоты на различные вещества”
Раствор хлороводорода в воде — соляная кислота — сильная кислота:
1) Взаимодействие соляной кислоты с металлами, стоящими в ряду напряжений до водорода:
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
Интерактив: “Взаимодействие соляной кислоты с металлами”
2) Взаимодействие соляной кислоты с оксидами металлов:
MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O
3) Взаимодействие соляной кислоты с основаниями и аммиаком:
HCl + KOH → KCl + H2O
Опыт: “Взаимодействие гидроксида натрия с соляной кислотой”
3HCl + Al(OH)3 → AlCl3 + 3H2O
HCl + NH3 → NH4Cl
4) Взаимодействие соляной кислотыс солями:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑
HCl + AgNO3 → AgCl↓ + HNO3
Анимация: “Качественная реакция на соляную кислоту и ее соли”
Образование белого осадка хлорида серебра — AgCl, нерастворимого в минеральных кислотах используется в качестве качественной реакции для обнаружения анионов Cl— в растворе.
Хлориды металлов — соли соляной кислоты, их получают взаимодействием металлов с хлором или реакциями соляной кислоты с металлами, их оксидами и гидроксидами; путем обмена с некоторыми солями
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O
Ba(OH)2 + 2HCl → BaCl2 + 2H2O
Pb(NO3)2 + 2HCl → PbCl2↓ + 2HNO3
Большинство хлоридов растворимы в воде (за исключением хлоридов серебра, свинца и одновалентной ртути).
IV. Применение соляной кислоты и ее солей
1. Соляная кислота входит в состав желудочного сока и способствует перевариванию белковой пищи у человека и животных.
2. Хлороводород и соляная кислота используются для производства лекарств, красителей, растворителей, пластмасс.
3. Применение основных солей соляной кислоты:
KCl (Рис. 1. Сильвинит) — удобрение, используется также в стекольной и химической промышленности.
Рис.1. Сильвинит
HgCl2 (Рис.2. Сулема) — яд, используется для дезинфекции в медицине, для протравливания семян в сельском хозяйстве.
Рис.2. Сулема
Hg2Cl2 (Рис.3. Каломель) – не ядовита, слабительное средство.
Рис.3. Каломель
NaCl — поваренная соль — сырье для производства соляной кислоты, гидроксида натрия, водорода, хлора, хлорной извести, соды. Применяется в кожевенной и мыловаренной промышленности, в кулинарии и консервировании.
ZnCl2— для пропитки древесины против гниения, в медицине, при паянии.
AgCl — применяется в черно-белой фотографии, так как обладает светочувствительностью — разлагается на свету с образованием свободного серебра:
2AgCl = 2Ag + Cl2
V. Задания для повторения и закрепления
Задание №1
Осуществите превращения по схеме:
HCl -> Cl2 -> AlCl3 — > Al(OH)3 -> Al2O3 -> AlCl3 -> Cl2
Задание №2
Расставьте коэффициенты методом электронного баланса в следующей реакции
HCl + KClO3 -> KCl + H2O + Cl2
Укажите окислитель и восстановитель; процессы окисления и восстановления.
Задание №3
Даны вещества:
Zn, Cu, Al, MgO, SiO2, Fe2O3, NaOH, Al(OH)3, Fe2(SO4)3, CaCO3, Fe(NO3)3
Какие из указанных веществ будут реагировать с соляной кислотой. Составьте уравнения химических реакций.
Задание №4
Решите задачу:
Какое количество алюминия прореагирует с избытком соляной кислоты для получения 5,6 л водорода (н.у.)?
VI. Тренажеры
Тренажёр №1 — Взаимодействие металлов с соляной кислотой
Тренажёр №2 — Взаимодействие оксидов металлов с соляной кислотой
ЦОРы
Опыт: “Дымящая соляная кислота”
Видео:“Получение соляной кислоты”
Опыт: «Свойства дымящей соляной кислоты»
Опыт: “Действие соляной кислоты на различные вещества”
Опыт:«Взаимодействие соляной кислоты с металлами»
Интерактив: “Взаимодействие соляной кислоты с металлами”
Опыт: «Взаимодействие соляной кислоты с оксидами металлов»
Опыт: “Взаимодействие гидроксида натрия с соляной кислотой”
Анимация: “Качественная реакция на соляную кислоту и ее соли”
Соляная кислота, химические свойства, получение
1
H
1,008
1s1
2,1
Бесцветный газ
t°пл=-259°C
t°кип=-253°C
2
He
4,0026
1s2
4,5
Бесцветный газ
t°кип=-269°C
3
Li
6,941
2s1
0,99
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=180°C
t°кип=1317°C
4
Be
9,0122
2s2
1,57
Светло-серый металл
t°пл=1278°C
t°кип=2970°C
5
B
10,811
2s2 2p1
2,04
Темно-коричневое аморфное вещество
t°пл=2300°C
t°кип=2550°C
6
C
12,011
2s2 2p2
2,55
Прозрачный (алмаз) / черный (графит) минерал
t°пл=3550°C
t°кип=4830°C
7
N
14,007
2s2 2p3
3,04
Бесцветный газ
t°пл=-210°C
t°кип=-196°C
8
O
15,999
2s2 2p4
3,44
Бесцветный газ
t°пл=-218°C
t°кип=-183°C
9
F
18,998
2s2 2p5
3,98
Бледно-желтый газ
t°пл=-220°C
t°кип=-188°C
10
Ne
20,180
2s2 2p6
4,4
Бесцветный газ
t°пл=-249°C
t°кип=-246°C
11
Na
22,990
3s1
0,98
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=98°C
t°кип=892°C
12
Mg
24,305
3s2
1,31
Серебристо-белый металл
t°пл=649°C
t°кип=1107°C
13
Al
26,982
3s2 3p1
1,61
Серебристо-белый металл
t°пл=660°C
t°кип=2467°C
14
Si
28,086
3s2 3p2
1,9
Коричневый порошок / минерал
t°пл=1410°C
t°кип=2355°C
15
P
30,974
3s2 3p3
2,2
Белый минерал / красный порошок
t°пл=44°C
t°кип=280°C
16
S
32,065
3s2 3p4
2,58
Светло-желтый порошок
t°пл=113°C
t°кип=445°C
17
Cl
35,453
3s2 3p5
3,16
Желтовато-зеленый газ
t°пл=-101°C
t°кип=-35°C
18
Ar
39,948
3s2 3p6
4,3
Бесцветный газ
t°пл=-189°C
t°кип=-186°C
19
K
39,098
4s1
0,82
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=64°C
t°кип=774°C
20
Ca
40,078
4s2
1,0
Серебристо-белый металл
t°пл=839°C
t°кип=1487°C
21
Sc
44,956
3d1 4s2
1,36
Серебристый металл с желтым отливом
t°пл=1539°C
t°кип=2832°C
22
Ti
47,867
3d2 4s2
1,54
Серебристо-белый металл
t°пл=1660°C
t°кип=3260°C
23
V
50,942
3d3 4s2
1,63
Серебристо-белый металл
t°пл=1890°C
t°кип=3380°C
24
Cr
51,996
3d5 4s1
1,66
Голубовато-белый металл
t°пл=1857°C
t°кип=2482°C
25
Mn
54,938
3d5 4s2
1,55
Хрупкий серебристо-белый металл
t°пл=1244°C
t°кип=2097°C
26
Fe
55,845
3d6 4s2
1,83
Серебристо-белый металл
t°пл=1535°C
t°кип=2750°C
27
Co
58,933
3d7 4s2
1,88
Серебристо-белый металл
t°пл=1495°C
t°кип=2870°C
28
Ni
58,693
3d8 4s2
1,91
Серебристо-белый металл
t°пл=1453°C
t°кип=2732°C
29
Cu
63,546
3d10 4s1
1,9
Золотисто-розовый металл
t°пл=1084°C
t°кип=2595°C
30
Zn
65,409
3d10 4s2
1,65
Голубовато-белый металл
t°пл=420°C
t°кип=907°C
31
Ga
69,723
4s2 4p1
1,81
Белый металл с голубоватым оттенком
t°пл=30°C
t°кип=2403°C
32
Ge
72,64
4s2 4p2
2,0
Светло-серый полуметалл
t°пл=937°C
t°кип=2830°C
33
As
74,922
4s2 4p3
2,18
Зеленоватый полуметалл
t°субл=613°C
(сублимация)
34
Se
78,96
4s2 4p4
2,55
Хрупкий черный минерал
t°пл=217°C
t°кип=685°C
35
Br
79,904
4s2 4p5
2,96
Красно-бурая едкая жидкость
t°пл=-7°C
t°кип=59°C
36
Kr
83,798
4s2 4p6
3,0
Бесцветный газ
t°пл=-157°C
t°кип=-152°C
37
Rb
85,468
5s1
0,82
Серебристо-белый металл
t°пл=39°C
t°кип=688°C
38
Sr
87,62
5s2
0,95
Серебристо-белый металл
t°пл=769°C
t°кип=1384°C
39
Y
88,906
4d1 5s2
1,22
Серебристо-белый металл
t°пл=1523°C
t°кип=3337°C
40
Zr
91,224
4d2 5s2
1,33
Серебристо-белый металл
t°пл=1852°C
t°кип=4377°C
41
Nb
92,906
4d4 5s1
1,6
Блестящий серебристый металл
t°пл=2468°C
t°кип=4927°C
42
Mo
95,94
4d5 5s1
2,16
Блестящий серебристый металл
t°пл=2617°C
t°кип=5560°C
43
Tc
98,906
4d6 5s1
1,9
Синтетический радиоактивный металл
t°пл=2172°C
t°кип=5030°C
44
Ru
101,07
4d7 5s1
2,2
Серебристо-белый металл
t°пл=2310°C
t°кип=3900°C
45
Rh
102,91
4d8 5s1
2,28
Серебристо-белый металл
t°пл=1966°C
t°кип=3727°C
46
Pd
106,42
4d10
2,2
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=1552°C
t°кип=3140°C
47
Ag
107,87
4d10 5s1
1,93
Серебристо-белый металл
t°пл=962°C
t°кип=2212°C
48
Cd
112,41
4d10 5s2
1,69
Серебристо-серый металл
t°пл=321°C
t°кип=765°C
49
In
114,82
5s2 5p1
1,78
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=156°C
t°кип=2080°C
50
Sn
118,71
5s2 5p2
1,96
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=232°C
t°кип=2270°C
51
Sb
121,76
5s2 5p3
2,05
Серебристо-белый полуметалл
t°пл=631°C
t°кип=1750°C
52
Te
127,60
5s2 5p4
2,1
Серебристый блестящий полуметалл
t°пл=450°C
t°кип=990°C
53
I
126,90
5s2 5p5
2,66
Черно-серые кристаллы
t°пл=114°C
t°кип=184°C
54
Xe
131,29
5s2 5p6
2,6
Бесцветный газ
t°пл=-112°C
t°кип=-107°C
55
Cs
132,91
6s1
0,79
Мягкий серебристо-желтый металл
t°пл=28°C
t°кип=690°C
56
Ba
137,33
6s2
0,89
Серебристо-белый металл
t°пл=725°C
t°кип=1640°C
57
La
138,91
5d1 6s2
1,1
Серебристый металл
t°пл=920°C
t°кип=3454°C
58
Ce
140,12
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=798°C
t°кип=3257°C
59
Pr
140,91
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=931°C
t°кип=3212°C
60
Nd
144,24
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1010°C
t°кип=3127°C
61
Pm
146,92
f-элемент
Светло-серый радиоактивный металл
t°пл=1080°C
t°кип=2730°C
62
Sm
150,36
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1072°C
t°кип=1778°C
63
Eu
151,96
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=822°C
t°кип=1597°C
64
Gd
157,25
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1311°C
t°кип=3233°C
65
Tb
158,93
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1360°C
t°кип=3041°C
66
Dy
162,50
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1409°C
t°кип=2335°C
67
Ho
164,93
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1470°C
t°кип=2720°C
68
Er
167,26
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1522°C
t°кип=2510°C
69
Tm
168,93
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1545°C
t°кип=1727°C
70
Yb
173,04
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=824°C
t°кип=1193°C
71
Lu
174,96
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1656°C
t°кип=3315°C
72
Hf
178,49
5d2 6s2
Серебристый металл
t°пл=2150°C
t°кип=5400°C
73
Ta
180,95
5d3 6s2
Серый металл
t°пл=2996°C
t°кип=5425°C
74
W
183,84
5d4 6s2
2,36
Серый металл
t°пл=3407°C
t°кип=5927°C
75
Re
186,21
5d5 6s2
Серебристо-белый металл
t°пл=3180°C
t°кип=5873°C
76
Os
190,23
5d6 6s2
Серебристый металл с голубоватым оттенком
t°пл=3045°C
t°кип=5027°C
77
Ir
192,22
5d7 6s2
Серебристый металл
t°пл=2410°C
t°кип=4130°C
78
Pt
195,08
5d9 6s1
2,28
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=1772°C
t°кип=3827°C
79
Au
196,97
5d10 6s1
2,54
Мягкий блестящий желтый металл
t°пл=1064°C
t°кип=2940°C
80
Hg
200,59
5d10 6s2
2,0
Жидкий серебристо-белый металл
t°пл=-39°C
t°кип=357°C
81
Tl
204,38
6s2 6p1
Серебристый металл
t°пл=304°C
t°кип=1457°C
82
Pb
207,2
6s2 6p2
2,33
Серый металл с синеватым оттенком
t°пл=328°C
t°кип=1740°C
83
Bi
208,98
6s2 6p3
Блестящий серебристый металл
t°пл=271°C
t°кип=1560°C
84
Po
208,98
6s2 6p4
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=254°C
t°кип=962°C
85
At
209,98
6s2 6p5
2,2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
t°пл=302°C
t°кип=337°C
86
Rn
222,02
6s2 6p6
2,2
Радиоактивный газ
t°пл=-71°C
t°кип=-62°C
87
Fr
223,02
7s1
0,7
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
t°пл=27°C
t°кип=677°C
88
Ra
226,03
7s2
0,9
Серебристо-белый радиоактивный металл
t°пл=700°C
t°кип=1140°C
89
Ac
227,03
6d1 7s2
1,1
Серебристо-белый радиоактивный металл
t°пл=1047°C
t°кип=3197°C
90
Th
232,04
f-элемент
Серый мягкий металл
91
Pa
231,04
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
92
U
238,03
f-элемент
1,38
Серебристо-белый металл
t°пл=1132°C
t°кип=3818°C
93
Np
237,05
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
94
Pu
244,06
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
95
Am
243,06
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
96
Cm
247,07
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
97
Bk
247,07
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
98
Cf
251,08
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
99
Es
252,08
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
100
Fm
257,10
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
101
Md
258,10
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
102
No
259,10
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
103
Lr
266
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
104
Rf
267
6d2 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
105
Db
268
6d3 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
106
Sg
269
6d4 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
107
Bh
270
6d5 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
108
Hs
277
6d6 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
109
Mt
278
6d7 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
110
Ds
281
6d9 7s1
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
Металлы
Неметаллы
Щелочные
Щелоч-зем
Благородные
Галогены
Халькогены
Полуметаллы
s-элементы
p-элементы
d-элементы
f-элементы
Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.
Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.
Производство и нейтрализация HCl в желудочно-кишечном тракте
На этой диаграмме показано, как соляная кислота выводится в желудок в обмен на образование бикарбоната в крови. Образовавшийся бикарбонат затем поглощается из крови поджелудочной железой и выводится в тонкий кишечник с секретами поджелудочной железы, где нейтрализует HCl, попавшую в просвет двенадцатиперстной кишки при опорожнении желудка. Любая преграда желудочного или сычужного оттока (например, расширение заворота желудка у собак или смещение сычуга влево или вправо у жвачных) или рвота желудочным содержимым у мелких животных будут препятствовать попаданию HCl в двенадцатиперстную кишку, и вырабатываемый желудком бикарбонат в крови не будет нейтрализован. при гипохлоремии и метаболическом алкалозе (повышенное содержание бикарбоната в крови).Выделения из желудка / сычуга также могут содержать натрий и калий, что также приводит к потере этих электролитов (в гораздо меньшей степени, чем HCl).
1. Желудок: В париетальных клетках желудка водород и бикарбонат образуются из воды и углекислого газа (который свободно проникает в клетки из крови) с помощью карбоангидразы. Водород активно откачивается в просвет желудка через насос АТФазы водорода / калия на поверхности просвета. Хлорид также выходит в просвет желудка вместе с калием или натрием и соединяется с водородом, образуя соляную кислоту.Хлорид получается париетальной клеткой из крови и обменивается с бикарбонатом (генерируемым карбоангидразой) через базолатеральный хлорид / бикарбонатный обменник (энергия для которого поступает от базолатерального натриево-калиевого насоса). Большая часть натрия и калия резорбируется париетальными клетками. Таким образом, кровь, покидающая желудок, «богата» бикарбонатом.
2. Кишечник: При нормальном функционировании желудка секретируемый Hcl попадает в двенадцатиперстную кишку при опорожнении желудка.Экзокринные клетки поджелудочной железы поглощают бикарбонат из крови, покидающей желудок, в обмен на хлорид. Затем бикарбонат активно выводится с секретом поджелудочной железы. Как только они попадают в просвет двенадцатиперстной кишки, бикарбонат нейтрализует водород в соляной кислоте, образуя угольную кислоту, затем воду и диоксид углерода, и высвободившийся хлорид резорбируется.
Таким образом, бикарбонат «генерируется» в кровеносных сосудах желудка и «извлекается» в сосудах поджелудочной железы, что приводит к нейтральному pH крови, покидающей двенадцатиперстную кишку.Точно так же хлорид «извлекается» из крови в желудке и «возвращается» в кровь в двенадцатиперстной кишке. Неспособность организма нейтрализовать соляную кислоту приводит к задержке бикарбоната в крови (с одновременной потерей хлорида) и метаболическому алкалозу. Обратите внимание, рвота дуоденальным содержимым (содержащим секрецию, богатую бикарбонатом поджелудочной железы) приводит к ацидозу с гиперхлоремической потерей бикарбоната.
Предыдущее изображение Следующее изображение
Морская вода содержит примерно 1-3 частей на миллиард железа. Количество сильно варьируется, и оно разное в Атлантическом и Тихом океане. Реки содержат примерно 0,5–1 частей на миллион железа, а грунтовые воды — 100 частей на миллион. Питьевая вода не может содержать более 200 частей на миллиард железа. Большинство водорослей содержат от 20 до 200 частей на миллион железа, а некоторые бурые водоросли могут накапливать до 4000 частей на миллион. Фактор биоконцентрации водорослей в морской воде составляет примерно 10 4 — 10 5 . Морская рыба содержит примерно 10-90 частей на миллион, а ткани устриц — примерно 195 частей на миллион железа (все они представляют собой сухую массу). Растворенное железо в основном присутствует в виде Fe (OH) 2 + (водн.) В кислых и нейтральных, богатых кислородом условиях. В условиях недостатка кислорода он в основном встречается в виде двойного железа. Железо входит в состав многих органических и неорганических хелатирующих комплексов, которые обычно растворимы в воде. Железо явно не изменяется в чистой воде или в сухом воздухе, но когда присутствуют и вода, и кислород (влажный воздух), железо подвергается коррозии.Его серебристый цвет меняется на красновато-коричневый из-за образования гидратированных оксидов. Растворенные электролиты ускоряют механизм реакции, который выглядит следующим образом: 4 Fe + 3 O 2 + 6 H 2 O -> 4 Fe 3+ + 12 OH — -> 4 Fe (OH) 3 или 4 FeO (OH) + 4 H 2 O Обычно оксидный слой не защищает железо от дальнейшей коррозии, а удаляется, чтобы образовалось больше оксидов металлов. Электролиты в основном представляют собой сульфат железа (II), который образуется при коррозии атмосферным SO 2 .В морских регионах важную роль в этом процессе могут играть частицы атмосферной соли. Элементарное железо растворяется в воде при нормальных условиях. Многие соединения железа обладают этой характеристикой. Встречающиеся в природе оксид железа, гидроксид железа, карбид железа и пентакарбонил железа нерастворимы в воде. Растворимость в воде некоторых соединений железа увеличивается при более низких значениях pH. Основными минералами железа, встречающимися в природе, являются магнетит, гематит, гетит и сидерит. Процессы выветривания выпускают элемент в воду. И минеральная вода, и питьевая вода содержат карбонат железа. В глубоководных районах вода часто содержит осколки железа размером с кулак, марганец и небольшое количество извести, диоксида кремния и органических соединений. Железо является диетической потребностью большинства организмов и играет важную роль в естественных процессах в бинарной и третичной форме.Окисленное третичное железо не может применяться организмами свободно, за исключением очень низких значений pH. Тем не менее, железо обычно находится в этой обычно нерастворимой в воде форме. Общее количество железа в организме человека составляет около 4 г, из которых 70% содержится в красных красителях крови. Железо является диетической потребностью человека, как и многих других организмов. Мужчинам требуется около 7 мг железа в день, а женщинам — 11 мг. Разница определяется менструальными циклами. Когда люди кормят нормально, эти количества можно получить быстро. Организм усваивает примерно 25% всего железа, содержащегося в пище. Когда у кого-то дефицит железа, потребление железа в корме можно увеличить с помощью таблеток витамина С, потому что этот витамин восстанавливает третичное железо до бинарного железа. Фосфаты и фитаты уменьшают количество бинарного железа. Удаление железа из воды в основном осуществляется при приготовлении питьевой воды, так как минеральная вода содержит большое количество ионов железа. Они влияют на цвет, запах и мутность воды. Литература и другие элементы и их взаимодействие с водой |
Содержание железа в соляной кислоте
Не лекционный зал! — круглый стол с местом для вас.
60000 тем за 36 лет, образование, алоха и развлечения
тема 28861
Непрерывное обсуждение с 2004 по 2015 год.. .
2004 г.Q. Привет,
Мы используем травильный бак с соляной кислотой, чтобы протравить звено цепи перед нанесением цинка. процентное содержание кислоты в воде составляет от 14 до 17 процентов. Тест на содержание железа, который я провожу на баке с кислотой, дает примерную цифру 3,3%.
Мой вопрос в том, какое количество железа в баке слишком много и когда мне следует его изменить или сбросить, чтобы вернуть его ниже указанного числа. Что это за число, которое я слышал 4 и вплоть до 7%, пожалуйста, дайте мне хорошее представление о том, когда кислота начинает портиться после того, как содержание железа повышается до?
Спасибо,
Фрэнк Олексизвено цепи — Даллас, Техас
2004
А. Джентльмен,
Конечно, увеличение содержания железа увеличивает время травления из-за ингибирования. Как правило, необходимо зафиксировать 26 граммов на литр железа в травильной ванне для ее утилизации.
Shankara Narayanan N— Бангалор, Карнатака, Индия
2004
A. При цинковании возможно травление в железо-кислотном (соляная кислота с содержанием железа до 180-200 г / л), в зависимости от температуры травления. Фактически это становится травлением хлоридом железа.Хлорид железа растворяет оксиды железа лучше, чем кислота с низким содержанием железа. Большим преимуществом является то, что травление можно использовать гораздо дольше, и можно даже продавать старую травильную кислоту как хлорид железа. Это уже практика в Западной Европе!
Дольф ван ден Берг
— Леусден, Нидерланды
2004
A. Как сказал Дольф, содержание Fe не является проблемой. Мы начинаем наши «новые» резервуары примерно с 12% HCl, и это сделано примерно из 30% старой кислоты, чтобы содержание Fe было достаточно высоким! (Баланс воды) Мы доводим нашу кислоту до 220 граммов на литр хлорида железа, при этом содержание HCl составляет всего 1%. При этом он все еще хорошо солится.
Джефф КроулиCrithwood Ltd.
Вестфилд, Шотландия, Великобритания
2005 г.
В. Я понимаю, что можно мариновать при таком повышенном уровне железа (180-200 грамм / литр), но насколько медленнее скорость травления, чем при более низких концентрациях железа около 30-50 граммов / литр?
Фил Шок— Кантон, Огайо
Анализ концентрации железа в ванне с HCl
2005 г.В. Какой метод анализа вы используете для определения концентрации железа в ваших ваннах?
Карла Джонс— Фредериксбург, Вирджиния
2005 г.
А.Мы используем метод титрования для проверки концентрации как кислоты, так и железа. Наш кислотный титрант — это карбонат натрия / гидроксид натрия. Наш титрант железа — это дихромат калия.
Фил Шок— Кантон, Огайо
Анализ концентрации железа и HCl в травильной ванне
8 августа 2012 г.В. Я хочу измерить точную концентрацию HCl в травильной кислоте, которая используется для травления стали. Я провел титрование образца травильной кислоты карбонатом натрия с использованием индикатора метилового оранжевого, он меняет цвет от красного до оранжевого в качестве конечной точки, но проблема в том, что цвет не может быть четко определен, поскольку трудно различить конечную точку красно-оранжевого цвета.
Обычно, когда я титрую 0,5 M раствор HCl 0,1 N раствором карбоната натрия, используя индикатор метилового оранжевого в конечной точке, цвет исчезает, поэтому в этом случае я могу легко различить конечную точку, пожалуйста, скажите мне, какой индикатор мне следует использовать так что я могу получить четко видимую конечную точку для определения концентрации HCl в травильной кислоте для стали.
Или какова наиболее точная или стандартная процедура для определения концентрации HCl и содержания железа в ванне для травления стали с HCl.
Каковы процедуры / методы лаборатории для измерения концентрации соляной кислоты (HCl) и содержания железа (Fe) в пробах травильной кислоты сталелитейной промышленности?
— Карачи, Пакистан
13 августа 2012 г.
A. Уважаемый Ахтар,
Мы используем метиловый апельсин в качестве индикатора при титровании для измерения% HCl в травильных ваннах и гидроксид натрия 1 N в качестве титранта в этом случае. Если в ванне для травления растворено много железа, конечной точкой является исчезновение красного цвета и появление зеленого осадка (железа) и образца светло-желтого цвета…
А для железа мы используем перманганат калия 0,1 Н. Это неселективно, если у вас есть окисляемые вещества в растворе, вы измеряете его как железо, и у вас будет избыточная разница. Но для качественного анализа полезно знать, можно ли использовать травильную ванну или ее нужно сбрасывать как отходы.
Надеюсь, это будет полезно. С уважением,
Daniel MontanesПроизводитель самосверлящих креплений — Буэнос-Айрес
15 августа 2012 г.
A. Да, эту конечную точку очень трудно увидеть.У меня есть два предложения:
1) Используйте очень маленький индикатор. 3 капли — это много.
2) Быстро титровать. Изменение цвета не очень резкое, и если вы сильно промахнетесь, вы всегда можете повторить его.
Дэйв Уичерн
Консультант — Бронкс, Нью-Йорк
13 декабря 2012
В. Сэр,
Каков безопасный и точный процесс лабораторного анализа для определения содержания Fe в HCl?
Сколько железа в 20% HCl?
— Джамшедпур, Джаркханд, Индия
25 июня 2013 г.
А.Аналитическая процедура определения содержания железа в ВАННАХ С ВОДОХЛОРНОЙ КИСЛОТОЙ,
Возьмите 1 мл раствора для ванны, добавьте 50 мл D.M.WATER, добавьте 10 мл 50% серной кислоты для титрования с 0,1 н. Перманганатом калия. Конечная точка — от бесцветного до светло-розового цвета.
ЧТЕНИЕ БЮРЕТЫ * 5,56 = ——— г / л содержания железа
A.S.J. ПЕТР— Бангалор, Индия
27 апреля 2015
В. Я просто хотел спросить ваш совет о сроке службы травильной ванны. Исторически сложилось так, что мы всегда обновляли кислотный раствор обычно через 2 года или около того.
Когда уровень кислоты падает примерно до 70 г / л (7%), а содержание железа составляет около 25 г / л, мы обычно утилизируем и обновляем. Наш раствор не нагревается, и у нас есть один промывочный резервуар после травильного резервуара. Большую часть времени мы оцинковываем стальные профили длиной 3 м, и перед травлением сталь преимущественно очищается от ржавчины.
Итак, после прочтения вышеупомянутых сообщений я теперь думаю, что мы можем использовать наши травильные резервуары с более высоким уровнем железа и не утилизировать и обновлять так часто, как мы это делали. Мои вопросы:
С какими проблемами мы можем столкнуться, если мы это сделаем? Я читал, что мы можем столкнуться с сокращением времени травления, а также с увеличением образования шлака в ванне с цинком.Кто-нибудь может подтвердить, чего мы можем ожидать, если мы оценили уровень железа в 100 г / л или выше?
Фил РудландLegrand — Скарборо, Великобритания
21 мая 2015 г.
Q. В нашей компании мы соблюдаем множество процедур, одна из которых касается свободной кислотности (% HCl) травильных растворов.