Demir oksidasyon formülü. Demir - elementin genel özellikleri, demirin kimyasal özellikleri ve bileşikleri
Demir, dünyadaki en yaygın kimyasal elementlerden biridir. Eski zamanlardan beri insanlar işlerini kolaylaştırmak için kullanmayı öğrendiler. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte kapsamı önemli ölçüde genişlemiştir. Birkaç bin yıl önce demir sadece toprağı işlemek için kullanılan basit aletlerin imalatında kullanıldıysa, şimdi bu kimyasal element yüksek teknoloji endüstrilerinin hemen hemen tüm alanlarında kullanılmaktadır.
Yaşlı Pliny'nin yazdığı gibi. “Demir madencileri, insana en mükemmel ve en zararlı aleti sağlar. Çünkü bu aletle toprağı kesiyoruz, bereketli bahçeler ekiyoruz ve üzümlerle yabani asmaları kesip her yıl onları yenik düşmeye zorluyoruz. Bu araçla evler inşa ediyoruz, taşları kırıyoruz ve kullanıyoruz ütü tüm bu ihtiyaçlar için. Ancak aynı demirle savaşlar, savaşlar ve soygunlar yapıyoruz ve onu sadece yakınlarda değil, aynı zamanda boşluklardan veya güçlü ellerden veya tüylü oklar şeklinde kanatlı olarak da taşıyoruz. Bana göre en gaddar, insan aklının bir hilesidir. Çünkü ölümün insana bir an önce gelmesi için onu kanatlandırdılar ve demirden tüyler verdiler. Bu nedenle, suçu doğaya değil, insana atfedin. Çoğu zaman, bileşimi farklı oranlarda demir içeren çeşitli alaşımların üretimi için kullanılır. Bu alaşımların en bilinenleri çelik ve dökme demirdir.
Elektrik demiri eritir
Çeliklerin özellikleri çeşitlidir. Deniz suyunda uzun süre kalmak için tasarlanmış çelikler, yüksek sıcaklıklara ve sıcak gazların agresif etkisine dayanabilen çelikler, yumuşak bağlantı tellerinin yapıldığı çelikler ve elastik ve sert yaylar yapmak için çelikler vardır ...
Bu tür çeşitli özellikler, çelik bileşimlerinin çeşitliliğinden kaynaklanmaktadır. Böylece, %1 karbon ve %1,5 krom içeren çelikten yüksek mukavemetli bilyalı rulmanlar yapılır; %18 krom ve %89 nikel içeren çelik iyi bilinen "paslanmaz çeliktir" ve torna takımları %18 tungsten, %4 krom ve %1 vanadyum içeren çelikten yapılır.
Bu çeşitli çelik bileşimleri, onları eritmeyi çok zorlaştırır. Gerçekten de, açık ocaklı bir fırında ve bir dönüştürücüde atmosfer oksitlenir ve krom gibi elementler kolayca oksitlenir ve cürufa dönüşür, yani kaybolur. Bu, %18 krom içeriğine sahip çelik elde etmek için fırına bir ton çelik için 180 kg'dan çok daha fazla krom beslenmesi gerektiği anlamına gelir. Krom pahalı bir metaldir. Bu durumdan bir çıkış yolu nasıl bulunur?
20. yüzyılın başında bir çıkış yolu bulundu. Metal eritme için bir elektrik arkının ısısının kullanılması önerildi. Hurda metal dairesel bir fırına yüklendi, dökme demir döküldü ve karbon veya grafit elektrotlar indirildi. Bunlar ve fırın ("banyo") içindeki metal arasında, yaklaşık 4000°C'lik bir sıcaklığa sahip bir elektrik arkı. Metal kolay ve hızlı bir şekilde eridi. Ve böyle kapalı bir elektrikli fırında herhangi bir atmosfer yaratabilirsiniz - oksitleyici, indirgeyici veya tamamen nötr. Başka bir deyişle, değerli eşyaların yanması önlenebilir. Yüksek kaliteli çeliklerin metalurjisi bu şekilde yaratıldı.
Daha sonra, başka bir elektrik eritme yöntemi önerildi - indüksiyon. Fizikten, içinden yüksek frekanslı bir akımın geçtiği bir bobine bir metal iletken yerleştirilirse, içinde bir akım indüklendiği ve iletkenin ısındığı bilinmektedir. Bu ısı, metali belirli bir sürede eritmek için yeterlidir. İndüksiyon ocağı, astara gömülü bir spirale sahip bir potadan oluşur. Spiralden yüksek frekanslı bir akım geçirilir ve potadaki metal eritilir. Böyle bir fırında da herhangi bir atmosfer yaratabilirsiniz.
Elektrik ark ocaklarında eritme işlemi genellikle birkaç aşamada gerçekleşir. İlk olarak, metalden gereksiz safsızlıklar yakılır, oksitlenir (oksidasyon süresi). Daha sonra, bu elementlerin oksitlerini içeren cüruf fırından çıkarılır (indirilir) ve forroalaşımlar yüklenir - metale eklenmesi gereken elementlere sahip demir alaşımları. Fırın kapatılır ve hava girişi olmadan ergitmeye devam edilir (geri kazanım periyodu). Sonuç olarak, çelik, belirli bir miktarda gerekli elementlerle doyurulur. Bitmiş metal bir kepçeye bırakılır ve dökülür.
Çelikler, özellikle yüksek kaliteli olanlar, safsızlıkların içeriğine karşı çok hassastır. Az miktarda oksijen, azot, hidrojen, kükürt, fosfor bile özelliklerini büyük ölçüde bozar - mukavemet, tokluk, korozyon direnci. Bu safsızlıklar, metal taneleri arasına sıkışan çelikte bulunan demir ve diğer elementlerle metalik olmayan bileşikler oluşturur, homojenliğini bozar ve kaliteyi düşürür. Böylece, çeliklerde artan oksijen ve azot içeriği ile güçleri azalır, hidrojen pulların ortaya çıkmasına neden olur - metaldeki mikro çatlaklar, yük altında çelik parçaların beklenmedik şekilde tahrip olmasına neden olur, fosfor soğukta çeliğin kırılganlığını arttırır, kükürt kırmızı kırılganlığa neden olur - yük altında çeliğin tahrip olması yüksek sıcaklıklar Ey.
Metalurji uzmanları uzun süredir bu safsızlıkları gidermenin yollarını arıyorlar. Açık ocak fırınlarında, dönüştürücülerde ve elektrikli fırınlarda eritildikten sonra metal deokside edilir - buna alüminyum, ferrosilikon (silikonlu bir demir alaşımı) veya ferromangan eklenir. Bu elementler aktif olarak oksijenle birleşir, cürufa yüzer ve çelikteki oksijen içeriğini azaltır. Ancak oksijen çelikte kalır ve yüksek kaliteli çelikler için kalan miktarları çok fazladır. Başka, daha etkili yollar bulmak gerekiyordu.
1950'lerde metalürji uzmanları endüstriyel ölçekli vakum çelik. İçinden havanın dışarı pompalandığı bir hazneye sıvı metal içeren bir kepçe yerleştirilir. Metal şiddetli bir şekilde kaynamaya başlar ve ondan gazlar salınır. Ancak 300 ton çelik içeren bir kepçe hayal edin ve tamamen kaynamasının ne kadar süreceğini ve bu süre zarfında metalin ne kadar soğuyacağını tahmin edin.
Bu yöntemin yalnızca küçük miktarlardaki çelik için uygun olduğunu hemen anlayacaksınız. Bu nedenle diğer, daha hızlı ve daha verimli vakumlama yöntemleri geliştirilmiştir. Şimdi tüm gelişmiş ülkelerde kullanılıyorlar ve bu da çeliğin kalitesini artırdı. Ancak bunun için gereksinimler büyüdü ve büyüdü.
60'ların başında Kiev'de, All-Union Elektrik Kaynak Enstitüsü'nde. E. O. Paton, çok yakında birçok ülkede kullanılmaya başlayan çeliğin elektro cüruf yeniden eritilmesi için bir yöntem geliştirildi. Bu yöntem çok basittir. Su soğutmalı bir metal kapta - bir kalıp - saflaştırılması ve özel bir bileşimin cürufu ile kaplanması gereken bir metal külçe yerleştirilir. Daha sonra külçe bir akım kaynağına bağlanır. Külçenin ucunda bir elektrik arkı meydana gelir ve metal erimeye başlar. Sıvı çelik cüruf ile reaksiyona girer ve sadece oksitlerden değil, aynı zamanda nitrürlerden, fosfitlerden ve sülfürlerden de arındırılır. Zararlı kirliliklerden arındırılmış yeni bir külçe kalıpta katılaşır. 1963 yılında, elektroslag yeniden eritme yönteminin geliştirilmesi ve uygulanması için, B. I. Medovar ve Yu. V. Latash başkanlığındaki All-Union Elektrik Kaynak Enstitüsü'nün bir grup işçisine Lenin Ödülü verildi.
Demir Metalurjisi Merkez Araştırma Enstitüsü'nden metalurji bilim adamları tarafından biraz farklı bir yol izlendi. I.P. Bardina. Metalurji işçileriyle işbirliği içinde daha da basit bir yöntem geliştirdiler. Metali temizlemek için özel bir bileşime sahip cüruflar eritilir ve bir potaya dökülür ve daha sonra metal fırından bu sıvı cürufa salınır. Cüruf metal ile karışır ve yabancı maddeleri emer. Bu yöntem hızlı, verimli ve büyük miktarda elektrik gerektirmez. Yazarları S. G. Voinov, A. I. Osipov, A. G. Shalimov ve diğerleri de 1966'da Lenin Ödülü'ne layık görüldü.
Ancak, okuyucunun muhtemelen zaten bir sorusu var: neden tüm bu zorluklar? Sonuçta, geleneksel bir elektrikli fırında herhangi bir atmosfer yaratabileceğinizi zaten söylemiştik. Bu, fırından havayı basitçe pompalayabileceğiniz ve bir vakumda eritebileceğiniz anlamına gelir. Ancak patent ofisine acele etmeyin! Bu yöntem uzun zamandır küçük indüksiyon fırınları 60'ların sonunda ve 70'lerin başında oldukça büyük elektrik ark ve indüksiyon ocaklarında kullanılmaya başlandı. Şimdi, vakumlu ark ve vakum indüksiyonlu yeniden eritme yöntemleri, sanayileşmiş ülkelerde oldukça yaygın hale geldi.
Burada çeliği zararlı kirliliklerden temizlemenin yalnızca ana yöntemlerini tanımladık. Onlarca çeşidi var. Metalurjistlerin merhemdeki kötü şöhretli sineği bir fıçı baldan çıkarmasına ve yüksek kaliteli metal elde etmesine yardımcı olurlar.
Yüksek fırınlar olmadan demir nasıl elde edilir
Yukarıda, bir kimyager açısından demirli metalurjinin, hafifçe söylemek gerekirse, mantıksız bir meslek olduğu söylenmiştir. İlk olarak demir, karbon ve diğer elementlerle doyurulur ve daha sonra bu elementleri yakmak için çok fazla emek ve enerji harcanır. Cevherden demiri hemen kurtarmak daha kolay değil mi? Ne de olsa, ham dövmelerde yumuşatılmış sıcak süngerimsi demir alan eski metalurjistlerin yaptığı tam olarak buydu. AT son yıllar bu bakış açısı retorik sorular aşamasını çoktan terk etmiş ve tamamen gerçek ve hatta uygulanan projelere dayanmaktadır. Yüksek fırın sürecini atlayarak doğrudan cevherden demir elde etmek, geçen yüzyılda devreye girdi. Daha sonra bu işleme doğrudan indirgeme adı verildi. Ancak yakın zamana kadar geniş bir dağılım bulamamıştı. İlk olarak, önerilen tüm doğrudan indirgeme yöntemleri verimsizdi ve ikincisi, ortaya çıkan ürün - sünger demir - kalitesizdi ve yabancı maddelerle kirlenmişti. Yine de meraklılar bu yönde çalışmaya devam ettiler.
Doğal gazın sanayide yaygınlaşmasından bu yana durum kökten değişti. o çıktı ideal çare demir cevheri geri kazanımı. Doğal gazın ana bileşeni - metan CH 4 - 2CH 4 + O 2 → 2CO + 2H2 reaksiyonuna göre özel aparatlarda - reformerlerde bir katalizör varlığında oksidasyon ile ayrıştırılır.
İndirgeyici gazların bir karışımı ortaya çıkıyor - karbon monoksit ve hidrojen. Bu karışım, demir cevheri ile beslenen reaktöre girer. Hemen rezervasyon yapalım - reaktörlerin formları ve tasarımları çok çeşitlidir. Bazen reaktör döner borulu çimento tipi fırın, bazen şaft fırın, bazen kapalı imbiktir. Bu, doğrudan indirgeme yöntemlerinin adlarının çeşitliliğini açıklar: Midrex, Purofer, Ohalata-i-Lamina, SL-RN, vb. Yöntemlerin sayısı şimdiden iki düzineyi aştı. Ancak özleri genellikle aynıdır. Zengin demir cevheri, karbon monoksit ve hidrojen karışımı ile indirgenir.
Ancak alınan ürünlerle ne yapmalı? Sünger demirden sadece iyi bir balta değil, iyi bir çivi dövülemez. Orijinal cevher ne kadar zengin olursa olsun, yine de ondan saf demir çıkmaz. Kimyasal termodinamik yasalarına göre, cevherde bulunan tüm demiri geri yüklemek bile mümkün olmayacaktır; bir kısmı hala üründe oksitler şeklinde kalacaktır. Ve burada denenmiş bir arkadaş kurtarmaya geliyor - bir elektrikli fırın. Sünger demir, elektrometalurji için neredeyse ideal bir hammadde olarak ortaya çıkıyor. Birkaç zararlı kirlilik içerir ve iyi erir.
Yani, yine iki aşamalı bir süreç! Ama bu başka bir yol. Doğrudan azaltma planının avantajı - elektrikli fırın, düşük maliyetidir. Doğrudan indirgeme tesisleri, yüksek fırınlardan çok daha ucuzdur ve daha az enerji kullanır. Böyle bir yüksek fırın çelik üretim teknolojisi, Oskol Elektrometalurji Tesisi projesine dahil edildi.
Ülkemizde, Stary Oskol yakınlarında, tam olarak bu şemaya göre çalışacak büyük bir metalurji tesisi inşa ediliyor. İlk etabı şimdiden devreye alındı. Demir metalurjisinde sünger demir kullanmanın tek yolunun doğrudan yeniden eritmenin olmadığını unutmayın. Ayrıca açık ocak fırınlarında, dönüştürücülerde ve elektrik ark ocaklarında hurda metal yerine kullanılabilir.
Sünger demiri elektrikli fırınlarda yeniden eritme yöntemi, özellikle büyük petrol ve doğal gaz rezervlerine sahip ülkelerde, yani Latin Amerika ve Orta Doğu'da, yurt dışında da hızla yayılıyor. Ancak, zaten bu düşüncelere (doğal gazın mevcudiyeti) dayanarak, hala buna inanmak için hiçbir neden yoktur. yeni yol Bir gün geleneksel iki aşamalı yöntemin yerini tamamen bir yüksek fırın - bir çelik üretim birimi - alacak.
Demirin geleceği
Demir Çağı devam ediyor. İnsanoğlunun kullandığı tüm metallerin ve alaşımların yaklaşık %90'ı demir bazlı alaşımlardır. Demir dünyada alüminyumdan yaklaşık 50 kat daha fazla eritilir, diğer metallerden bahsetmiyorum bile. Plastik mi? Ama zamanımızda en sık performans gösterirler. çeşitli tasarımlar bağımsız bir rol ve geleneğe göre, onları "yeri doldurulamaz ikameler" rütbesine sokmaya çalışıyorlarsa, o zaman daha sık demir dışı metallerin yerine demir dışı metallerin yerini alırlar. Tükettiğimiz plastiğin sadece yüzde birkaçı çeliğin yerini alıyor.
Demir bazlı alaşımlar evrenseldir, teknolojik olarak gelişmiştir, mevcut ve toplu olarak ucuzdur. Bu metalin hammadde temeli de endişe yaratmaz: halihazırda keşfedilmiş demir cevheri rezervleri en az iki yüzyıl için yeterli olacaktır. Demir uzun zamandır medeniyetin temeli olmuştur.
Demir, atom numarası 26 olan D. I. Mendeleev'in periyodik kimyasal elementler sisteminin dördüncü periyodunun sekizinci grubunun ikincil bir alt grubunun bir elementidir. Fe sembolü (lat. Ferrum) ile gösterilir. Yerkabuğundaki en yaygın metallerden biri (alüminyumdan sonra ikinci sırada). Orta aktiviteli metal, indirgeyici ajan.
Ana oksidasyon durumları - +2, +3
Basit bir madde demir, yüksek kimyasal reaktiviteye sahip dövülebilir gümüş-beyaz bir metaldir: demir, yüksek sıcaklıklarda veya havadaki yüksek nemde hızla paslanır. Saf oksijende demir yanar ve ince dağılmış halde havada kendiliğinden tutuşur.
Basit bir maddenin kimyasal özellikleri - demir:
Oksijende paslanma ve yanma
1) Havada, nem varlığında demir kolayca oksitlenir (paslanma):
4Fe + 3O 2 + 6H 2 O → 4Fe(OH) 3
Isıtılmış bir demir tel oksijende yanar ve kireç oluşturur - demir oksit (II, III):
3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4
3Fe + 2O 2 → (Fe II Fe 2 III) O 4 (160 ° С)
2) Yüksek sıcaklıklarda (700–900°C), demir su buharı ile reaksiyona girer:
3Fe + 4H 2 O - t ° → Fe 3 O 4 + 4H 2
3) Demir, ısıtıldığında metal olmayanlarla reaksiyona girer:
2Fe+3Cl 2 →2FeCl3 (200 °C)
Fe + S – t° → FeS (600 °C)
Fe + 2S → Fe +2 (S 2 -1) (700 ° С)
4) Bir dizi voltajda, hidrojenin solundadır, seyreltik asitler Hcl ve H2S04 ile reaksiyona girer, demir (II) tuzları oluşur ve hidrojen açığa çıkar:
Fe + 2HCl → FeCl 2 + H2 (reaksiyonlar hava erişimi olmadan gerçekleştirilir, aksi takdirde Fe +2 oksijen tarafından kademeli olarak Fe +3'e dönüştürülür)
Fe + H 2 SO 4 (fark) → FeSO 4 + H 2
Konsantre oksitleyici asitlerde demir yalnızca ısıtıldığında çözünür, hemen Fe3+ katyonuna geçer:
2Fe + 6H 2 SO 4 (kons.) – t° → Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O
Fe + 6HNO 3 (kons.) – t° → Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O
(soğuk, konsantre nitrik ve sülfürik asitlerde pasifleştirmek
Mavimsi bir bakır sülfat çözeltisine batırılmış bir demir çivi, yavaş yavaş kırmızı metalik bakır kaplama ile kaplanır.
5) Demir, tuzlarının çözeltilerinde metallerin yerini alır.
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu
Demirin amfoterisitesi, kaynama sırasında sadece konsantre alkalilerde kendini gösterir:
Fe + 2NaOH (%50) + 2H20 \u003d Na2 ↓ + H2
ve bir sodyum tetrahidroksoferrat(II) çökeltisi oluşur.
Teknik demir- karbonlu demir alaşımları: dökme demir %2,06-6,67 C içerir, çelik% 0.02-2.06 C, diğer doğal safsızlıklar (S, P, Si) ve yapay olarak tanıtılan özel katkı maddeleri (Mn, Ni, Cr) sıklıkla bulunur, bu da demir alaşımlarını teknik olarak yapar. faydalı özellikler– sertlik, termal ve korozyon direnci, dövülebilirlik vb. .
Yüksek fırın demir üretim süreci
Demir üretiminin yüksek fırın süreci aşağıdaki aşamalardan oluşur:
a) sülfür ve karbonat cevherlerinin hazırlanması (kavrulması) - oksit cevherine dönüştürülmesi:
FeS 2 → Fe 2 O 3 (O 2, 800 ° С, -SO 2) FeCO 3 → Fe 2 O 3 (O 2, 500-600 ° С, -CO 2)
b) sıcak hava ile kok yakmak:
C (kok) + O 2 (hava) → CO 2 (600-700 ° C) CO 2 + C (kok) ⇌ 2CO (700-1000 ° C)
c) oksit cevherinin karbon monoksit CO ile art arda indirgenmesi:
Fe2O3 →(CO)(Fe II Fe 2 III) O 4 →(CO) FeO →(CO) Fe
d) demirin karbürizasyonu (%6.67 C'ye kadar) ve dökme demirin eritilmesi:
Fe (t ) →(C(kok)900-1200°С) Fe (g) (dökme demir, t pl 1145°С)
Dökme demirde sementit Fe 2 C ve grafit her zaman taneler halinde bulunur.
Çelik üretimi
Dökme demirin çeliğe yeniden dağıtılması, ısıtma yönteminde farklılık gösteren özel fırınlarda (konvertör, açık ocak, elektrik) gerçekleştirilir; proses sıcaklığı 1700-2000 °C. Oksijenle zenginleştirilmiş havanın üflenmesi, dökme demirdeki fazla karbonun yanı sıra oksit formundaki kükürt, fosfor ve silikonu yakar. Bu durumda, oksitler ya egzoz gazları (CO 2, SO 2) şeklinde yakalanır ya da kolayca ayrılabilen bir cüruf içine bağlanır - Ca3 (PO 4) 2 ve CaSiO 3'ün bir karışımı. Özel çelikler elde etmek için fırına diğer metallerin alaşım katkı maddeleri eklenir.
Fiş endüstride saf demir - örneğin bir demir tuzları çözeltisinin elektrolizi:
FeCl 2 → Fe↓ + Cl 2 (90°C) (elektroliz)
(demir oksitlerin hidrojenle indirgenmesi dahil olmak üzere başka özel yöntemler de vardır).
Saf demir, özel alaşımların üretiminde, elektromıknatısların ve transformatörlerin çekirdeklerinin imalatında, döküm ve çelik üretiminde dökme demir, aşınma, ısı ve korozyon dahil olmak üzere yapı ve alet malzemeleri olarak çelik kullanılır. -dayanıklı malzemeler.
Demir(II) oksit F EO . Temel özelliklerin büyük bir baskınlığı olan amfoterik oksit. Siyah, Fe 2+ O 2- iyonik bir yapıya sahiptir. Isıtıldığında önce ayrışır, sonra yeniden oluşur. Demirin havada yanması sırasında oluşmaz. Su ile reaksiyona girmez. Asitlerle ayrışır, alkalilerle kaynaşır. Nemli havada yavaşça oksitlenir. Hidrojen, kok tarafından geri kazanıldı. Yüksek fırın demir eritme işlemine katılır. Seramik ve mineral boyaların bir bileşeni olarak kullanılır. En önemli reaksiyonların denklemleri:
4FeO ⇌ (Fe II Fe 2 III) + Fe (560-700 ° С, 900-1000 ° С)
FeO + 2HC1 (razb.) \u003d FeC1 2 + H 2 O
FeO + 4HNO 3 (kons.) \u003d Fe (NO 3) 3 + NO 2 + 2H 2 O
FeO + 4NaOH \u003d 2H20 + N4FeÖ3(kırmızı.) trioksoferrat(II)(400-500 °С)
FeO + H 2 \u003d H 2 O + Fe (yüksek saflıkta) (350 ° C)
FeO + C (kok) \u003d Fe + CO (1000 ° C'nin üzerinde)
FeO + CO \u003d Fe + CO 2 (900 ° C)
4FeO + 2H 2 O (nem) + O 2 (hava) → 4FeO (OH) (t)
6FeO + O 2 \u003d 2 (Fe II Fe 2 III) O 4 (300-500 ° С)
Fiş içinde laboratuvarlar: hava erişimi olmayan demir (II) bileşiklerinin termal ayrışması:
Fe (OH) 2 \u003d FeO + H20 (150-200 ° C)
FeSOz \u003d FeO + CO 2 (490-550 ° С)
Diiron oksit (III) - demir ( II ) ( Fe II Fe 2 III) O 4 . Çift oksit. Siyah, Fe 2+ (Fe 3+) 2 (O 2-) 4 iyonik yapısına sahiptir. Yüksek sıcaklıklara kadar termal olarak kararlıdır. Su ile reaksiyona girmez. Asitler tarafından ayrıştırılır. Hidrojenle restore edilmiş, kızgın demir. Demir üretiminin yüksek fırın sürecine katılır. Mineral boyaların bir bileşeni olarak kullanılır ( asgari demir), seramik, renkli çimento. Çelik ürünlerin yüzeyinin özel oksidasyon ürünü ( karartma, mavileşme). Bileşim, demir üzerinde kahverengi pas ve koyu skalaya karşılık gelir. Fe 3 O 4 formülünün kullanılması tavsiye edilmez. En önemli reaksiyonların denklemleri:
2 (Fe II Fe 2 III) O 4 \u003d 6FeO + O 2 (1538 ° С'nin üzerinde)
(Fe II Fe 2 III) O 4 + 8HC1 (razb.) \u003d FeC1 2 + 2FeC1 3 + 4H 2 O
(Fe II Fe 2 III) O 4 + 10HNO 3 (kons.) \u003d 3 Fe (NO 3) 3 + NO 2 + 5H 2 O
(Fe II Fe 2 III) O 4 + O 2 (hava) \u003d 6Fe 2 O 3 (450-600 ° С)
(Fe II Fe 2 III) O 4 + 4H 2 \u003d 4H 2 O + 3Fe (yüksek saflık, 1000 ° C)
(Fe II Fe 2 III) O 4 + CO \u003d 3 FeO + CO2 (500-800 ° C)
(Fe II Fe 2 III) O4 + Fe ⇌4 FeO (900-1000 ° С, 560-700 ° С)
Fiş: demirin havada yanması (bkz.).
manyetit.
Demir(III) oksit F e 2 O 3 . Temel özelliklerin baskın olduğu amfoterik oksit. Kırmızı-kahverengi, iyonik bir yapıya sahiptir (Fe 3+) 2 (O 2-) 3. Yüksek sıcaklıklara kadar termal olarak kararlıdır. Demirin havada yanması sırasında oluşmaz. Su ile reaksiyona girmez, çözeltiden kahverengi amorf hidrat Fe 2 O 3 nH 2 O çökelir Asitler ve alkalilerle yavaş reaksiyona girer. Karbon monoksit, erimiş demir ile indirgenir. Diğer metallerin oksitleriyle alaşımlar ve çift oksitler oluşturur - dikenler(teknik ürünlere ferrit denir). Yüksek fırın prosesinde demir ergitmede hammadde olarak, amonyak üretiminde katalizör olarak, seramik, renkli çimento ve mineral boyaların bileşeni olarak, çelik yapıların termit kaynağında, ses ve görüntü taşıyıcı olarak kullanılır. çelik ve cam için bir parlatma maddesi olarak manyetik bantlar üzerinde.
En önemli reaksiyonların denklemleri:
6Fe 2 O 3 \u003d 4 (Fe II Fe 2 III) O 4 + O 2 (1200-1300 ° С)
Fe 2 O 3 + 6HC1 (razb.) → 2FeC1 3 + ZH 2 O (t) (600 °C, p)
Fe 2 O 3 + 2NaOH (kons.) → H 2 O+ 2 NaFeÖ 2 (kırmızı)dioksferrat(III)
Fe 2 O 3 + MO \u003d (M II Fe 2 II I) O 4 (M \u003d Cu, Mn, Fe, Ni, Zn)
Fe 2 O 3 + ZN 2 \u003d ZN 2 O + 2Fe (son derece saf, 1050-1100 ° С)
Fe 2 O 3 + Fe \u003d ZFeO (900 ° C)
3Fe 2 O 3 + CO \u003d 2 (Fe II Fe 2 III) O 4 + CO 2 (400-600 ° С)
Fiş laboratuvarda - havadaki demir (III) tuzlarının termal ayrışması:
Fe 2 (SO 4) 3 \u003d Fe 2 O 3 + 3SO 3 (500-700 ° С)
4 (Fe (NO 3) 3 9 H 2 O) \u003d 2 Fe bir O 3 + 12NO 2 + 3O 2 + 36H 2 O (600-700 ° С)
Doğada - demir oksit cevherleri hematit Fe2O3 ve limonit Fe 2 O 3 nH 2 O
Demir(II) hidroksit F e(OH) 2 . Temel özelliklerin baskın olduğu amfoterik hidroksit. Beyaz (bazen yeşilimsi bir renk ile), Fe-OH bağları ağırlıklı olarak kovalenttir. Termal olarak kararsız. Özellikle ıslandığında (karardığında) havada kolayca oksitlenir. Suda çözünmez. Seyreltik asitlerle, konsantre alkalilerle reaksiyona girer. Tipik restoratör. Demirin paslanmasında ara ürün. Aktif demir-nikel pil kütlesinin imalatında kullanılır.
En önemli reaksiyonların denklemleri:
Fe (OH) 2 \u003d FeO + H20 (150-200 ° C, atm.N 2 cinsinden)
Fe (OH) 2 + 2HC1 (razb.) \u003d FeC1 2 + 2H 2 O
Fe (OH) 2 + 2NaOH (> %50) \u003d Na 2 ↓ (mavi-yeşil) (kaynar)
4Fe(OH) 2 (süspansiyon) + O 2 (hava) → 4FeO(OH)↓ + 2H 2 O (t)
2Fe (OH) 2 (süspansiyon) + H 2 O 2 (razb.) \u003d 2FeO (OH) ↓ + 2H 2 O
Fe (OH) 2 + KNO3 (kons.) \u003d FeO (OH) ↓ + NO + KOH (60 ° С)
Fiş: inert bir atmosferde alkaliler veya amonyak hidrat ile çözeltiden çökeltme:
Fe 2+ + 2OH (razb.) = Fe(OH) 2 ↓
Fe 2+ + 2 (NH3H20) = Fe(OH) 2 ↓+ 2NH4
demir metahidroksit F eO(OH). Temel özelliklerin baskın olduğu amfoterik hidroksit. Açık kahverengi, Fe-O ve Fe-OH bağları ağırlıklı olarak kovalenttir. Isıtıldığında erimeden ayrışır. Suda çözünmez. Çözeltiden, seyreltik bir alkali çözelti altında tutulduğunda veya kurutulduğunda FeO (OH)'ye dönüşen kahverengi amorf polihidrat Fe 2 O 3 nH 2 O formunda çökelir. Asitler, katı alkaliler ile reaksiyona girer. Zayıf oksitleyici ve indirgeyici ajan. Fe(OH)2 ile sinterlendi. Demirin paslanmasında ara ürün. Organik sentezde bir katalizör olarak, bir egzoz gazı emici olarak, sarı mineral boyalar ve emayeler için bir baz olarak kullanılır.
Bağlantı bileşimi Fe(OH) 3 bilinmemektedir (elde edilmemiştir).
En önemli reaksiyonların denklemleri:
Fe2O3 . nH 2 O→( 200-250 °С, —H 2 Ö) FeO(OH)→( 560-700°C havada, -H2O)→Fe 2 O 3
FeO (OH) + ZNS1 (razb.) \u003d FeC1 3 + 2H 2 O
FeO(OH)→ Fe 2 Ö 3 . nH 2 Ö-kolloid(NaOH (kons.))
FeO(OH) → N3 [Fe(OH) 6 ]beyaz sırasıyla Na5 ve K4; her iki durumda da aynı bileşim ve yapıya sahip mavi bir ürün olan KFe III çöker. Laboratuvarda bu çökelti denir. Prusya mavisi, veya turnbull mavisi:
Fe 2+ + K + + 3- = KFe III ↓
Fe 3+ + K + + 4- = KFe III ↓
İlk reaktiflerin ve reaksiyon ürününün kimyasal isimleri:
K 3 Fe III - potasyum hekzasiyanoferrat (III)
K 4 Fe III - potasyum hekzasiyanoferrat (II)
KFe III - hekzasiyanoferrat (II) demir (III) potasyum
Ek olarak, tiyosiyanat iyonu NCS - Fe 3+ iyonları için iyi bir reaktiftir, demir (III) onunla birleşir ve parlak kırmızı (“kanlı”) bir renk belirir:
Fe 3+ + 6NCS - = 3-
Bu reaktif ile (örneğin, KNCS tuzu şeklinde), içeriden pasla kaplı demir borulardan geçerse, musluk suyunda eser miktarda demir (III) bile tespit edilebilir.
Demir, tarih öncesi zamanlarda biliniyordu, ancak serbest halde doğada son derece nadir olduğu ve cevherlerden üretimi ancak belirli bir teknolojik gelişme düzeyinde mümkün olduğu için çok daha sonra yaygın olarak kullanıldı. Muhtemelen, ilk kez, bir kişi, eski halkların dillerinde adlarıyla kanıtlandığı gibi, göktaşı Demir ile tanıştı: eski Mısır "beni-pet", "göksel demir" anlamına gelir; antik Yunan sideros, bir yıldız, bir gök cismi olan Latin sidus (cins case sideris) ile ilişkilidir. MÖ 14. yüzyıl Hitit metinlerinde. e. Demir gökten düşen bir metal olarak anılır. Roman dillerinde Romalıların verdiği ismin kökü korunmuştur (örneğin, Fransızca fer, İtalyan ferro).
Cevherlerden demir elde etme yöntemi, MÖ 2. binyılda Asya'nın batı kesiminde icat edildi. e.; bundan sonra Demir kullanımı Babil, Mısır, Yunanistan'da yayıldı; Tunç Çağı'nın yerini Demir Çağı aldı. Homer (İlyada'nın 23. şarkısında) Aşil'in disk atma yarışmasının galibini demir bir çığlık diskiyle ödüllendirdiğini söyler. Avrupa'da ve Eski Rusya yüzyıllar boyunca peynir yapım süreci ile demir elde edildi. Demir cevheri, bir çukura kurulmuş bir fırında kömürle indirgenmiş; hava, kürklerle ocağa pompalandı, indirgeme ürünü - kritsu, cüruftan çekiç darbeleriyle ayrıldı ve ondan çeşitli ürünler dövüldü. Üfleme yöntemleri geliştirildikçe ve ocak yüksekliği arttıkça, işlemin sıcaklığı arttı ve demirin bir kısmı karbonlaştı, yani dökme demir elde edildi; bu nispeten kırılgan ürün, bir atık ürün olarak kabul edildi. Bu nedenle, dökme demir "chushka", "pik demir" adı - İngilizce. dökme demir. Daha sonra, fırına demir cevheri değil, dökme demir yüklenirken, düşük karbonlu demir blumunun da elde edildiği fark edildi ve böyle iki aşamalı bir işlemin ham şişirme işleminden daha karlı olduğu ortaya çıktı. 12-13. yüzyıllarda çığlık atma yöntemi zaten yaygındı.
14. yüzyılda, dökme demir, yalnızca daha sonraki işlemler için yarı mamul bir ürün olarak değil, aynı zamanda çeşitli ürünlerin dökümü için bir malzeme olarak da eritilmeye başlandı. Ocağın bir şaft fırınına ("domnitsa") ve daha sonra bir yüksek fırına yeniden inşası da aynı zamana kadar uzanıyor. 18. yüzyılın ortalarında, Orta Çağ'ın erken döneminde Suriye'de bilinen, ancak daha sonra unutulan, Avrupa'da çeliğin elde edilmesi için pota işlemi kullanılmaya başlandı. Bu yöntemle çelik, yüksek derecede refrakter bir kütleden küçük kaplarda (potalar) bir metal yükünün eritilmesiyle elde edildi. 18. yüzyılın son çeyreğinde, dökme demiri demire dönüştüren su birikintisi süreci, ateşli bir yankılı fırının ocağında gelişmeye başladı. 18. yüzyılın sanayi devrimi - 19. yüzyılın başları, buhar motorunun icadı, inşaat demiryolları, büyük köprüler ve bir buhar filosu, Demir ve alaşımları için muazzam bir talebe neden oldu. Ancak, mevcut tüm demir üretim yöntemleri pazarın ihtiyaçlarını karşılayamıyordu. Çeliğin seri üretimi, Bessemer, Thomas ve açık ocak süreçlerinin geliştirildiği 19. yüzyılın ortalarında başladı. 20. yüzyılda, elektrikli çelik üretim süreci ortaya çıktı ve yaygınlaştı ve yüksek kaliteli çelik verdi.
Doğada demirin dağılımı. Litosferdeki içerik açısından (ağırlıkça %4,65), demir metaller arasında ikinci sıradadır (alüminyum ilk sıradadır). Yaklaşık 300 mineral (oksitler, sülfürler, silikatlar, karbonatlar, titanatlar, fosfatlar, vb.) oluşturarak yerkabuğunda kuvvetli bir şekilde göç eder. Demir, çeşitli demir yataklarının oluşumu ile ilişkili magmatik, hidrotermal ve süperjen süreçlerde aktif rol alır. Demir, dünyanın derinliklerindeki bir metaldir, magma kristalleşmesinin erken aşamalarında, ultrabazik (%9,85) ve bazik (%8.56) kayalarda (granitlerde sadece %2.7'dir) birikir. Biyosferde demir, birçok deniz ve karasal tortuda birikir ve tortul cevherler oluşturur.
Demirin jeokimyasında önemli bir rol, redoks reaksiyonları ile oynanır - 2 değerlikli demirin 3 değerlikli hale geçişi ve bunun tersi. Biyosferde, organik maddenin varlığında Fe 3+ Fe 2+'ya indirgenir ve kolayca göç eder ve atmosferik oksijenle karşılaştığında Fe 2+ oksitlenerek üç değerlikli demir hidroksit birikimleri oluşturur. 3-valent Demirin yaygın bileşikleri kırmızı, sarı, kahverengidir. Bu, birçok tortul kayanın rengini ve adlarını belirler - "kırmızı renkli oluşum" (kırmızı ve kahverengi tınlar ve killer, sarı kumlar, vb.).
Demirin fiziksel özellikleri. Demirin modern teknolojideki önemi, sadece doğadaki geniş dağılımı ile değil, aynı zamanda çok değerli özelliklerin bir kombinasyonu ile belirlenir. Plastiktir, hem soğuk hem de ısıtılmış halde kolayca dövülür, haddelenebilir, damgalanabilir ve çekilebilir. Karbon ve diğer elementleri çözme yeteneği, çeşitli demir alaşımları elde etmenin temelidir.
Demir iki kristal kafes şeklinde bulunabilir: α- ve γ-vücut merkezli kübik (bcc) ve yüzey merkezli kübik (fcc). 910°C'nin altında, bcc kafesli a-Fe stabildir (20°C'de a = 2.86645Â). 910°C ile 1400°C arasında, fcc kafesi ile y-modifikasyonu stabildir (a = 3.64Â). 1400°C'nin üzerinde, erime noktasına (1539°C) kadar stabil olan δ-Fe bcc kafesi (a = 2.94Å) yeniden oluşur. α-Fe, 769 °C'ye kadar (Curie noktası) ferromanyetiktir. γ-Fe ve δ-Fe modifikasyonları paramanyetiktir.
Demir ve çeliğin ısıtma ve soğutma sırasındaki polimorfik dönüşümleri 1868'de D.K. Chernov tarafından keşfedildi. Karbon, küçük bir atom yarıçapına (0.77 Å) sahip C atomlarının, daha büyük atomlardan (Fe atom yarıçapı 1.26 Å) oluşan metal kristal kafesinin aralıklarında yer aldığı Demir ile arayer katı çözeltileri oluşturur. γ-Fe'deki katı bir karbon çözeltisine östenit, α-Fe'de ise ferrit denir. y-Fe içindeki doymuş katı bir karbon çözeltisi, 1130 °C'de kütlece %2.0 C içerir; α-Fe, 723 °C'de sadece %0.02-0.04 C'de ve oda sıcaklığında %0.01'den daha az çözünür. Bu nedenle, ostenit söndürüldüğünde, martensit oluşur - a-Fe'de çok sert ve kırılgan olan aşırı doymuş katı bir karbon çözeltisi. Söndürmenin temperleme ile kombinasyonu (nispeten ısıtma Düşük sıcaklık iç gerilmeleri azaltmak için), çeliğe gerekli sertlik ve süneklik kombinasyonunu vermenizi sağlar.
Demirin fiziksel özellikleri saflığına bağlıdır. Endüstriyel demir malzemelerinde Demire genellikle karbon, nitrojen, oksijen, hidrojen, kükürt ve fosforun safsızlıkları eşlik eder. Çok düşük konsantrasyonlarda bile bu safsızlıklar metalin özelliklerini büyük ölçüde değiştirir. Böylece, kükürt sözde kırmızı kırılganlığa, fosfora (% 10 - 2 P bile) - soğuk kırılganlığa neden olur; karbon ve nitrojen plastisiteyi azaltır ve hidrojen, Demirin kırılganlığını arttırır (hidrojen kırılganlığı olarak adlandırılır). Kirlilik içeriğinin %10-7 - %10-9'a düşürülmesi, metalin özelliklerinde önemli değişikliklere, özellikle süneklikte bir artışa yol açar.
Aşağıdakiler, esas olarak metale atıfta bulunan Demirin fiziksel özellikleridir. genel içerik ağırlıkça %0.01'den az safsızlıklar:
Atom yarıçapı 1.26Å
İyonik yarıçap Fe 2+ 0.80Å, Fe 3+ 0.67Å
Yoğunluk (20°C) 7.874 g/cm3
t balya yaklaşık 3200°С
Doğrusal genleşme sıcaklık katsayısı (20°C) 11,7 10 -6
Termal iletkenlik (25°C) 74,04 W/(m K)
Demirin ısı kapasitesi, yapısına bağlıdır ve sıcaklıkla karmaşık bir şekilde değişir; ortalama özgül ısı kapasitesi (0-1000°C) 640.57 j/(kg K) .
Elektrik direnci (20°C) 9,7 10 -8 ohm m
Elektriksel direnç sıcaklık katsayısı (0-100°C) 6,51 10 -3
Young modülü 190-210 10 3 MN / m 2 (19-21 10 3 kgf / mm 2)
Young modülünün sıcaklık katsayısı 4 10 -6
Kesme modülü 84.0 10 3 MN/m 2
Kısa süreli çekme mukavemeti 170-210 MN/m2
Bağıl uzama %45-55
Brinell sertliği 350-450 MN/m2
Akma dayanımı 100 MN/m2
Darbe dayanımı 300 MN/m2
Demirin kimyasal özellikleri. Atomun dış elektron kabuğunun konfigürasyonu 3d 6 4s 2'dir. Demir değişken bir değerlik sergiler (en kararlı bileşikler 2- ve 3-valent Demirdir). Oksijen ile Demir oksit (II) FeO, oksit (III) Fe 2 O 3 ve oksit (II,III) Fe 3 O 4 (bir spinel yapıya sahip Fe 2 O 3 ile FeO bileşiği) oluşturur. Normal sıcaklıklarda nemli havada Demir, gevşek pasla kaplanır (Fe 2 O 3 ·nH 2 O). Porozitesi nedeniyle pas, oksijenin ve nemin metale ulaşmasını engellemez ve dolayısıyla metali daha fazla oksidasyondan korumaz. Sonuç olarak Çeşitli türler Her yıl milyonlarca ton demir kaybedilmektedir. Demir kuru havada 200 °C'nin üzerinde ısıtıldığında, metali normal sıcaklıklarda korozyondan koruyan çok ince bir oksit film ile kaplanır; bu, demir mavisini korumanın teknik yönteminin temelidir. Su buharında ısıtıldığında, demir oksitlenerek Fe3O4 (570 °C'nin altında) veya FeO (570 °C'nin üzerinde) oluşur ve hidrojen açığa çıkar.
Hidroksit Fe (OH) 2, hidrojen veya nitrojen atmosferinde Fe2+ tuzlarının sulu çözeltileri üzerinde kostik alkaliler veya amonyağın etkisiyle beyaz bir çökelti olarak oluşturulur. Hava ile temas ettiğinde Fe(OH)2 önce yeşile döner, sonra siyaha döner ve son olarak hızla kırmızı-kahverengi Fe(OH)3 hidroksite dönüşür. FeO oksit, temel özellikler sergiler. Oksit Fe203 amfoteriktir ve hafif asidik bir işleve sahiptir; daha bazik oksitlerle (örneğin, MgO ile) reaksiyona girerek, ferromanyetik özelliklere sahip olan ve radyo elektroniğinde yaygın olarak kullanılan Fe203 nMeO tipi bileşikler olan ferritler oluşturur. asit özellikleri ferratlar, örneğin K2Fe04, serbest halde izole edilmemiş demir asit tuzları şeklinde bulunan 6 değerlikli Demirde de ifade edilir.
Demir, halojenler ve hidrojen halojenürlerle kolayca reaksiyona girerek klorürler FeCl2 ve FeCl3 gibi tuzlar verir. Demir kükürt ile ısıtıldığında FeS ve FeS 2 sülfitler oluşur. Demir karbürler - Fe 3 C (sementit) ve Fe 2 C (e-karbür) - soğutma üzerine demirdeki katı karbon çözeltilerinden çökelir. Fe3C ayrıca yüksek C konsantrasyonlarında sıvı Demir içindeki karbon çözeltilerinden salınır. Karbon gibi Azot, Demir ile arayer katı çözeltileri verir; nitrürler Fe 4 N ve Fe 2 N onlardan izole edilir.Hidrojen ile demir, bileşimi tam olarak belirlenmemiş olan sadece hafif kararlı hidritler verir. Demir, ısıtıldığında silisitler (örneğin Fe 3 Si ve fosfitler (örneğin Fe 3 P) oluşturmak için silikon ve fosfor ile kuvvetli bir şekilde reaksiyona girer.
Bir kristal yapı oluşturan birçok elementli (O, S ve diğerleri) demir bileşikleri değişken bir bileşime sahiptir (örneğin, monosülfid içindeki kükürt içeriği, % 50 ila 53.3 arasında değişebilir). Bunun nedeni kristal yapıdaki kusurlardır. Örneğin, demir oksitte (II), kafes bölgelerindeki Fe 2+ iyonlarından bazıları Fe 3+ iyonları ile değiştirilir; elektriksel nötrlüğü korumak için Fe 2+ iyonlarına ait bazı kafes bölgeleri boş kalır.
Fe = Fe 2+ + 2e reaksiyonu için tuzlarının sulu çözeltilerindeki Demirin normal elektrot potansiyeli -0.44 V'dir ve Fe = Fe 3+ + 3e reaksiyonu için -0.036 V'dir. Böylece, faaliyetler dizisinde demir, hidrojenin solundadır. H2 salınımı ve Fe2+ iyonlarının oluşumu ile seyreltik asitlerde kolayca çözünür. Demirin nitrik asit ile etkileşimi kendine özgüdür. Konsantre HNO 3 (yoğunluk 1,45 g/cm3), yüzeyinde koruyucu bir oksit film oluşması nedeniyle Demiri pasifleştirir; daha seyreltik HNO3, Demiri Fe 2+ veya Fe 3+ iyonlarının oluşumuyla çözer, NH3 veya N 2 ve N 2 O'ya indirgenir. Havadaki 2 değerlikli Demir tuzlarının çözeltileri kararsızdır - Fe 2+ kademeli olarak oksitlenir Fe 3+'e kadar. Demir tuzlarının sulu çözeltileri hidroliz nedeniyle asidiktir. Fe 3+ tuzlarının çözeltilerine SCN- tiyosiyanat iyonlarının eklenmesi, Fe(SCN) 3'ün görünümünden dolayı parlak kan kırmızısı bir renk verir, bu da yaklaşık 10'da 1 kısım Fe 3+ varlığını ortaya çıkarmayı mümkün kılar. 6 kısım su. Demir, karmaşık bileşiklerin oluşumu ile karakterize edilir.
Demir almak. Saf demir, tuzlarının sulu çözeltilerinin elektrolizi veya oksitlerinin hidrojenle indirgenmesiyle nispeten küçük miktarlarda elde edilir. Yeterince saf demir üretimi, nispeten düşük sıcaklıklarda hidrojen, doğal gaz veya kömür ile cevher konsantrelerinden doğrudan indirgeme yoluyla giderek artmaktadır.
Demir kullanımı. Demir en önemli metaldir modern teknoloji. AT saf Düşük mukavemeti nedeniyle demir pratikte kullanılmaz, ancak günlük yaşamda çelik veya dökme demir ürünlere genellikle "demir" denir. Demirin büyük kısmı, çok farklı bileşim ve özelliklere sahip alaşımlar şeklinde kullanılır. Demir alaşımları, tüm metal ürünlerin yaklaşık %95'ini oluşturur. Karbon bakımından zengin alaşımlar (ağırlıkça %2'den fazla) - dökme demir, demir açısından zengin cevherlerden yüksek fırınlarda eritilir. Çeşitli kalitelerdeki çelikler (ağırlıkça %2'den az karbon içeriği), fazla karbonu oksitleyerek (yakarak), zararlı safsızlıkları (esas olarak S, P, O) uzaklaştırarak ve eklenerek açık ocak ve elektrikli fırınlarda ve dönüştürücülerde dökme demirden eritilir. alaşım elementleri. Yüksek alaşımlı çelikler (yüksek miktarda nikel, krom, tungsten ve diğer elementler) elektrik ark ve indüksiyon fırınlarında eritilir. Vakum ve elektro cüruf yeniden eritme, plazma ve elektron ışını eritme gibi yeni işlemler ve diğerleri, özellikle önemli amaçlarla çelik ve demir alaşımlarının üretimi için kullanılmaktadır. Metalin yüksek kalitesini ve sürecin otomasyonunu sağlayan sürekli çalışan birimlerde çeliğin eritilmesi için yöntemler geliştirilmektedir.
Demire dayalı olarak, yüksek ve düşük sıcaklıkların, vakumun ve vakumun etkilerine dayanabilecek malzemeler oluşturulur. yüksek basınçlar, agresif ortam, yüksek alternatif voltajlar, nükleer radyasyon, vb. Demir ve alaşımlarının üretimi sürekli artmaktadır.
demir gibi sanat malzemesi Mısır, Mezopotamya, Hindistan'da antik çağlardan beri kullanılmaktadır. Orta Çağ'dan beri, Avrupa ülkelerinde (İngiltere, Fransa, İtalya, Rusya ve diğerleri) çok sayıda sanatsal demir ürün korunmuştur - dövme çitler, kapı menteşeleri, duvar destekleri, rüzgar kanatları, göğüs tertibatları, ışıklar. Çubuklardan dövülmüş ürünler ve delikli sacdan ürünler (çoğunlukla mika astarlı) düzlemsel formlar, net bir doğrusal grafik siluet ile ayırt edilir ve hafif bir arka plana karşı etkili bir şekilde görülebilir. 20. yüzyılda demir, kafesler, çitler, ajur iç bölmeler, şamdanlar ve anıtların imalatında kullanılır.
Vücutta demir. Demir, tüm hayvanların organizmalarında ve bitkilerde bulunur (ortalama olarak yaklaşık %0.02); esas olarak oksijen değişimi ve oksidatif süreçler için gereklidir. Onu büyük miktarlarda biriktirebilen organizmalar (sözde yoğunlaştırıcılar) vardır (örneğin, demir bakterileri - Demirin% 17-20'sine kadar). Hayvan ve bitki organizmalarındaki demirin neredeyse tamamı proteinlerle ilişkilidir. Demir eksikliği, klorofil üretiminin azalmasıyla bağlantılı olarak büyüme geriliğine ve bitki klorozuna neden olur. Aşırı demir ayrıca bitkilerin gelişimi üzerinde zararlı bir etkiye sahiptir, örneğin pirinç çiçeklerinin kısırlığına ve kloroza neden olur. Alkali topraklarda, bitki köklerine erişilemeyen demir bileşikleri oluşur ve bitkiler onu yeterli miktarlarda almaz; asidik topraklarda demir, fazla miktarda çözünür bileşiklere geçer. Topraklarda asimile olabilen demir bileşiklerinin eksikliği veya fazlalığı ile geniş alanlarda bitki hastalıkları görülebilir.
Demir, hayvanların ve insanların vücuduna gıda ile girer (karaciğer, et, yumurta, baklagiller, ekmek, tahıllar, ıspanak ve pancar demir açısından en zengin olanlardır). Normalde, bir kişi diyetten 60-110 mg Demir alır, bu da normalden çok daha fazladır. günlük gereksinim. Besinlerden demir emilimi vücudun üst kısmında gerçekleşir. ince bağırsak, kana proteine bağlı bir biçimde girdiği ve kanla birlikte çeşitli organ ve dokulara taşındığı, burada bir demir-protein kompleksi - ferritin şeklinde biriktiği yer. Vücuttaki ana demir deposu karaciğer ve dalaktır. Ferritin nedeniyle vücudun tüm demir içeren bileşikleri sentezlenir: solunum pigmenti hemoglobin kemik iliğinde sentezlenir, miyoglobin kaslarda sentezlenir ve çeşitli dokularda sitokromlar ve diğer demir içeren enzimler sentezlenir. Demir vücuttan esas olarak kalın bağırsağın duvarından (insanlarda günde yaklaşık 6-10 mg) ve az miktarda böbrekler yoluyla atılır. Vücudun Demir ihtiyacı yaşa ve fiziksel duruma göre değişir. 1 kg ağırlık için çocukların - 0,6, yetişkinler - 0,1 ve hamile kadınların - günde 0,3 mg Demir'e ihtiyacı vardır. Hayvanlarda, Demir ihtiyacı yaklaşık olarak (diyetin 1 kg kuru maddesi başına): süt inekleri için - en az 50 mg, genç hayvanlar için - 30-50 mg; domuz yavruları için - 200 mg'a kadar, hamile domuzlar için - 60 mg.
HF'deki demir bileşiklerinin kimliğini belirlemek için, demirli demir iyonlarını (Fe 2+) ve üç (A, B ve C) demir oksit iyonunu (Fe 3+) tanımlamak için iki yöntem (A ve B) tarif edilmiştir. Demirli demirin keşfi (yöntem A), demiri iyonize bir duruma aktarmak için test maddesinin seyreltik hidroklorik asit ile işlenmesine ve ardından elde edilen çözeltinin bir potasyum ferrisiyanür çözeltisi (kırmızı kan tuzu) ile işlenmesine dayanır. ). Bu mavi bir çökelti üretir. Demirli demiri keşfetmenin bu yöntemi, aşağıdaki reaksiyonlara dayanmaktadır:
Ferrisiyanür iyonu, demirli demiri okside okside eder ve kendisi de ferrosiyanüre indirgenir. Bundan sonra, değişken bileşimli mavi bir pigment çöker - Fe43 nK4 mH2O, burada n = 0.3-0.8; m = 12-24; basitçe - KFe (Prusya mavisi, turnbull mavisi, Paris mavisi).
Aynı mavi pigmentin, yukarıdaki denklemde yansıtıldığı gibi, bir potasyum ferrosiyanür (sarı kan tuzu) çözeltisinin bir demir oksit tuzu çözeltisi üzerindeki etkisiyle A yöntemine göre demir oksidin açılmasıyla elde edildiğine dikkat edilmelidir. Prusya mavisi çökeltisi seyreltik mineral asitlerde çözünmez, bu nedenle hazırlanması asidik bir ortamda gerçekleştirilir. Potasyum ferrosiyanür (K 4 ) ile Fe 2+ iyonlarının, asidik bir ortamda çeşitli oksitleyici ajanlar (KBrO 3 , K 2 Cr 2 O 7 ) tarafından kolayca oksitlenen beyaz bir Fe 2 çökeltisi oluşturması ilginçtir. Prusya mavisi. Potasyum ferrisiyanür (K 3 ) ile Fe 3+ iyonları çökelmez, ancak çözelti koyu kahverengi bir renk alır. Sırasıyla K3 ve K4'ün etkisi altında Prusya mavisi oluşumuna dayanan Fe 2+ ve Fe 3+ iyonlarının keşfi için farmakope yöntemleri, bu iyonları ayırt etmeyi mümkün kılar, ancak onların yardımıyla ayırt etmek zordur. bir demirli demir karışımı içeren bir oksit demir preparasyonundan bir demir oksit karışımı içeren bir demirli demir müstahzarı. Bu bağlamda, çözeltiyi kırmızıya boyayan demir tiyosiyanatların oluşumunun reaksiyonuna dayalı olarak, HF'deki demir oksit için B yöntemi de verilmiştir. Tiyosiyanat komplekslerinin kararlılık sabitleri yüksek değildir, bu nedenle belirleme gerektirir yüksek konsantrasyon ligand. Çözeltide, absorpsiyon maksimumu ve yoğunluğunda farklılık gösteren bir dizi kompleks oluşur.
Rodanid iyonunun konsantrasyonuna bağlı olarak kompleksler oluşur. farklı kompozisyon 1'den 6'ya kadar rhodanide iyonu için bir koordinasyon numarası ile:
Bu, demir okside karşı en spesifik reaksiyonlardan biridir. Fe 3+ ile rhodanid iyonundan daha güçlü kompleksler oluşturan bir dizi madde rengin görünümüne müdahale ettiğinden, her zaman pozitif olmadığı akılda tutulmalıdır. Bu maddeler arasında fosforik, oksalik, tartarik, sitrik asit ve bunların tuzları.
+2 ve +3 oksidasyon durumlarında demir iyonlarının keşfi için yaygın bir reaktif, amonyum sülfittir. Her iki durumda da, siyah demir sülfür çökeltileri dökülür. Bu çökeltiler mineral asitlerde çözüldüğünde bazı farklar görülebilir: demir sülfit çözüldüğünde şeffaf renksiz bir çözelti oluşur ve demir sülfür çözüldüğünde kükürt oluşumu nedeniyle bulanık bir çözelti elde edilir. Kükürt, oksit demir sülfürün çökeltisinde kısmen bulunur ve kısmen hidrojen sülfürün Fe3+ iyonu ile oksidasyonu sırasında oluşur:
FeS + 2HCl → H2S + FeCl2
Fe2S3 + 4HCl → 2FeCl2 + 2H2S + S↓
Demiri belirlemek için dikkate alınan yöntemler, onu yalnızca suda çözünen basit demir tuzları içeren, örneğin demir demir sülfat, demir demir laktat, feramid, vb. içeren müstahzarlarda keşfetmeyi mümkün kılar. Demirin güçlü kompleks bileşikleri olan müstahzarlar (ferroseron) , sodyum oksiferriskarbon) veya suda çözünmeyen (tabletler "Kaferid"), demiri çözeltiye aktarmak için önceden mineralize edilmiştir.
Reaksiyonları Yürütme
Demir ve oksit demire genel reaksiyon.
Bir demir veya oksit demir tuzu çözeltisine (yaklaşık 0.02 g demir iyonu) bir amonyum sülfür çözeltisi eklenir; seyreltik mineral asitlerde çözünen siyah bir çökelti oluşur.
Demirli demirin keşfi.
2 ml demir tuzu çözeltisine (yaklaşık 0.02 g demir iyonu) 0.5 ml seyreltilmiş hidroklorik asit ve 1 ml potasyum ferrisiyanid çözeltisi eklenir; mavi bir çökelti oluşur.
Demir oksidin keşfi.
A. 2 ml demir oksit tuzu çözeltisine (yaklaşık 0.001 g demir iyonu) 0.5 ml seyreltilmiş hidroklorik asit ve 1-2 damla potasyum ferrosiyanür çözeltisi ekleyin; mavi bir çökelti oluşur.
B. 2 ml demir oksit tuzu çözeltisine (yaklaşık 0.001 g demir iyonu) 0.5 ml seyreltilmiş hidroklorik asit ve 1-2 damla amonyum tiyosiyanat çözeltisi ekleyin; kırmızı bir renk belirir.
§2. Çinko iyonunun keşfi, Zn 2+
GPXI'de çinko iyonunun tespiti için iki yöntem verilmiştir. İlk yöntem çinko sülfür oluşumuna dayanmaktadır. Çinko sülfür çökeltisi, pH'ı 2-9 bölgesinde bulunan çözeltilerden meydana gelir. pH'da<2 сульфид цинка не образуется; при рН >9, tetrahidroksozinkat iyonu 2– oluşur.Bu bağlamda, GF'nin ilk çinko tuzu çözeltisinin reaksiyonu ile ilgili gereksinimi (nötr olmalıdır) belirsizdir. Çinko sülfat suda çözülürse, tuzun hidrolizi nedeniyle çözelti doğal olarak hafif asidik olacaktır.
Çinko oksit gibi suda çözünmeyen birkaç çinko preparatı vardır; "Undecin", "Zinkundan" müstahzarlarının bir parçası olan undesilenik asidin çinko tuzu. Bu müstahzarlardan bir çözeltiye çinko transferi, müstahzarların ya seyreltilmiş hidroklorik asit ya da sodyum hidroksit çözeltisi ile muamele edilmesiyle gerçekleştirilebilir, ancak çinko sülfür, pH'ları izin verilen bölgenin dışında olduğu için ortaya çıkan çözeltilerden çökelmez. Bu tür çözümler önce nötralize edilmelidir. Bundan sonra, önceden nötralize edilmiş çözeltiye seyreltilmiş asetik asit ve ardından bir hidrojen sülfür veya sodyum sülfür çözeltisi eklemek mümkün ve gereklidir.
İkinci yöntem, bir çinko iyonunun, onunla aşağıdaki bileşimin bir çift çinko tuzunun ve potasyum hekzasiyanoferratın (II) beyaz bir çökeltisini oluşturan potasyum ferrosiyanür ile reaksiyonuna dayanır:
3Zn 2+ + 2K4 → K2Zn32↓ + 6K+
Bu yöntem uygundur çünkü çinkoyu kuvvetli asidik çözeltilerde açmanıza izin verir. Bununla birlikte çinko, potasyum ferrosiyanürün etkisi altında alkali çözeltilerden çökelmez. Kostik alkali çözeltilerinin etkisi altında, hekzasiyanoferrat (II) çinko ve potasyumun çift tuzunun çökeltisi çözülür:
K 2 Zn 3 2 + 12OHˉ → 24– + 32– + 2K+
Reaksiyonları Yürütme
A. 2 ml nötr çinko tuzu çözeltisine (0,005-0,02 g çinko iyonu) 0,5 ml sodyum sülfür veya hidrojen sülfür çözeltisi ekleyin; seyreltik asetik asitte çözünmeyen ve seyreltik hidroklorik asitte kolayca çözünen beyaz bir çökelti oluşur.
B. 2 ml çinko tuzu çözeltisine (0,005-0,02 gr çinko iyonu) 0,5 ml potasyum ferrosiyanür çözeltisi ekleyin; seyreltik hidroklorik asitte çözünmeyen beyaz bir çökelti oluşur.
§3. Gümüş iyonlarının keşfi, Ag+
Gümüş iyonları içeren bir çözelti üzerinde hidrojen sülfür ve amonyum sülfürün etkisi altında, siyah gümüş sülfür Ag2S çökelir. Gümüş sülfür ayrıca atmosferik oksijen varlığında hidrojen sülfürün metalik gümüş üzerindeki etkisiyle oluşur, ancak bu reaksiyon çok yavaş ilerler:
4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S ↓ + 2H2O.
Ag2S'nin çok düşük çözünürlüğü ve Ag2S/2Ag sisteminin düşük potansiyeli nedeniyle, atmosferik oksijenin yokluğunda da gümüş sülfür oluşabilir:
2Ag + H2S = Ag2S ↓ + H2.
Gümüş sülfür, alkali metallerin sülfit ve polisülfit çözeltilerinde çözünmez. Nitrik asit hariç, mineral asit çözeltilerinde çözünmez:
3Ag2S + 8HNO3 = 6AgNO3 + 2NO + 3S + 4H2O.
Ancak AgSH, Ag(SH)2- ve Ag2S(SH)22- kompleks bileşiklerinin oluşumu nedeniyle, Ag2S'nin mineral asitlerdeki çözünürlüğü gözle görülür şekilde artar. Gümüş için tespit limiti 1 μg'dir. Kuvvetli asidik çözeltilerde sülfür oluşturan Cu2+, Hg2+, Bi3+, Sn (II, IV) iyonları gümüşün saptanmasına müdahale eder.
Alkali metallerin klorürleri, bromürleri ve iyodürleri. Gümüş iyonları ile etkileşime girdiklerinde, beyaz, soluk sarı ve beyaz renkli AgCl, AgBr ve Agl gibi peynirli bir çökelti oluştururlar. sarı renk sırasıyla. Cl-, Br- ve I- iyonlarının konsantrasyonundaki bir artışla, karmaşık bileşiklerin oluşumu nedeniyle gümüş halojenürlerin çözünürlüğü artar.AgX 2– ve AgX 4 3– ağırlıklı olarak küçük miktarlarda oluşur, AgX 3 2– da oluşur. Gümüş klorür, asit-baz reaksiyonlarının bir sonucu olarak yeterli miktarda amonyak içerdiğinden, bir amonyak ve amonyum karbonat çözeltisinde çözünür:
AgCl + 2NH3 \u003d Ag (NH 3) 2 Cl
NH4+ + H20 = NH3 + H3O+,
CO 3 2– + H 2 O \u003d HCO 3 - + OH-.
Gümüş iyodür NH3'te çözünmez, gümüş bromür kısmen çözünür, bu da çözünürlük ürünlerinin değerlerine uygundur. Elde edilen gümüş siyanür ve tiyosülfat kompleksleri amonyak olanlardan çok daha kararlı olduğundan, tüm gümüş halojenürler potasyum siyanür veya sodyum tiyosülfat çözeltilerinde kolayca çözünür.
Şekil 1. Ag(NH3)2Cl kristalleri
Yavaş kristalleşme sırasında, Ag(NH 3) 2 Cl amonyak çözeltilerinden küçük karakteristik kristaller - altıgenler, üçgenler ve yıldızlar şeklinde çöker (Şekil 1). Gümüşün mikrokristaloskopik reaksiyonla tespit limiti 5 μg'dir. Kurşun ve cıva karışır. Reaksiyonu bir test tüpünde gerçekleştirirken, gümüş için tespit limiti 10 µg'dir.
Reaksiyonun yürütülmesi.
1. Gümüş iyonları içeren 1-2 damla çözeltiye, 1-2 damla %30'luk çözelti ekleyin. asetik asit ve 1-2 damla amonyum sülfür çözeltisi. Siyah bir gümüş sülfür çökeltisi oluşur.
2. Nitrik asitle asitleştirilmiş 2-3 damla test çözeltisine 2-3 damla 2 M HCl çözeltisi ekleyin. Amorf beyaz bir çökelti oluşur. Santrifüj edilir, su ile yıkanır ve 2-3 damla konsantre NH3 solüsyonu ile işlenir. Elde edilen çözeltinin bir damlası bir cam slayt üzerine yerleştirilir. Çözücünün buharlaşmasından bir süre sonra, Ag(NH3)2Cl'nin karakteristik kristalleri oluşur.
Cıva (I), Hg 1+ katyonlarının tespiti. + 1 oksidasyon durumundaki cıva, Hg22+ iyonu olarak bulunur.
Hg2 2+ iyonları içeren bir çözeltiye bir sülfür iyonu eklendiğinde, HgS ve Hg'den oluşan siyah bir çökelti oluşur: + 1 oksidasyon durumundaki cıva Hg22+ iyonu olarak bulunur.
Hg2+ iyonları, çoğu ligandla zayıf çözünür ve zayıf ayrışmış bileşikler oluşturduğundan, sülfür iyonları ile etkileşimde gözlemlendiği gibi, Hg2 2+'nın orantısızlaşması mümkündür. Cıva için tespit limiti 5 μg'dir.
Amonyağın Hg2Cl2 üzerindeki etkisi altında, Hg ve HgNH2Cl veya bunun Hg2NH2Cl H2O ile karışımından oluşan siyah bir çökelti oluşur:
Cıva için tespit limiti 20 μg'dir.
Hg 2 2+ tespit etmek için, morötesi ışıkta turuncu-kırmızı ışığı aydınlatabilen Hg 2 Cl 2 kalomel oluşum reaksiyonunu kullanabilirsiniz. Cıva için tespit limiti 0,005 μg'dir. Reaksiyonlara 200 kat miktarda Cu, Pb, Ag, Sn (II), Bi ile müdahale edilmez. Kalomel ışıma yoğunluğu, Hg (II), metalik cıva ve nitrojen oksit (IV) varlığında önemli ölçüde azalır.
Bir reaksiyon yürütme
1. 3-4 damla Hg 2 (NO 3) 2 çözeltisine 2-3 damla amonyum sülfür çözeltisi ekleyin. Siyah bir çökelti oluşur.
2. 3-4 damla Hg 2 (NO 3) 2 solüsyonuna 3-4 damla 2M hidroklorik asit ekleyin. Beyaz bir Hg2Cl2 çökeltisi oluşur Çökelti santrifüj edildikten sonra 3-4 damla %25 NH3 çözeltisi ile işlenir. Çökelti anında siyaha döner, Hg ve HgNH2Cl karışımı oluşur.
3. Lüminesan reaksiyon. Bir cam slayta cıva (I) iyonları içeren bir çözeltiden bir damla ve bir 2M HCl çözeltisinden bir damla uygulanır. Ultraviyole ışıkta kalomel'in turuncu-kırmızı parıltısını gözlemleyin.
§dört. Cıva iyonunun keşfi, Hg 2+
Cıva katyonunun tespiti (II) Hg 2+ . Cıva (II) 2+ iyonları sulu çözeltilerde renksizdir. Tüm cıva (II) bileşikleri oldukça zehirlidir, bu nedenle onlarla çalışırken önlem alınmalıdır!
Tıbbi uygulamada yalnızca oksit cıva preparatları (Hg2+) kullanıldığından, Küresel Fon yalnızca oksit cıvanın tanımlanmasına yönelik yöntemleri açıklar. Söz konusu yöntemler, oksit civanın karakteristik reaksiyonlarına dayanmaktadır. Suda çözünmeyen cıva müstahzarları, cıvayı iyonize bir duruma aktarmak için seyreltik hidroklorik asit ile ön işleme tabi tutulur. Elde edilen çözelti alkalize edildiğinde, sarı bir cıva oksit (II) çökeltisi çöker:
Potasyum iyodür çözeltisinin bir oksit cıva tuzu çözeltisine kademeli olarak eklenmesiyle, önce kırmızı bir cıva (II) iyodür çökeltisi çöker, bu çökelti, fazla miktarda reaktif eklendiğinde, soluk sarı, neredeyse renksiz bir renk oluşturmak üzere çözülür. potasyum tetraiyodomerküroat kompleks tuzunun çözeltisi:
Her iki yöntem de yürütmede oldukça spesifik, basit ve güvenilirdir. İşten sonra cıva içeren çözeltiler özel hazırlanmış şişelere dökülür.
Asidik çözeltilerde (6-7 M HCl) siyah bir HgS sülfür çökeltisi oluştururlar. Cıva sülfürün üç modifikasyonu vardır: mineral cinnabar ile aynı, zikzak Hg-S-Hg zincirleri ile bozulmuş bir sodyum klorür kafesine sahip kırmızı form; çinko blende yapısına sahip, mineral metasinnobarit olarak ortaya çıkan siyah form; sodyum tiyosülfatın nötr bir cıva (II) klorür çözeltisi üzerindeki etkisiyle oluşan cinnabar.
H2S, cıva tuzlarının asit çözeltilerine yavaş yavaş geçirildiğinde ara ürünlerin oluşumu gözlemlenebilir; HgmClnSx (Hg3Cl2S2) bileşiminin beyaz, gri, sarı veya kahverengimsi renkleri. Genellikle, HgS sülfür, siyah bir çökelti şeklinde cıva tuzlarının asidik çözeltilerinden çökelir. HgS(siyah)'ın çözünürlük çarpımı 1.5 10-52'dir, ancak H2S, HS-, bileşiklerinin oluşumu ile çözeltide meydana gelen yan reaksiyonlardan dolayı çözünürlüğü aslında çok daha yüksektir. Hg(OH)+ ve Hg(OH)2. Siyah sülfür, ısıtıldığında veya polisülfidlerin alkali çözeltilerinin etkisi altında kırmızı bir forma dönüşür.
Cıva sülfür aqua regia'da çözünür; hidroklorik asitte, yalnızca oksitleyici ajanların (örneğin hidrojen peroksit) veya kompleks yapıcı iyonların varlığında çözünür. Sülfür iyonu ile cıvanın tespit edilmesinin hassasiyeti, analiz edilen çözeltinin asitliğine bağlıdır. Örneğin, kuvvetli asidik çözeltilerde cıva için tespit limiti 10 µg'dir. Arsenik (V) ve bakır (II) sülfürler, 6-7 M HCl konsantrasyonuna sahip çözeltilerden cıva ile birlikte çöker.
Potasyum iyodür, cıva (II) iyonlarıyla etkileşime girdiğinde kırmızı bir HgI2 çökeltisi oluşturur. Civa (II) iyodürün iki modifikasyonu vardır: kırmızı ve sarı. Kırmızı değişiklik, 150°C'ye ısıtıldığında sarıya dönüşür. Cıva iyodür katmanlı kafeslerde kristalleşir. HgI 2 çökeltisi, stabil kompleks iyonların oluşumu ile tiyosülfat veya siyanür çözeltilerinde fazla miktarda potasyum iyodür içinde çözülür. Sulu çözeltilerde, halojenür, siyanür, tiyosülfat iyonları ve diğer anyonlar ile Hg2+ iyonları HgX+, HgX2, HgX3-, HgX42-, gibi kompleksler oluşturur. Çözeltideki daha yüksek cıva içeriklerinde polinükleer kompleks bileşikler oluşur. Çözeltide aynı anda farklı doğada birkaç anyon mevcutsa, karışık ligand kompleksleri HgXnYi oluşur, örneğin HgClBr, HgBr 2 I-, HgI 2 Br 2 2–, vb.
NH3 veya amonyum iyonlarının ve HgI 4 2– kompleks iyonları içeren bir çözelti üzerinde konsantre bir alkali çözeltisinin etkisi altında, karakteristik bir kırmızı-kahverengi çökelti oluşur:
Nessler reaksiyonu olarak adlandırılan bu reaksiyon, Hg 2+ ve NH 4+'ı tespit etmek için kullanılır. Cıva için tespit limiti 5 μg'dir.
Alkalilerle reaksiyon Hg 2+ + 2 OH - \u003d HgO (sarı) + H 2 O. HgO çökeltisi, sırasıyla, Hg (NO 3) 2 oluşturmak üzere nitrik asitte, alkali metallerin klorür ve iyodür çözeltilerinde çözülür. , HgCl 2 ve kompleks 2– :
HgO + 2 HNO 3 - Hg (NO 3) 2 + H 2 O
HgO +2Cl - + H20 - HgCl, + 2OH -
HgO +4 I - + H 2 O - 2– + 2OH -
Reaksiyonun yürütülmesi.
1. 2-3 damla cıva (II) iyonları içeren çözeltiye 3-4 damla konsantre HCl ve 3-4 damla amonyum sülfür çözeltisi ekleyin. Elde edilen çözelti bir su banyosunda ısıtılır. Siyah bir HgS çökeltisi oluşur. Çökelti santrifüjlenir, bir kısmı başka bir test tüpüne aktarılır ve aqua regia içinde çözülür. Çökeltinin geri kalanı bir HCI ve KI karışımı içinde çözülür.
2. 1-2 damla cıva (II) iyonları içeren bir çözeltiye, bir HgI2 çökeltisi oluşana kadar ve bir fazlalık çökelti çözülene ve HgI 4 2– oluşana kadar damla damla bir KI çözeltisi ekleyin. Elde edilen çözeltiye 1-2 damla NH4Cl çözeltisi ve 1-2 damla %30 KOH çözeltisi ekleyin. Kırmızımsı kahverengi bir çökelti oluşur.
3. 4 damla oksit civa tuz çözeltisine 1 damla kostik soda ekleyin. Sarı bir çökelti oluşur.
§5. Manganez (II), Mn 2+ katyonlarının tespiti
Nitrik asit ortamında sodyum bizmut, kurşun (IV) oksit, amonyum persülfat, ısıtıldığında manganez (II) iyonlarını karakteristik kırmızı-mor renge sahip olan manganez asidi HMnO4'e hızla oksitler:
Amonyum persülfat ile oksidasyon, amonyum persülfat tarafından gümüş (II) iyonlarına oksitlenen gümüş (I) iyonlarının bir katalizörü varlığında gerçekleştirilir.
Sodyum bizmutat, diğer oksitleyicilerin aksine manganez (II) iyonlarını ısıtmadan oksitler. Manganezin saptanması, klorür iyonu ve büyük miktarlarda manganez(II) iyonu dahil olmak üzere indirgeyici maddeler tarafından engellenir. Manganez için tespit limiti 2 μg'dir.
Bir reaksiyon yürütme
1) Bir damla manganez nitrat veya sülfat çözeltisine bir damla konsantre nitrik asit, 3-4 damla su ve biraz katı sodyum bizmutat eklenir. Çözelti mora döner.
2) 5-6 damla (NH4)2S2O8 çözeltisine bir damla 2M H2SO4 çözeltisi, 1-2 damla konsantre H3PO4 (fosforik asit MnO-4 iyonlarını stabilize eder ve bozunmalarını önler), 1-2 damla AgNO3 çözeltisi ve sıcaklık. Mn2+ iyonları içeren ve klorür iyonları içermeyen minimum miktarda bir çözelti, ısıtılmış oksitleyici karışıma bir cam çubuk kullanılarak eklenir, karıştırılır ve çözeltinin kırmızı-mor rengi gözlenir.
§6. Bakır (II) Cu 2+ katyonlarının tespiti
GF, bakır (II) iyonlarını saptamak için aşağıdaki yöntemleri kullanır.
Bakırın (II) metallerle metalik bakıra indirgenmesinin reaksiyonu - Reaksiyon, bakırın solundaki metal voltaj serilerinde bulunan metaller tarafından verilir.
Cu 2+ + Zn \u003d Cu + Zn 2+
Сu 2+ + Fe = Сu + Fe 2+
3 Cu 2+ +2 A1 \u003d 3 Cu +2 A1 3+
Potasyum hekzasiyanoferrat (II) pH ≤ 7'de bakır iyonlarını kırmızı-kahverengi bir çökelti halinde çökeltir Cu2Fe(CN)6, bakır ammini oluşturmak üzere amonyak içinde çözünür. Bakır için tespit limiti 10 μg'dir. Reaksiyon, reaktif ile renkli çökeltiler oluşturan Fe3+, Ni2+, Co2+ iyonları tarafından engellenir. Bu nedenle, bu iyonlar önceden ayrılır veya kararlı çözünür kompleks bileşiklere bağlanır. Çok düşük bakır konsantrasyonlarında çökelti çökelmez, ancak çözelti renklenir. pembe renk.
Amonyak, bakır iyonlarıyla etkileşime girdiğinde, önce reaktifin fazlalığında kolayca çözünen, değişken bir yeşil renk bileşimine sahip bazik tuzları çökeltir. pH >9'da bakırın yoğun mavi amonyak kompleksleri oluşur: Cu(NH 3)(H 2 O) 5 2+ ; Cu (NH 3) 4 (H 2 O) 2 2+. Bakır için tespit limiti 40 μg'dir.
Amonyum tetrarhodanomerküriat (II), çinko iyonlarının varlığında bakır iyonları ile bir asetik asit ortamında izomorfik kristaller oluşturur mor CuHg(SCN)4 ve ZnHg(SCN)4 (Şekil 2). Bu reaksiyonun başarılı olması için, çok seyreltik bir bakır tuzu çözeltisinin alınması gerekir, aksi takdirde menekşe yerine sarımsı yeşil bir CuHg (SCN) 4 çökeltisi çökelir.
Şekil 2. . CuHg(SCN)4 kristalleri (a), CuIIg(SCN)4 ve ZnHg(SCN)4 izomorfik kristalleri (b)
Bakır için tespit limiti 2 μg'dir. Reaktifle renkli bileşikler oluşturdukları için Fe3+, Co2+, Ni2+ iyonları bulunmamalıdır. Bakır için reaksiyon in vitro veya mikrokristaloskopik olarak gerçekleştirilebilir. Şek. CuHg(SCN)4 bileşiğinin kristalleri gösterilmiştir. Bakır tespiti, CuHg(SCN)4 bileşiği kullanılarak mikrokristaloskopik yöntemle gerçekleştirilirse, sadece 5 µg tespit edilebilir.
Cu(I) iyonları ile piridin ve 2-pikolin varlığında hidroklorik asit, Py'nin piridin veya pikolin olduğu CuPyCl ve Cu(Py)3Cl bileşim komplekslerini oluşturur. Bu bileşik eksi 196°C'de yoğun bir şekilde sarı ışık saçar. Ag+ ve Au+ (elektronik konfigürasyon nd10) gibi Cu (I) iyonları, kendi lüminesanslarıyla karakterize edilir. Metal iyonunun enerji seviyeleri arasındaki elektronik geçişlerden kaynaklanmaktadır.
Bakırın lüminesansı ile tespit reaksiyonu, filtre kağıdı üzerinde damla yöntemiyle gerçekleştirilebilir. Bakır için tespit limiti 0,06 μg'dir. 100 kat miktarda Cd, Co, Zn, Ni, Fe(II, III), Mn, Cr bakırın tespitine müdahale etmez. Pb2+, Bi3+, Sb(III) dışındaki diğer katyonlar, bakırın saptanmasına herhangi bir miktarda müdahale etmez.
Bir reaksiyon yürütme
1. Bakır (II) iyonları (pH ≤ 7) içeren 2-3 damla solüsyona 1-2 damla reaktif solüsyonu ekleyin. Kırmızımsı kahverengi bir çökelti oluşur.
2. Bakır iyonları (I I) içeren 2-3 damla solüsyona pH>9'a kadar fazla miktarda amonyak solüsyonu ekleyin. Çözeltinin yoğun mavi renginin görünümü bakırın varlığını gösterir.
3. A) Bir cam slayt üzerinde (veya bir test tüpünde) bakır (I I) iyonları içeren 1-2 damla çözeltiye, 2-3 damla %1 çinko asetat veya sülfat çözeltisi ve 1-2 damla ekleyin. bir reaktif çözeltisinden. Karışım bir cam çubukla karıştırılır. Bakır varlığında mor bir çökelti belirir.
B) Bir cam slayt üzerinde bir damla bakır tuzu çözeltisine bir damla %30 CH3COOH çözeltisi ve bir damla reaktif çözeltisi eklenir. Mikroskop altında incelenen karakteristik (iğne yıldız şeklinde) sarımsı yeşil CuHg(SCN)4 kristalleri oluşur.
4. Lüminesan reaksiyon. Filtre kağıdına bir damla bakır (II) iyonları içeren bir çözelti, doymuş bir NaCl veya KCl çözeltisi içinde bir damla 0.06 M askorbik asit çözeltisi ve bir damla 0.01 M piridin (pikolin) çözeltisi uygulanır. etanol eklenir. Islak noktalı kağıt, 20-30 saniye boyunca sıvı nitrojen içeren bir Dewar kabına cımbızla yerleştirilir. Ultraviyole ışığında, donmuş noktanın parlak sarı bir ışıldaması gözlenir.
5. Bir demir veya çinko levha üzerine bir damla bakır sülfat çözeltisi koyun. Kırmızı bir serbest bakır tortusunun oluşumunu gözlemleyin.
§7. Kadmiyum katyonu tespiti, Cd 2+.
pH ~ 0,5'te hidrojen sülfür veya alkali metal sülfürler, kadmiyum iyonları ile sarı bir kadmiyum sülfür çökeltisi oluşturur. Çökelti, sodyum sülfür ve sodyum hidroksit içinde çözünmez, ancak konsantre hidroklorik ve nitrik asitlerde çözünür:
Kadmiyum için tespit limiti 100 μg'dir. Metal iyonları müdahale ederek bu koşullar altında çözünmeyen sülfürler Сu2+, Hg2+, Bi3+, Sn(I, IV), Sb(III, V), vb. oluşturur.
Nötr ve hafif asidik çözeltilerdeki difenilkarbazid I, kadmiyum iyonları ile mavi-mor bir renk veya kırmızı-mor bir çökelti oluşturur; bu durumda, görünüşe göre, dnfenilkarbazidin oksidasyon ürünü olan difenilkarbazon ile bileşim II'nin karmaşık bir bileşiği oluşturulur:
Kadmiyum için tespit limiti 100 μg'dir. Bakır iyonlarının (II I), cıvanın (I I), kurşunun bozucu etkisi, iyodür veya tiyosiyanat ile ortadan kaldırılır.
pH ~ 8'de kadmiyum iyonlu 8-(Benzensülfonilamino)kinolin I veya 8-(p-toluensülfonilamino)kinolin II, parlak yeşil floresan ışık veren kompleks III bileşiğini oluşturur:
Parlamanın yoğunluğu 1-2 dakika sonra maksimum olur.
Kadmiyum için ışıldayan reaksiyon, bir test tüpünde veya filtre kağıdında gerçekleştirilebilir. I (0,03 µg) ile tespit limiti, II (0,05 µg) ile olandan daha düşüktür. Fe (II, III), Co, Ni, Mn, Cu'nun parıltısının yoğunluğunu azaltın. Bu katyonların etkisi, kadmiyum bileşiğinin kloroform ile ekstraksiyonu ile ortadan kaldırılır. Çinko, kadmiyum tespit koşulları altında floresan bileşikler oluşturur, ancak lüminesans yoğunluğu kadmiyum bileşiklerininkinden 10 kat daha azdır.
Kobalt (II) iyonları ile pH 4-5'te bir asetik asit çözeltisi içinde amonyum (potasyum) tiyosiyanat renkli oluşturur Mavi renk Co (N CS) n (2-n) + genel formülünün çeşitli bileşimlerinin kompleks bileşikleri, burada n = 1, 2, 3, 4. Oksijen içeren çözücüler (eter, aseton, izoamil alkol) koyu mavi özü çıkarır düşük - görünüşe göre Co(NCS)42- bileşimine göre kararlı kobalt kompleksleri. Karmaşık bileşiklerin ayrışmasını azaltmak için büyük miktarda tiyosiyanat eklemek gerekir. Kobalt için tespit limiti 3 μg'dir.
Kobaltın saptanmasına, NCS- ile kırmızı renkli kompleks bileşikler oluşturan demir(III) iyonları müdahale eder; farklı kompozisyon. Fe(NCS)3 kompleksi, kobalt kompleksleri ile aynı organik çözücüler ile özütlenir. Demir (III) iyonlarının bozucu etkisi, demir (III) iyonları ile renksiz, kararlı bir kompleks bileşik oluşturan florür iyonlarının eklenmesiyle ortadan kaldırılır.
pH 4-5'te bir asetik asit çözeltisindeki potasyum nitrit, kobalt (III) iyonları ile sarı bir çökelti oluşturur:
Co(CH3COO)2+7KNO2+2CH3COOH=K3Co(NO2)6+NO+H2O+4CH3PİŞİRME.
Seyreltik çözeltilerde, ısıtıldığında ve bekletildiğinde bir çökelti oluşur. Bu reaksiyon genellikle kobalt'ı girişim yapan iyonlardan ayırmak için kullanılır. Kobalt için tespit limiti 0,4 μg'dir.
Mikrokristaloskopik reaksiyon, bir kobalt(II) tuzu solüsyonu bir amonyum tetrarhodanomercuriate(II) solüsyonu ile muamele edildiğinde, zayıf çözünen CoHg(SCN)4 bileşiğinin parlak mavi kristallerinin oluşumuna (~0.5 M HCl) dayanır (Şekil) . ZnH g(SCN)4 ve CoHg(SCN)4 omorfik kristallerinin oluşumu nedeniyle çinko iyonlarının varlığında kobalt için tespit limiti azalır. Kobalt için tespit limiti 0,1 μg'dir. Birçok iyon Аg + , Pb 2+ , Cd 2+ , Zn 2+ , Fe 2+ , Ni 2+ , Cu 2+ , Sn(II) reaktif tarafından çökeltilir, ancak mavi rozetler veya kobalt bileşik kristallerinin iğneleri önemli miktarda yabancı iyon varlığında bile mikroskop altında ayırt edilebilir. Demir (III) iyonları, florür iyonları ile maskelenir.
Şekil 3. CoHg(SCN)4 kristalleri
Oktahedral yapının [Co(H 2 O) ] 2+ kobalt (II) su iyonları pembedir, bu nedenle kobalt (II) tuzlarının seyreltik sulu çözeltileri de pembe bir renge sahiptir. Bununla birlikte, Co2'nin sulu çözeltileri buharlaştırıldığında, renkleri tetrahedral kobalt (II) komplekslerinin özelliği olan maviye dönüşür. Co(II) bileşikleri kolaylıkla Co(III) bileşiklerine oksitlenir ve bazı durumlarda zaten atmosferik oksijen (suda çözülür) tarafından kobalt (II) için kalitatif reaksiyonlar yapılırken dikkate alınması gerekir. Sulu çözeltilerde, kobalt (II) ve kobalt (III), yalnızca karmaşık bileşikler şeklinde bulunur. Co(III) kompleksleri, Co(II) komplekslerinden daha kararlıdır.
Reaksiyonun yürütülmesi.
1. Kadmiyum iyonları içeren 1-2 damla çözeltiye bir damla sodyum sülfür çözeltisi eklenir, sarı bir çökelti oluşur.
2. Bir damla doymuş difenilkarbazid çözeltisi, bir damla test çözeltisi filtre kağıdına uygulanır ve konsantre bir amonyak çözeltisi ile bir şişe üzerinde 2-3 dakika tutulur, mavi-mor bir renk görünür. Girişim yapan iyonların varlığında, önce reaktifin doymuş etanol çözeltisine doygunluğa kadar kristalli KNCS ve KI eklenir. Filtre kağıdını bu solüsyonla ıslatın ve kurutun. Reaksiyon daha sonra yukarıda tarif edildiği gibi gerçekleştirilir.
3. Lüminesan reaksiyon.
1) Bir test tüpünde, 2-3 damla kadmiyum iyonları içeren bir çözeltiye, 2-3 damla %25 amonyak çözeltisi (pH ~ 8), 3-5 damla %0.01 etanol (aseton) çözeltisi ekleyin. reaktif I veya II. 1-3 dakika sonra, ultraviyole ışığında yeşil floresan gözlenir. Gerekirse, analiz edilen çözeltiye 1 ml kloroform eklenerek pH ~ 8'de ekstraksiyon yapılır. 1-2 dakika ekstrakte edin ve ekstraktın yeşil parıltısını gözlemleyin.
2) Filtre kağıdına bir damla test solüsyonu, bir damla %25 amonyak solüsyonu ve bir damla %0.01 etanol (aseton) reaktif solüsyonu uygulanır. Ultraviyole ışığında, oluşan noktanın yeşil bir flüoresansı gözlenir.
4. Kobalt (II) iyonları içeren 2-3 damla çözeltiye katı amonyum (potasyum) tiyosiyanat, katı amonyum florür, 5-7 damla izoamil alkol ekleyin ve çalkalayın. İzoamil alkol tabakası maviye döner.
5. Kobalt (II) iyonları içeren 2-3 damla çözeltiye 2 damla 2 M CH3COOH çözeltisi, 2 damla sodyum asetat çözeltisi ve katı potasyum nitrit ekleyin. Karışım bir su banyosunda birkaç dakika ısıtılır. Sarı bir çökelti oluşur.
§sekiz. Nikel (II) katyonu Ni 2+ tespiti
Dimetilglioksim, pH 5-10 aralığında nikel (II) iyonları ile yapı II'nin karakteristik alo-kırmızı rengine sahip kompleks bir bileşik oluşturur, suda az çözünür:
Nikel için tespit limiti 3,2 μg'dir.
Bakır (II) iyonları (turuncu-sarı), demir (II) (kırmızımsı), kobalt (II) (kahverengi-kırmızı) iyonları da dimetilglioksim ile kompleks bileşikler oluşturur. Kompleks bileşiklerinin stabilitesi Fe serisinde değişir. Nikel (II) 2+'nin aquokompleksleri yeşil renklidir; bu nedenle, nikel (II) tuzlarının sulu çözeltileri yeşildir. Nikel(II) çözeltide sadece kompleks bileşikler halinde bulunur. Reaksiyonun yürütülmesi. 1) Nikel (II) iyonları içeren 1-2 damla çözeltiye, 1-2 damla %1 etanol dimetilglioksim çözeltisi ve 1-2 damla 2 M amonyak çözeltisi ekleyin. Karakteristik bir kırmızı-kırmızı çökelti oluşur. 2) Fe 3+ , Co 2+ ve Cu 2+ iyonlarının varlığında algılama. Dimetilglioksim emdirilmiş kağıda bir damla test solüsyonu ve bir damla doymuş sodyum tartrat solüsyonu arka arkaya uygulanır. Kağıt daha sonra seyreltik bir amonyak çözeltisine daldırılır ve burada nazikçe harekete geçirilir. Renkli kobalt ve bakır dimetilglioksimatlar çözünür ve kağıt üzerinde kırmızı bir nikel dimetilglioksimat lekesi bırakır. §9. Krom (III), Cr 3+ iyonlarının tespiti Alkali bir ortamda hidrojen peroksit, Cr(III)'ü Cr(VI)'ya oksitler: Sarı bir sodyum kromat çözeltisi oluşur. Hidrojen peroksitin kromat çözeltileri üzerindeki etkisi altında, deneyin koşullarına bağlı olarak çeşitli krom perokso kompleksleri oluşur, örneğin mavi CrO (O2) 2X (I) (X - su molekülleri veya oksijen içeren bir organik madde). çözücü) ve menekşe, muhtemelen CrO (O2) 2OH - ( II) bileşiminden. Bu kompleksler, tepesinde bir oksijen atomu bulunan beşgen bir piramit şeklindedir. Mavi CrO(O2)2X, asidik bir dikromat çözeltisinin hidrojen peroksit ile işlenmesiyle oluşturulur: CrO(O2)2OH- türevleri, H2O2'nin dikromatların nötr çözeltileri üzerindeki etkisiyle oluşturulur: Krom peroksit bileşikleri sulu çözeltilerde kararsızdır; organik çözücülerde (dietil eter, amil alkol vb.) kararlıdırlar: Krom için tespit limiti 10 μg'dir. Reaksiyon krom için seçicidir. Vanadyum, V:Cr =5:l oranında kromun saptanmasına müdahale eder. pH 4-5'te krom (III) iyonları ile sodyum etilendiamintetraasetat (EDTA) I, CrY - bileşiminin mor bir kompleks bileşiğini oluşturur, burada Y 4- EDTA anyonudur ve yapı II'dir. Oda sıcaklığında, krom aqua kompleksleri Cr(H 2 O) 6 inert olduğundan reaksiyon çok yavaştır. Krom heksaaqua komplekslerinde τ1/2 su moleküllerinin değişiminin yarı süresi 50 saattir. Isıtıldığında, EDTA ile krom komplekslerinin oluşum reaksiyonunun hızı artar. pH 7-9'da, Cr(OH)Y 2– bileşiminin kompleksleri oluşur ve çözelti alkalize edildiğinde CrY kompleksinin menekşe rengi maviye döner: EDTA, kromoforik özelliklere sahip katyonlarla (Fe 3+ , Cu 2+ , Co 2+ , Ni 2+ ) renkli kompleks bileşikler oluşturur, bu nedenle krom (III) tespitine müdahale edebilirler. Bu nedenle, yüksek konsantrasyonlarda Fe2+ iyonları, EDTA ile daha kararlı, açık sarı bir kompleks bileşik oluşturduklarından ve sonuç olarak krom bileşiğinin menekşe rengi lokoid olduğundan, kromun saptanmasına müdahale eder. Büyük miktarda Co2+ ve Ni2+ ile, bir krom kompleksi bileşiğinin rengine benzer bir menekşe rengi görünebilir. Oksalat ve sitrat iyonları, krom tespitine müdahale eder. Bir reaksiyon yürütme 2-3 damla krom (III) iyonları içeren bir çözeltiye, bir krom hidroksit çökeltisi oluşana ve daha sonra çözülene ve hidrokso kompleksleri oluşturana kadar damla damla 2M NaOH çözeltisi eklenir. Ardından 1 damla %30 veya 6-8 damla %3 hidrojen peroksit solüsyonu ekleyin ve ısıtın. Sarı bir kromat çözeltisi oluşur. Soğutulduktan sonra, elde edilen çözeltinin bir kısmına 1 damla %3 hidrojen peroksit çözeltisi, birkaç damla eter ve sallayarak sülfürik asit (1:4) ile damla damla ekleyin. Elde edilen krom peroksit bileşiği eter ile ekstrakte edilir, eter tabakası maviye döner. 2. 3-4 damla krom (III) iyonları içeren bir çözeltiye, 3-5 damla %30'luk asetik asit çözeltisi, 12-15 damla %5'lik EDTA çözeltisi ekleyin (fazla EDTA gereklidir) , çözeltinin pH'ını (pH 4-5) kontrol edin ve bir su banyosunda ısıtın. Krom (III) varlığında menekşe rengi görünür. Laboratuvar 12 1. Tıbbi maddelerin gerçekliğine yönelik genel tepkiler hangi gereksinimleri karşılamalıdır? 2. Bazik bizmut nitrat, konsantre nitrik asitte kolayca çözünür. Bu çözeltide bizmutu hidrojen sülfür ile reaksiyona sokarak açmak mümkün müdür? 3. Siyah bizmut iyodür, sarı-turuncu bir çözelti oluşturmak için potasyum iyodür çözeltisinde kolayca çözünür. Bu fenomeni açıklayın. 4. Demir (II) sülfat müstahzarları, gastrointestinal sistemden demir (II) sülfattan çok daha kötü emilen ve ilacın etkinliğini azaltan bir demir (III) sülfat karışımı içerebilir. Demir (II) sülfat müstahzarlarında demir (III) sülfatın safsızlığının belirlenmesi için bir yöntem önerin. 5. Özgünlüğün demire genel tepkisi, preparasyonun ön mineralizasyonu olmadan "İndirgenmiş Demir" preparasyonunda onu açamaz. Müstahzarın mineralizasyonu için bir yöntem ve daha sonraki keşfi için kabul edilebilir demir için uygun bir genel özgünlük reaksiyonu önerin. 6. Potasyum iyonu açılırken reaksiyon karışımına alkol eklenmesinin amacı nedir? 7. Bepask'ta kalsiyumu keşfetmek için bir yöntem önerin. 8. Magnezyum keşfedildiğinde reaksiyon karışımına amonyum klorür eklenmesinin amacı nedir? Amonyum klorür yerine amonyum sülfat kullanılabilir mi? 9. “Sarı civa oksit” preparasyonunda cıvanın keşfedilmesi için bir yöntem önerin. 10. Cıva oksit sarısı suda pratik olarak çözünmez, ancak potasyum iyodür çözeltisinde kolayca çözünür. Bu fenomeni açıklayın. 11. Çinko sülfat, sarı kan tuzu ile bir çökelti oluşturur, ancak kırmızı kan tuzu ile reaksiyona girmez. Ancak çinko sülfat ve kırmızı kan tuzu içeren bir çözeltiye potasyum iyodür eklenirse aynı çökelti ve iyot oluşur. Bu fenomeni açıklayın. 12. Arsenatları arsenitlerden ayıran yöntem nedir? 13. Bromür iyonu için genel otantiklik reaksiyonunun altında yatan potasyum bromürün kloramin ile reaksiyonu için denklemi yazın. 14. Yukarıdaki reaksiyon bromkamforda bromu keşfetmek için kullanılabilir mi? 15. Gümüş klorür gümüş bromürden nasıl ayırt edilebilir? 16. Seyreltik sülfürik asit varlığında potasyum iyodür ile sodyum nitrit reaksiyonunun denklemini yazın. 17. Sodyum karbonatı sodyum bikarbonattan kimyasal olarak nasıl ayırt edebilirim? 18. Sodyum nitrit ve sodyum nitratı ortak mevcudiyetlerinde tanımlamak mümkün müdür? 19. Hangi bileşikler nitrik asitte amonyum molibdat ile reaksiyona girerek fosfat iyonunun açılmasına müdahale eder? 20. Potasyum klorürü potasyum bromürden ayırt etmek için yöntemler önerin Ütü ÜTÜ-a; bkz. 1.
Bir kimyasal element (Fe), çelik ve dökme demir oluşturmak için karbonla birleşen dövülebilir gümüş renkli bir metal. 2.
Gümüş renkli bir metal olan yumuşak çeliğin ortak adı. dövme Rüzgar çatının demirini sallıyor. 3.
Güçlü, sağlam, güçlü olan hakkında (dış fiziksel nitelikler hakkında). Ellerin var! //
Sert, esnek olmayan (iç ahlaki nitelikler hakkında) hakkında. Onun karakteri. 4.
Razg. Glandüler maddeler içeren bir çare. Vücut demirden yoksundur. İyi iç. Elma içerir 5.
Razg. teknoloji Bilgisayar donanımı (yazılımın aksine). Eksik demiri satın alın. ◊
Sıcak demir ile yakınız. Aşırı, olağanüstü önlemlere başvurarak kökünü kazımak, yok etmek. Ütü sıcakken vurun (bkz. Forge). ◁
Ütü; salgı bezi; demir parçası; Demir (bkz.). (lat. Ferrum), periyodik sistemin VIII grubunun kimyasal bir elementi. Parlak gümüşi beyaz metal. Polimorfik modifikasyonlar oluşturur; normal sıcaklıkta, α-Fe 7.874 g / cm3 yoğunluğa sahip kararlıdır (kristal kafes - kübik gövde merkezli). 769°C'ye kadar α-Fe (Curie noktası) ferromanyetik; t lütfen 1535°C. Havada oksitlenir - gevşek pasla kaplanır. Elementlerin doğadaki yaygınlığına göre demir 4. sırada; yaklaşık 300 mineral oluşturur. Karbonlu ve diğer elementli demir alaşımları, tüm metal ürünlerin (dökme demir, çelik, ferroalyajlar) yaklaşık %95'ini oluşturur. Saf haliyle pratik olarak kullanılmaz (günlük yaşamda çelik veya dökme demir ürünlere genellikle demir denir). Hayvan organizmalarının yaşamı için gerekli; hemoglobinin bir parçasıdır. ÜTÜ DEMİR (lat. Ferrum), Fe ("ferrum" okuyun), kimyasal element, atom numarası 26, atom kütlesi 55.847. Öğenin hem Latince hem de Rusça adlarının kökeni kesin olarak belirlenmemiştir. Doğal demir, dört nüklidin karışımıdır. (santimetre. NÜKLİD) kütle numaraları 54 (doğal karışımdaki içerik kütlece %5,82), 56 (%91,66), 57 (%2,19) ve 58 (%0,33) ile. İki dış elektron katmanının konfigürasyonu 3 s 2
p 6
d 6
4s 2
. Genellikle +3 (değerlik III) ve +2 (değerlik II) oksidasyon durumlarında bileşikler oluşturur. +4, +6 oksidasyon durumlarında ve bazılarında demir atomlu bilinen bileşikler de vardır. ansiklopedik sözlük.
2009
.
Ütü - Akademika'da çalışan bir Auchan indirim kuponu alın veya Auchan satışlarında ücretsiz teslimat ile ucuz demir satın alın evlenmek salon (lar) zo güney., batı. metal, kırıcı, cevherden dökme demir şeklinde eritildi ve bundan çiçek açan bir çekiç altında dövüldü. Karbon ile birleştiğinde çelik oluşturur. Demir şu şekilde satışa çıkar: şerit veya yüksek kalite; ilk düz... Dahl'ın Açıklayıcı Sözlüğü ÜTÜ- DEMİR, Ferrum (Fe), Mendeleev'in periyodik sisteminin VIII grubuna ait bir ağır metal. anda. içinde. 55.84(0=16) ve at ile iki izotop. içinde. 56 ve 54'te. Pure Zh. gümüşi beyaz bir renge sahiptir; atım içinde. 7.88; daha yumuşak ve daha ... ... Büyük Tıp Ansiklopedisi ferro; ferrum, ağlamak; Rusça eşanlamlıların donanım sözlüğü. demir n., eşanlamlı sayısı: 18 araba (369) ... eşanlamlı sözlük ÜTÜ- bkz. DEMİR (Fe). Yüzey sularında demir içeriği çok değişkendir. Yeraltı su kaynaklarında ve bataklık sularında konsantrasyonu onlarca mg/l'ye ulaşır. Su kütlelerinde demirde keskin bir artış, kanalizasyonla kirlendiğinde meydana gelir ... ... Balık Hastalıkları: Bir El Kitabı
Final Sınavı No. 2
Mendeleev'in periyodik sisteminde demir, VIIIB grubuna dahildir. Demirin ait olduğu dördüncü periyotta kobalt da bu gruba girer. (santimetre. KOBALT) ve nikel (santimetre. NİKEL). Bu üç element bir üçlü oluşturur ve benzer özelliklere sahiptir.
Nötr demir atomunun yarıçapı 0.126 nm, Fe2+ iyonunun yarıçapı 0.080 nm ve Fe 3+ iyonunun 0.067 nm'dir. Demir atomunun ardışık iyonlaşma enerjileri 7.893, 16.18, 30.65, 57, 79 eV'dir. Elektron ilgisi 0,58 eV. Pauling ölçeğinde, demirin elektronegatifliği yaklaşık 1.8'dir.
Yüksek saflıkta demir, çeşitli işleme yöntemlerine uygun, parlak, gümüşi gri, sünek bir metaldir.
Doğada olmak
Yerkabuğunda demir oldukça yaygındır - yer kabuğunun kütlesinin yaklaşık% 4,1'ini oluşturur (tüm elementler arasında 4. sırada, metaller arasında 2. sırada). Demir içeren çok sayıda cevher ve mineral bilinmektedir. Kırmızı demir cevheri (cevher hematit (santimetre. HEMATİT), Fe2O3 ; %70'e kadar Fe içerir), manyetik demir cevheri (manyetit cevheri) (santimetre. MANYETİT), Fe3O4; %72.4 Fe içerir), kahverengi demir cevheri (cevher hidrogoetit HFeO 2 n H 2 O) ve ayrıca spar demir cevheri (siderit cevheri (santimetre. SİDERİT), demir karbonat, FeСО 3 ; yaklaşık %48 Fe içerir). Doğada ayrıca büyük pirit yatakları vardır. (santimetre. PİRİT) FeS 2 (diğer isimler kükürt piritler, demir piritler, demir disülfür ve diğerleridir), ancak yüksek kükürt içeriğine sahip cevherler henüz pratik öneme sahip değildir. Demir cevheri rezervleri açısından Rusya dünyada ilk sırada yer almaktadır. Deniz suyunda 1 10 -5 -1 %10-8 demir.
Demir üretiminin tarihi
Demir, insanlığın maddi tarihinde istisnai bir rol oynadı ve oynuyor. İnsanın eline geçen ilk metalik demir muhtemelen meteorik kökenliydi. Demir cevherleri yaygındır ve genellikle Dünya yüzeyinde bile bulunur, ancak yüzeydeki doğal demir son derece nadirdir. Muhtemelen, birkaç bin yıl önce, bir kişi, bir ateş yaktıktan sonra, bazı durumlarda, yanlışlıkla yangınla sonuçlanan cevher parçalarından demir oluşumunun gözlemlendiğini fark etti. Bir ateş yakıldığında, cevherden demirin indirgenmesi, cevherin hem doğrudan kömürle hem de yanma sırasında oluşan karbon monoksit (II) CO ile reaksiyona girmesi nedeniyle meydana gelir. Cevherlerden demir elde etme olasılığı, cevherin kömürle ısıtıldığında, daha sonra dövme sırasında daha da rafine edilebilecek bir metal oluştuğu gerçeğinin keşfini büyük ölçüde kolaylaştırdı. Peynir yapım süreci kullanılarak cevherden demir elde edilmesi, MÖ 2. binyılda Batı Asya'da icat edildi. e. 9. yüzyıldan 7. yüzyıla kadar olan dönem. M.Ö e., Avrupa ve Asya'nın birçok kabilesi arasında demir metalurjisi geliştiğinde, Demir Çağı olarak adlandırıldı, (santimetre. DEMİR ÇAĞI) Tunç Çağı'nın ardından (santimetre. BRONZ ÇAĞI). Üfleme yöntemlerindeki iyileşme (doğal çekimin yerini kürkler aldı) ve ocağın yüksekliğindeki bir artış (düşük ocaklı fırınlar ortaya çıktı), Batı Avrupa'da 14. yüzyıldan itibaren yaygın olarak eritilmeye başlayan pik demir üretimine yol açtı. yüzyıl. Elde edilen dökme demir, çeliğe dönüştürüldü. 18. yüzyılın ortalarından itibaren yüksek fırın prosesinde kömür yerine kömür-kok kullanılmaya başlandı. (santimetre. KOLA). Gelecekte, cevherlerden demir üretme yöntemleri önemli ölçüde iyileştirildi ve şu anda bunun için özel cihazlar kullanılıyor - yüksek fırınlar, oksijen dönüştürücüler, elektrik ark fırınları.
Fiziksel ve kimyasal özellikler
Oda sıcaklığından 917 °C'ye kadar olan sıcaklıklarda ve ayrıca 1394–1535 °C sıcaklık aralığında a-Fe, kübik gövde merkezli bir kafes ile bulunur; oda sıcaklığında, kafes parametresi bir = 0.286645 nm. 917-1394 °C sıcaklıklarda, b-Fe, kübik yüz merkezli kafes T (a = 0.36468 nm) ile stabildir. Oda sıcaklığından 769 °C'ye kadar olan sıcaklıklarda (Curie noktası olarak adlandırılan (santimetre. KURİ NOKTASI)) demirin güçlü manyetik özellikleri vardır (ferromanyetik olduğu söylenir), daha yüksek sıcaklıklarda demir bir paramagnet gibi davranır. Bazen, 769 ila 917 ° C arasındaki sıcaklıklarda kararlı, kübik gövde merkezli bir kafese sahip paramanyetik a-Fe, demirin g-modifikasyonu ve b-Fe, yüksek sıcaklıklarda (1394-1535 ° C) kararlı olarak kabul edilir, geleneksel olarak d- Fe olarak adlandırılır (dört demir modifikasyonunun varlığı fikri - a, b, g ve d-, X-ışını kırınım analizi henüz mevcut olmadığında ve iç yapısı hakkında nesnel bir bilgi olmadığında ortaya çıktı. ütü). Erime noktası 1535 °C, kaynama noktası 2750 °C, yoğunluk 7.87 g/cm3. Fe 2+ /Fe 0 çiftinin standart potansiyeli -0.447V, Fe 3+ /Fe 2+ çifti +0.771V'dir.
200 °C'ye kadar sıcaklıklarda havada depolandığında, demir, metalin daha fazla oksidasyonunu önleyen yoğun bir oksit filmi ile kademeli olarak kaplanır. Nemli havada demir, oksijenin ve nemin metale erişimini ve tahribatını engellemeyen gevşek bir pas tabakası ile kaplanır. Pasın sabit bir kimyasal bileşimi yoktur, yaklaşık olarak kimyasal formülü Fe 2 O 3 xH 2 O olarak yazılabilir.
Demir ısıtıldığında oksijenle reaksiyona girer. Demir havada yandığında Fe 2 O 3 oksit, saf oksijen içinde yandığında Fe 3 O 4 oksit oluşur. Erimiş demirden oksijen veya hava geçirildiğinde FeO oksit oluşur. Kükürt ve demir tozu ısıtıldığında, yaklaşık formülü FeS olarak yazılabilen sülfür oluşur.
Demir ısıtıldığında halojenlerle reaksiyona girer (santimetre. HALOJENLER). FeF 3 uçucu olmadığı için demir, 200-300°C sıcaklığa kadar flora dayanıklıdır. Demir klorlandığında (yaklaşık 200°C'lik bir sıcaklıkta), uçucu FeCl3 oluşur. Demir ve bromun etkileşimi, oda sıcaklığında veya ısıtma ve yüksek brom buhar basıncı ile devam ederse, FeBr3 oluşur. Isıtıldığında, FeCl3 ve özellikle FeBr3, halojeni ayırır ve demir (II) halojenürlere dönüşür. Demir ve iyot etkileşime girdiğinde Fe3 I 8 iyodür oluşur.
Isıtıldığında, demir azot ile reaksiyona girer, demir nitrür Fe 3 N oluşturur, fosfor ile fosfit oluşturur FeP, Fe 2 P ve Fe 3 P, karbon ile Fe 3 C karbür oluşturur, silikon ile birkaç silisit oluşturur, örneğin FeSi .
Yüksek basınçta, metalik demir karbon monoksit CO ile reaksiyona girer ve sıvı, normal koşullar altında kolayca uçucu demir pentakarbonil Fe (CO) 5 oluşur. Fe2(CO)9 ve Fe3(CO)12 bileşimlerinin demir karbonilleri de bilinmektedir. Demir karboniller, ferrosen de dahil olmak üzere organo-demir bileşiklerinin sentezinde başlangıç malzemeleri olarak hizmet eder. (santimetre. FERROSEN) kompozisyon.
Saf metalik demir suda ve seyreltik alkali çözeltilerde kararlıdır. Konsantre sülfürik ve nitrik asitlerde, güçlü bir oksit filmi yüzeyini pasifleştirdiği için demir çözülmez.
Hidroklorik ve seyreltik (yaklaşık %20) sülfürik asitlerle demir, demir (II) tuzları oluşturmak üzere reaksiyona girer:
Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2
Fe + H 2 SO 4 \u003d FeSO 4 + H 2
Demir, yaklaşık %70 sülfürik asit ile etkileştiğinde, reaksiyon, demir (III) sülfat oluşumu ile ilerler:
2Fe + 4H 2 SO 4 \u003d Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 4H 2 O
Demir oksit (II) FeO temel özelliklere sahiptir, Fe (OH) 2 bazına karşılık gelir. Demir oksit (III) Fe 2 O 3 zayıf amfoteriktir, asitlerle reaksiyona giren Fe (OH) 2 baz Fe (OH) 3'ten bile daha zayıftır:
2Fe(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O
Demir hidroksit (III) Fe(OH) 3 zayıf amfoterik özellikler sergiler; sadece konsantre alkali çözeltilerle reaksiyona girebilir:
Fe (OH) 3 + KOH \u003d K
Bu şekilde oluşan demir hidroksokompleksleri (III) kuvvetli alkali çözeltilerde kararlıdır. Çözeltiler su ile seyreltildiğinde yok olurlar ve demir (III) Fe (OH) 3 hidroksit çökelir.
Çözeltilerdeki demir (III) bileşikleri metalik demir ile indirgenir:
Fe + 2FeCl 3 \u003d 3FeCl 2
Demir (II) tuzlarının sulu çözeltilerini depolarken, demirin (II) demir (III)'e oksidasyonu gözlenir:
4FeCl 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4Fe (OH) Cl 2
Sulu çözeltilerdeki demir (II) tuzlarından Mohr tuzu stabildir - çift amonyum sülfat ve demir (II) (NH 4) 2 Fe (SO 4) 2 6H 2 O.
Demir (III), tek yüklü şap tipi katyonlarla çift sülfatlar oluşturabilir, örneğin, KFe (SO 4) 2 - potasyum demir şap, (NH 4) Fe (SO 4) 2 - demir amonyum şap, vb.
Gaz halindeki klor veya ozonun demir (III) bileşiklerinin alkali çözeltileri üzerindeki etkisi altında, demir (VI) bileşikleri oluşur - ferratlar, örneğin potasyum ferrat (VI) K2 FeO 4. Güçlü oksitleyici ajanların etkisi altında demir (VIII) bileşiklerinin üretimine dair raporlar vardır.
Çözeltideki demir (III) bileşiklerini saptamak için Fe3+ iyonlarının tiyosiyanat iyonları CNS - ile kalitatif bir reaksiyonu kullanılır. Fe 3+ iyonları CNS - anyonları ile etkileşime girdiğinde, parlak kırmızı demir tiyosiyanat Fe(CNS) 3 oluşur. Fe 3+ iyonları için başka bir reaktif potasyum hekzasiyanoferrat (II) K 4'tür (daha önce bu maddeye sarı kan tuzu deniyordu). Fe3+ ve 4- iyonları etkileşime girdiğinde, parlak mavi bir çökelti çökelir.
Daha önce kırmızı kan tuzu olarak adlandırılan bir potasyum hekzasiyanoferrat (III) K3 çözeltisi, çözeltideki Fe2+ iyonları için bir reaktif görevi görebilir. Fe 3+ ve 3- iyonlarının etkileşimi sırasında, Fe 3+ ve 4- iyonlarının etkileşimi durumunda olduğu gibi aynı bileşime sahip parlak mavi bir çökelti çökelir.
Karbonlu demir alaşımları
Demir esas olarak alaşımlarda, öncelikle karbonlu alaşımlarda - çeşitli dökme demirler ve çeliklerde kullanılır. Dökme demirde, karbon içeriği kütlece %2.14'ten daha yüksektir (genellikle %3.5-4 seviyesinde), çeliklerde karbon içeriği daha düşüktür (genellikle %0.8-1 seviyesinde).
Yüksek fırınlarda dökme demir elde edilir. Yüksek fırın, içi oyuk, dev (30-40 m yüksekliğe kadar) kesik bir konidir. Yüksek fırının duvarları içeriden refrakter tuğlalarla kaplanmıştır, duvarın kalınlığı birkaç metredir. Yukarıdan, zenginleştirilmiş (atık kayalardan arındırılmış) demir cevheri, kok indirgeyici ajan (koklaşmaya tabi tutulan özel taş kömürü sınıfları - hava olmadan yaklaşık 1000 ° C sıcaklıkta ısıtılır), ayrıca eritme malzemeleri (kireçtaşı ve diğerleri) eritilmiş metal safsızlıklarından - cüruftan ayrılmaya katkıda bulunur. Aşağıdan, yüksek fırına üfleme (saf oksijen veya oksijenle zenginleştirilmiş hava) beslenir. Yüksek fırına yüklenen malzemeler alçaldıkça sıcaklıkları 1200-1300 °C'ye yükselir. Esas olarak kok C ve CO'nun katılımıyla meydana gelen indirgeme reaksiyonlarının bir sonucu olarak:
Fe203 + 3C \u003d 2Fe + 3CO;
Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2
karbon ile doymuş ve aşağı akan metalik demir oluşur.
Bu eriyik periyodik olarak yüksek fırından özel bir delikten - bir musluk deliğinden - boşaltılır ve eriyiğin özel formlarda katılaşmasına izin verilir. Dökme demir beyaz, sözde pik demir (çelik üretmek için kullanılır) ve gri veya dökme demirdir. Beyaz dökme demir, demirde katı bir karbon çözeltisidir. Grafit mikro kristaller, gri dökme demirin mikro yapısında ayırt edilebilir. Grafitin varlığı nedeniyle gri dökme demir, beyaz kağıt üzerinde bir iz bırakır.
Dökme demir kırılgandır, darbe üzerine batar, bu nedenle yaylar, yaylar ve bükmede çalışması gereken herhangi bir ürün yapılamaz.
Katı dökme demir, erimiş dökme demirden daha hafiftir, bu nedenle katılaştığında büzülmez (metallerin ve alaşımların katılaşmasında olduğu gibi), ancak genişler. Bu özellik, sanatsal döküm için malzeme olarak kullanmak da dahil olmak üzere, dökme demirden çeşitli dökümler yapmanızı sağlar.
Dökme demirdeki karbon içeriği %1.0-1.5'e düşürülürse çelik oluşur. Çelikler karbondur (bu tür çeliklerde Fe ve C dışında başka bileşen yoktur) ve alaşımlıdır (bu tür çelikler, çeliğin mekanik ve diğer özelliklerini iyileştiren krom, nikel, molibden, kobalt ve diğer metallerin katkılarını içerir).
Çelik, bir oksijen dönüştürücüde, bir elektrik arkında veya açık ocak fırınında pik demir ve hurda metalin işlenmesiyle elde edilir. Bu tür bir işlemle, alaşımdaki karbon içeriği, dedikleri gibi, fazla karbon yanar, gerekli seviyeye düşürülür.
Çeliğin fiziksel özellikleri, dökme demirin özelliklerinden önemli ölçüde farklıdır: çelik elastiktir, dövülebilir, haddelenebilir. Çelik, dökme demirden farklı olarak katılaşma sırasında büzüldüğünden, elde edilen çelik dökümler haddehanelerde sıkıştırmaya tabi tutulur. Yuvarlandıktan sonra, eriyiklerin katılaşması sırasında ortaya çıkan metalin hacminde boşluklar ve kabuklar kaybolur.
Rusya'da çelik üretimi köklü geleneklere sahiptir ve metalürjistlerimiz tarafından elde edilen çelikler yüksek kalitededir.
Demir, alaşımları ve bileşiklerinin kullanımı
Saf demirin oldukça sınırlı kullanımları vardır. Elektromıknatıs çekirdeklerinin imalatında, kimyasal işlemler için katalizör olarak ve diğer bazı amaçlar için kullanılır. Ancak demir alaşımları - dökme demir ve çelik - modern teknolojinin temelini oluşturur. Birçok demir bileşiği de yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu nedenle, su arıtımında demir (III) sülfat kullanılır, demir oksitler ve siyanür boyaların imalatında pigment görevi görür vb.
vücuttaki demir
Demir, tüm bitki ve hayvanlarda eser element olarak bulunur. (santimetre. MİKROELEMENTLER) yani, çok küçük miktarlarda (ortalama olarak yaklaşık %0.02). Ancak demir bakterileri (santimetre. DEMİR BAKTERİ), kemosentez için demirin (II) demire (III) oksidasyon enerjisinin kullanılması (santimetre. KEMOSENTEZ), hücrelerinde %17-20'ye kadar demir biriktirebilir. Demirin ana biyolojik işlevi, oksijen taşınmasına ve oksidatif süreçlere katılımdır. Demir bu işlevi karmaşık proteinlerin bir parçası olarak gerçekleştirir - hemoproteinler. (santimetre. HEMOPROTEİDLER) Protez grubu demir porfirin kompleksi olan - heme (santimetre. GEM). En önemli hemoproteinler arasında solunum pigmentleri hemoglobindir. (santimetre. HEMOGLOBİN) ve miyoglobin (santimetre. MYOGLOBİN) hücresel solunum, oksidasyon ve sitokrom fotosentez reaksiyonlarında evrensel elektron taşıyıcıları, (santimetre. SİTOKROMLAR) kataloz ve peroksit enzimleri ve diğerleri. Bazı omurgasızlarda demir içeren solunum pigmentleri olan heloeritrin ve klorokruorin hemoglobinlerden farklı bir yapıya sahiptir. Hemoproteinlerin biyosentezi sırasında demir, onlara protein ferritinden geçer. (santimetre. FERRİTİN) demiri depolar ve taşır. Bir molekülü yaklaşık 4.500 demir atomu içeren bu protein, memelilerin ve insanların karaciğer, dalak, kemik iliği ve bağırsak mukozasında yoğunlaşmıştır. İnsanların günlük demir ihtiyacı (6-20 mg) yiyeceklerle fazlasıyla karşılanır (et, karaciğer, yumurta, ekmek, ıspanak, pancar ve diğerleri demir açısından zengindir). Ortalama bir insanın vücudu (vücut ağırlığı 70 kg) 4.2 g demir içerir, 1 litre kan yaklaşık 450 mg içerir. Vücutta demir eksikliği ile, demir içeren ilaçlarla tedavi edilen glandüler anemi gelişir. Demir müstahzarları da genel tonik olarak kullanılır. Aşırı demir dozu (200 mg veya daha fazla) toksik olabilir. Bitkilerin normal gelişimi için demir de gereklidir, bu nedenle demir preparatlarına dayalı mikro gübreler vardır.Diğer sözlüklerde "demir" in ne olduğunu görün:
