З якими речовинами реагує залізо за звичайних умов з’ясуємо в цій статті.
З якими речовинами реагує залізо?
1. Взаємодія з киснем
А) Нагріте до високої температури воно горить в кисні і на повітрі, перетворюючись на залізну окалину: 3Fe + 2O2 = Fe3O4 (або FeO — Fe2O3);
Б) при окисненні в присутності парів води утворюється Fe2O3: 4Fe + 3O2 = 2Fe2O3;
В) при повільному окисненні в сухому повітрі утворюється FeO: 2Fe + O2 = 2FeO.
2. Взаємодія з неметалами
Залізо безпосередньо реагує з більшістю неметалів (галогенами, сіркою, азотом, фосфором, вуглецем та ін.). Багато з цих процесів екзотермічні, проте для початку реакції залізо треба дуже нагріти.
А) З хлором і сіркою взаємодіє при слабкому нагріванні: 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3(ферум(ІІІ) хлорид), Fe + S = FeS (ферум(ІІ) сульфад);
Б) при високій температурі з іншими неметалами: 3Fe + C = Fe3C (карбід заліза), 2Fe + N2 = 2FeN (ферум(ІІІ) нітрид), 2Fe + Si = Fe2Si (ферум силіцид), 3Fe + 2P = Fe3P2 (ферум(ІІ) фосфід).
3. Взаємодія з водою
У розпеченому стані залізо реагує з водяною парою: 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2, утворюючи змішаний оксид.
4. Взаємодія з кислотами
А) Під час взаємодії з хлоридною та розведеною сульфатною кислотами воно витісняє водень з утворенням солей, ступінь окислення Феруму в яких +2: Fe + 2HCl = FeCl2 + H2; Fe + H2SO4(P) = FeSO4 + H2;
Б) залізо за звичайної температури не взаємодіє із концентрованою сульфатною та нітратною кислотами тому, що на поверхні утворюється нерозчинна плівка з його сполук. Тому ці кислоти можна зберігати в залізних посудинах. Розбавлена нітратна кислота на холоді розчиняє залізо: 4Fe + 10HNO3 = 4Fe(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O;
В) при нагріванні з концентрованими сульфатною і нітратною кислотами утворюються солі Fe3+ і в залежності від концентрації кислоти можуть утворитися відповідно SO2(S), нітроген оксиди або вільний азот: 2Fe + 6H2SO4(к) Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O, Fe + 4HNO3(к) Fe(NO3)3 + NO + 2H2O.
5. Взаємодія з солями
Із розчинів солей залізо легко витісняє всі метали, що стоять у ряду напруг правіше від нього, утворюючи сполуки Феруму із ступенем окиснення +2: Fe + Pb(NO3)2 = Fe(NO3)2 + Pb; Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu.
6. Взаємодія з лугами
У подрібненому стані залізо взаємодіє з концентрованими розчинами гарячих лугів з утворенням комплексних солей: Fe + 2NaOH + 2H2O = Na2Fe(OH)4(тетрагідроксиферрат(ІІ) натрію) + H2.