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फेरस सल्फेट 3 रंग. आयरन (III) यौगिक. कम सक्रिय धातुओं के लवणों के साथ परस्पर क्रिया

लौह आवर्त सारणी के चौथे आवर्त का आठवां तत्व है। तालिका में इसकी संख्या (जिसे परमाणु भी कहा जाता है) 26 है, जो नाभिक में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन कोश में इलेक्ट्रॉनों की संख्या से मेल खाती है। इसे इसके लैटिन समकक्ष - Fe (अव्य। फेरम - "फेरम" की तरह पढ़ा जाता है) के पहले दो अक्षरों द्वारा निर्दिष्ट किया गया है। लोहा पृथ्वी की पपड़ी में दूसरा सबसे आम तत्व है, इसका प्रतिशत 4.65% है (सबसे आम एल्यूमीनियम, अल है)। अपने मूल रूप में, यह धातु काफी दुर्लभ है, अधिकतर इसका खनन निकेल के साथ मिश्रित अयस्क से किया जाता है।

के साथ संपर्क में

इस यौगिक की प्रकृति क्या है? एक परमाणु के रूप में लोहे में एक धातु क्रिस्टल जाली होती है, जो इस तत्व वाले यौगिकों की कठोरता और आणविक स्थिरता सुनिश्चित करती है। इसके संबंध में यह है कि यह धातु एक विशिष्ट ठोस शरीर है, उदाहरण के लिए, पारा के विपरीत।

लोहा एक साधारण पदार्थ के रूप में- तत्वों के इस समूह के लिए विशिष्ट गुणों वाली चांदी के रंग की धातु: लचीलापन, धात्विक चमक और लचीलापन। इसके अलावा, लोहे में उच्च प्रतिक्रियाशीलता होती है। बाद की संपत्ति इस तथ्य से प्रमाणित होती है कि उच्च तापमान और उचित आर्द्रता की उपस्थिति में लोहा बहुत जल्दी संक्षारण करता है। शुद्ध ऑक्सीजन में, यह धातु अच्छी तरह से जलती है, और यदि इसे बहुत छोटे कणों में कुचल दिया जाए, तो वे न केवल जलेंगे, बल्कि स्वतः ही प्रज्वलित हो जायेंगे।

अक्सर हम लोहे को शुद्ध धातु नहीं, बल्कि कार्बन युक्त उसकी मिश्रधातु कहते हैं, उदाहरण के लिए, स्टील (<2,14% C) и чугун (>2.14% C). मिश्रधातुओं का भी महान औद्योगिक महत्व है, जिसमें मिश्रधातु धातुएँ (निकल, मैंगनीज, क्रोमियम और अन्य) मिलाई जाती हैं, जिसके कारण स्टील स्टेनलेस हो जाता है, अर्थात मिश्रधातु। इस प्रकार, इसके आधार पर, यह स्पष्ट हो जाता है कि इस धातु का कितना व्यापक औद्योगिक अनुप्रयोग है।

विशेषता Fe

लोहे के रासायनिक गुण

आइए इस तत्व की विशेषताओं पर करीब से नज़र डालें।

एक साधारण पदार्थ के गुण

उच्च आर्द्रता पर हवा में ऑक्सीकरण (संक्षारक प्रक्रिया):

4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe (OH) 3 - आयरन (III) हाइड्रॉक्साइड (हाइड्रॉक्साइड)

मिश्रित ऑक्साइड के निर्माण के साथ ऑक्सीजन में लोहे के तार का दहन (इसमें +2 की ऑक्सीकरण अवस्था और +3 की ऑक्सीकरण अवस्था दोनों वाला एक तत्व होता है):

3Fe+2O2 = Fe3O4 (लोहे का पैमाना)। 160 ⁰C तक गर्म करने पर प्रतिक्रिया संभव है।

उच्च तापमान (600−700 ⁰C) पर पानी के साथ परस्पर क्रिया:

3Fe+4H2O = Fe3O4+4H2

अधातुओं के साथ अभिक्रियाएँ:

a) हैलोजन के साथ प्रतिक्रिया (महत्वपूर्ण! इस बातचीत के साथ, यह तत्व की ऑक्सीकरण अवस्था +3 प्राप्त कर लेता है)

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 - फेरिक क्लोराइड

बी) सल्फर के साथ प्रतिक्रिया (महत्वपूर्ण! इस बातचीत में, तत्व की ऑक्सीकरण अवस्था +2 है)

आयरन (III) सल्फाइड - Fe2S3 एक अन्य प्रतिक्रिया के दौरान प्राप्त किया जा सकता है:

Fe2O3+ 3H2S=Fe2S3+3H2O

ग) पाइराइट का निर्माण

Fe + 2S = FeS2 - पाइराइट। इस यौगिक को बनाने वाले तत्वों के ऑक्सीकरण की डिग्री पर ध्यान दें: Fe (+2), S (-1)।

Fe के दाईं ओर धातु गतिविधि की विद्युत रासायनिक श्रृंखला में धातु लवण के साथ परस्पर क्रिया:

Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu - आयरन (II) क्लोराइड

तनु अम्लों के साथ परस्पर क्रिया (उदाहरण के लिए, हाइड्रोक्लोरिक और सल्फ्यूरिक):

Fe+HBr = FeBr2+H2

Fe+HCl = FeCl2+ H2

ध्यान दें कि ये प्रतिक्रियाएँ +2 की ऑक्सीकरण अवस्था के साथ लोहा उत्पन्न करती हैं।

बिना पतला एसिड में, जो सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट होते हैं, प्रतिक्रिया केवल गर्म होने पर ही संभव होती है; ठंडे एसिड में, धातु निष्क्रिय हो जाती है:

Fe + H2SO4 (केंद्रित) = Fe2 (SO4) 3 + 3SO2 + 6H2O

Fe+6HNO3 = Fe(NO3)3+3NO2+3H2O

लोहे के उभयचर गुण केवल सांद्र क्षार के साथ परस्पर क्रिया करने पर ही प्रकट होते हैं:

Fe + 2KOH + 2H2O = K2 + H2 - पोटेशियम टेट्राहाइड्रॉक्सीफेरेट (II) अवक्षेपित होता है।

ब्लास्ट फर्नेस में लोहा बनाने की प्रक्रिया

सल्फाइड और कार्बोनेट अयस्कों को भूनना और बाद में विघटित करना (धातु ऑक्साइड का पृथक्करण):

FeS2 -> Fe2O3 (O2, 850 ⁰C, -SO2)। यह प्रतिक्रिया सल्फ्यूरिक एसिड के औद्योगिक संश्लेषण में भी पहला कदम है।

FeCO3 -> Fe2O3 (O2, 550−600 ⁰C, -CO2)।

कोक जलाना (अधिक मात्रा में):

С (कोक) + O2 (वायु) -> CO2 (600−700 ⁰C)

CO2+С (कोक) —> 2CO (750−1000 ⁰C)

कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ ऑक्साइड युक्त अयस्क की पुनर्प्राप्ति:

Fe2O3 —> Fe3O4 (CO, -CO2)

Fe3O4 -> FeO (CO, -CO2)

FeO -> Fe(CO, -CO2)

लोहे का कार्बराइजेशन (6.7% तक) और कच्चे लोहे का पिघलना (t⁰पिघलना - 1145 ⁰C)

Fe (ठोस) + C (कोक) -> कच्चा लोहा। प्रतिक्रिया तापमान 900−1200 ⁰C है।

कच्चे लोहे में सीमेंटाइट (Fe2C) और ग्रेफाइट हमेशा अनाज के रूप में मौजूद होते हैं।

Fe युक्त यौगिकों का लक्षण वर्णन

हम प्रत्येक कनेक्शन की विशेषताओं का अलग से अध्ययन करेंगे।

Fe3O4

मिश्रित या दोहरा आयरन ऑक्साइड, जिसमें +2 और +3 दोनों की ऑक्सीकरण अवस्था वाला तत्व होता है। Fe3O4 भी कहा जाता है लौह ऑक्साइड. यह यौगिक उच्च तापमान के प्रति प्रतिरोधी है। पानी, जलवाष्प के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता। खनिज अम्लों द्वारा विघटित। उच्च तापमान पर हाइड्रोजन या लोहे से कम किया जा सकता है। जैसा कि आप उपरोक्त जानकारी से समझ सकते हैं, यह लोहे के औद्योगिक उत्पादन की प्रतिक्रिया श्रृंखला में एक मध्यवर्ती उत्पाद है।

सीधे तौर पर आयरन ऑक्साइड का उपयोग खनिज-आधारित पेंट, रंगीन सीमेंट और सिरेमिक उत्पादों के उत्पादन में किया जाता है। Fe3O4 वह है जो स्टील को काला और नीला करने से प्राप्त होता है। लोहे को हवा में जलाने से मिश्रित ऑक्साइड प्राप्त होता है (प्रतिक्रिया ऊपर दी गई है)। ऑक्साइड युक्त अयस्क मैग्नेटाइट है।

Fe2O3

आयरन(III) ऑक्साइड, तुच्छ नाम - हेमेटाइट, लाल-भूरा यौगिक। उच्च तापमान के प्रति प्रतिरोधी। अपने शुद्ध रूप में, यह वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ लोहे के ऑक्सीकरण के दौरान नहीं बनता है। पानी के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता, हाइड्रेट बनाता है जो अवक्षेपित होता है। तनु क्षार और अम्ल के साथ खराब प्रतिक्रिया करता है। यह अन्य धातुओं के ऑक्साइड के साथ मिश्रित होकर स्पिनेल - डबल ऑक्साइड बना सकता है।

लाल लौह अयस्क का उपयोग ब्लास्ट-फर्नेस विधि द्वारा पिग आयरन के औद्योगिक उत्पादन में कच्चे माल के रूप में किया जाता है। यह प्रतिक्रिया को भी तेज करता है, अर्थात यह अमोनिया उद्योग में उत्प्रेरक है। इसका उपयोग आयरन ऑक्साइड के समान क्षेत्रों में किया जाता है। साथ ही, इसका उपयोग चुंबकीय टेप पर ध्वनि और चित्रों के वाहक के रूप में किया गया था।

FeOH2

आयरन (II) हाइड्रॉक्साइड, एक यौगिक जिसमें अम्लीय और क्षारीय दोनों गुण होते हैं, बाद वाला प्रबल होता है, अर्थात यह उभयधर्मी होता है। एक सफेद पदार्थ जो हवा में तेजी से ऑक्सीकृत हो जाता है, आयरन (III) हाइड्रॉक्साइड में "भूरा हो जाता है"। तापमान के संपर्क में आने पर विघटित हो जाता है। यह अम्ल और क्षार दोनों के कमजोर विलयनों के साथ प्रतिक्रिया करता है। हम पानी में नहीं घुलेंगे. प्रतिक्रिया में कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करता है। यह संक्षारण प्रतिक्रिया में एक मध्यवर्ती उत्पाद है।

Fe2+ और Fe3+ आयनों का पता लगाना ("गुणात्मक" प्रतिक्रियाएँ)

Fe2+ और Fe3+ आयनों की पहचान जलीय समाधानजटिल यौगिकों का उपयोग करके उत्पादित - क्रमशः K3, लाल रक्त नमक, और K4, पीला रक्त नमक। दोनों प्रतिक्रियाओं में, समान मात्रात्मक संरचना के साथ संतृप्त नीले रंग का एक अवक्षेप बनता है, लेकिन +2 और +3 की संयोजकता के साथ लोहे की एक अलग स्थिति होती है। इस अवक्षेप को अक्सर प्रशिया नीला या टर्नबुल नीला भी कहा जाता है।

प्रतिक्रिया आयनिक रूप में लिखी गई है

Fe2++K++3-  K+1Fe+2

Fe3++K++4-  K+1Fe+3

Fe3+ का पता लगाने के लिए एक अच्छा अभिकर्मक थायोसाइनेट आयन (NCS-) है

Fe3++ NCS-  3- - इन यौगिकों का रंग चमकीला लाल ("खूनी") होता है।

यह अभिकर्मक, उदाहरण के लिए, पोटेशियम थायोसाइनेट (सूत्र - केएनसीएस), आपको समाधानों में लोहे की नगण्य सांद्रता भी निर्धारित करने की अनुमति देता है। इसलिए, वह नल के पानी की जांच करते समय यह निर्धारित करने में सक्षम है कि पाइप में जंग लगी है या नहीं।

पदनाम - Fe (लोहा);
अवधि - IV;
समूह - 8 (आठवीं);
परमाणु द्रव्यमान - 55.845;
परमाणु संख्या - 26;
एक परमाणु की त्रिज्या = 126 pm;
सहसंयोजक त्रिज्या = 117 बजे;
इलेक्ट्रॉन वितरण - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 ;
t पिघलना = 1535°C;
क्वथनांक = 2750°C;
इलेक्ट्रोनगेटिविटी (पॉलिंग के अनुसार / एल्प्रेड और रोचोव के अनुसार) = 1.83 / 1.64;
ऑक्सीकरण अवस्था: +8, +6, +4, +3, +2, +1, 0;
घनत्व (एन.ए.) = 7.874 ग्राम/सेमी 3;
मोलर आयतन = 7.1 सेमी 3/मोल।

लौह यौगिक:

एल्यूमीनियम के बाद लोहा पृथ्वी की पपड़ी में सबसे प्रचुर मात्रा में पाई जाने वाली धातु है (द्रव्यमान के अनुसार 5.1%)।

पृथ्वी पर, स्वतंत्र अवस्था में लोहा डली के रूप में और गिरे हुए उल्कापिंडों में कम मात्रा में पाया जाता है।

औद्योगिक रूप से, लोहे का खनन लौह अयस्क भंडार में लौह युक्त खनिजों से किया जाता है: चुंबकीय, लाल, भूरा लौह अयस्क।

यह कहा जाना चाहिए कि लोहा कई प्राकृतिक खनिजों का हिस्सा है, जो उनके प्राकृतिक रंग का कारण बनता है। खनिजों का रंग लौह आयनों Fe 2+ /Fe 3+ की सांद्रता और अनुपात के साथ-साथ इन आयनों के आसपास के परमाणुओं पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, लौह आयनों की अशुद्धियों की उपस्थिति कई कीमती और अर्ध-कीमती पत्थरों के रंग को प्रभावित करती है: पुखराज (हल्के पीले से लाल तक), नीलम (नीले से गहरे नीले तक), एक्वामरीन (हल्के नीले से हरे-नीले तक) और इसी तरह।

आयरन जानवरों और पौधों के ऊतकों में पाया जाता है, उदाहरण के लिए, एक वयस्क के शरीर में लगभग 5 ग्राम आयरन मौजूद होता है। आयरन एक महत्वपूर्ण तत्व है, यह प्रोटीन हीमोग्लोबिन का हिस्सा है, जो फेफड़ों से ऊतकों और कोशिकाओं तक ऑक्सीजन के परिवहन में भाग लेता है। मानव शरीर में आयरन की कमी से एनीमिया (आयरन की कमी से होने वाला एनीमिया) विकसित हो जाता है।

चावल। लौह परमाणु की संरचना.

लोहे के परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 है (परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचना देखें)। शिक्षा के क्षेत्र में रासायनिक बन्धअन्य तत्वों के साथ, बाहरी 4s स्तर पर स्थित 2 इलेक्ट्रॉन + 3डी उपस्तर के 6 इलेक्ट्रॉन (कुल 8 इलेक्ट्रॉन) भाग ले सकते हैं, इसलिए, यौगिकों में, लोहा ऑक्सीकरण अवस्था +8, +6, +4, +3, +2, +1, ले सकता है (सबसे आम +3, +2 हैं)। लोहे में औसत रासायनिक गतिविधि होती है।

चावल। लौह ऑक्सीकरण अवस्थाएँ: +2, +3।

लोहे के भौतिक गुण:

चांदी-सफेद धातु;
अपने शुद्ध रूप में यह काफी नरम और प्लास्टिक है;
अच्छी तापीय और विद्युत चालकता है।

लोहा चार संशोधनों (संरचना में भिन्न) के रूप में मौजूद है क्रिस्टल लैटिस): α-आयरन; β-लोहा; γ-लोहा; δ-लोहा।

लोहे के रासायनिक गुण

ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके, तापमान और ऑक्सीजन सांद्रता के आधार पर, विभिन्न उत्पाद या लौह ऑक्सीकरण उत्पादों (FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4) का मिश्रण बन सकता है:
3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4;
कम तापमान पर लौह ऑक्सीकरण:
4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3;
जलवाष्प के साथ प्रतिक्रिया करता है:
3Fe + 4H 2 O = Fe 3 O 4 + 4H 2;
बारीक कुचला हुआ लोहा सल्फर और क्लोरीन (आयरन सल्फाइड और क्लोराइड) के साथ गर्म करने पर प्रतिक्रिया करता है:
Fe + S = FeS; 2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3;
पर उच्च तापमानसिलिकॉन, कार्बन, फास्फोरस के साथ प्रतिक्रिया करता है:
3Fe + C = Fe 3 C;
अन्य धातुओं के साथ और गैर-धातुओं के साथ, लोहा मिश्र धातु बना सकता है;
लोहा कम सक्रिय धातुओं को उनके लवणों से विस्थापित करता है:
Fe + CuCl 2 = FeCl 2 + Cu;
तनु अम्लों के साथ, लोहा एक अपचायक के रूप में कार्य करता है, जिससे लवण बनता है:
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2;
तनु नाइट्रिक एसिड के साथ, लोहा अपनी सांद्रता (एन 2, एन 2 ओ, एनओ 2) के आधार पर विभिन्न एसिड कटौती उत्पाद बनाता है।

लोहा प्राप्त करना एवं उसका उपयोग करना

औद्योगिक लोहा प्राप्त होता है गलानेकच्चा लोहा और इस्पात.

कच्चा लोहा सिलिकॉन, मैंगनीज, सल्फर, फॉस्फोरस, कार्बन की अशुद्धियों के साथ लोहे का एक मिश्र धातु है। कच्चा लोहा में कार्बन सामग्री 2% से अधिक है (स्टील में, 2% से कम)।

शुद्ध लोहा प्राप्त होता है:

कच्चे लोहे से बने ऑक्सीजन कन्वर्टर्स में;
हाइड्रोजन और डाइवैलेंट कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ आयरन ऑक्साइड की कमी;
संबंधित लवणों का इलेक्ट्रोलिसिस।

कच्चा लोहा लौह अयस्कों से लौह आक्साइड के अपचयन द्वारा प्राप्त किया जाता है। पिग आयरन को ब्लास्ट फर्नेस में गलाया जाता है। कोक का उपयोग ब्लास्ट फर्नेस में ताप स्रोत के रूप में किया जाता है।

ब्लास्ट फर्नेस कई दसियों मीटर ऊंची एक बहुत ही जटिल तकनीकी संरचना है। इसे दुर्दम्य ईंटों से बनाया गया है और बाहरी स्टील आवरण द्वारा संरक्षित किया गया है। 2013 तक, सबसे बड़ा ब्लास्ट फर्नेस दक्षिण कोरिया में स्टील कंपनी POSCO द्वारा क्वांगयांग शहर में एक धातुकर्म संयंत्र में बनाया गया था (आधुनिकीकरण के बाद भट्ठी की मात्रा 6,000 क्यूबिक मीटर थी और वार्षिक क्षमता 5,700,000 टन थी)।

चावल। वात भट्टी.

ब्लास्ट फर्नेस में लोहे को गलाने की प्रक्रिया कई दशकों तक लगातार चलती रहती है, जब तक कि भट्ठी अपने जीवन के अंत तक नहीं पहुंच जाती।

चावल। ब्लास्ट फर्नेस में लोहा गलाने की प्रक्रिया.

समृद्ध अयस्कों (चुंबकीय, लाल, भूरा लौह अयस्क) और कोक को ब्लास्ट फर्नेस के शीर्ष पर स्थित शीर्ष के माध्यम से डाला जाता है;
कार्बन मोनोऑक्साइड (II) की क्रिया के तहत अयस्क से लौह पुनर्प्राप्ति की प्रक्रिया ब्लास्ट फर्नेस (शाफ्ट) के मध्य भाग में 450-1100 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर आगे बढ़ती है (लौह ऑक्साइड धातु में कम हो जाते हैं):
- 450-500°C - 3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2;
- 600°C - Fe 3 O 4 + CO = 3FeO + CO 2;
- 800°C - FeO + CO = Fe + CO 2;
- फेरस ऑक्साइड का भाग कोक द्वारा अपचयित होता है: FeO + C = Fe + CO।
समानांतर में, सिलिकॉन और मैंगनीज (अशुद्धियों के रूप में लौह अयस्क में शामिल) के ऑक्साइड में कमी की प्रक्रिया होती है, सिलिकॉन और मैंगनीज गलाने वाले पिग आयरन का हिस्सा होते हैं:
- SiO 2 + 2C = Si + 2CO;
- एमएन 2 ओ 3 + 3सी = 2एमएन + 3सीओ।
चूना पत्थर के थर्मल अपघटन (ब्लास्ट फर्नेस में पेश) के दौरान, कैल्शियम ऑक्साइड बनता है, जो अयस्क में निहित सिलिकॉन और एल्यूमीनियम के ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करता है:
- CaCO 3 = CaO + CO 2;
- CaO + SiO 2 = CaSiO 3;
- CaO + Al 2 O 3 = Ca (AlO 2) 2।
1100 डिग्री सेल्सियस पर, लोहे की कमी की प्रक्रिया बंद हो जाती है;
शाफ्ट के नीचे एक भाप कक्ष होता है, ब्लास्ट फर्नेस का सबसे चौड़ा हिस्सा, जिसके नीचे एक कंधा होता है, जिसमें कोक जलता है और तरल गलाने वाले उत्पाद बनते हैं - कच्चा लोहा और लावा, जो भट्ठी के बहुत नीचे जमा होते हैं - चूल्हा;
1500°C के तापमान पर चूल्हे के ऊपरी भाग में, उड़ाई गई हवा के जेट में कोक का गहन दहन होता है: C + O 2 = CO 2 ;
गर्म कोक से गुजरते हुए, कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) कार्बन मोनोऑक्साइड (II) में बदल जाता है, जो लोहे का एक कम करने वाला एजेंट है (ऊपर देखें): CO 2 + C = 2CO;
कैल्शियम सिलिकेट्स और एलुमिनोसिलिकेट्स द्वारा निर्मित स्लैग कच्चा लोहा के ऊपर स्थित होते हैं, जो इसे ऑक्सीजन की क्रिया से बचाते हैं;
चूल्हे के विभिन्न स्तरों पर स्थित विशेष छिद्रों के माध्यम से कच्चा लोहा और लावा बाहर निकल जाता है;
अधिकांश कच्चा लोहा आगे की प्रक्रिया - स्टील गलाने में जाता है।

स्टील को कच्चा लोहा और स्क्रैप धातु से कनवर्टर विधि द्वारा गलाया जाता है (खुला चूल्हा पहले से ही पुराना है, हालांकि यह अभी भी उपयोग किया जाता है) या इलेक्ट्रिक गलाने (इलेक्ट्रिक भट्टियों, प्रेरण भट्टियों में) द्वारा। प्रक्रिया (लौह प्रसंस्करण) का सार ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीकरण द्वारा कार्बन और अन्य अशुद्धियों की एकाग्रता को कम करना है।

जैसा कि ऊपर बताया गया है, स्टील में कार्बन की सांद्रता 2% से अधिक नहीं होती है। इसके कारण, कच्चा लोहा के विपरीत, स्टील को बनाना और रोल करना काफी आसान होता है, जिससे इससे उच्च कठोरता और ताकत वाले विभिन्न उत्पादों का निर्माण संभव हो जाता है।

स्टील की कठोरता किसी विशेष स्टील ग्रेड और ताप उपचार स्थितियों में कार्बन सामग्री (जितना अधिक कार्बन, उतना सख्त स्टील) पर निर्भर करती है। टेम्परिंग (धीमी गति से ठंडा होने) के दौरान स्टील नरम हो जाता है; बुझने पर (तेजी से ठंडा होने पर) स्टील बहुत कठोर हो जाता है।

स्टील को वांछित विशिष्ट गुण देने के लिए, इसमें मिश्रधातु योजक मिलाए जाते हैं: क्रोमियम, निकल, सिलिकॉन, मोलिब्डेनम, वैनेडियम, मैंगनीज, इत्यादि।

कच्चा लोहा और इस्पात राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के अधिकांश क्षेत्रों में सबसे महत्वपूर्ण संरचनात्मक सामग्री हैं।

लोहे की जैविक भूमिका:

एक वयस्क के शरीर में लगभग 5 ग्राम आयरन होता है;
हेमटोपोइएटिक अंगों के काम में आयरन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है;
आयरन कई जटिल प्रोटीन कॉम्प्लेक्स (हीमोग्लोबिन, मायोग्लोबिन, विभिन्न एंजाइम) का हिस्सा है।

आयरन (II) यौगिक

+2 की लौह ऑक्सीकरण अवस्था वाले लौह यौगिक अस्थिर होते हैं और आसानी से लौह (III) व्युत्पन्न में ऑक्सीकृत हो जाते हैं।

Fe 2 O 3 + CO = 2FeO + CO 2।

आयरन हाइड्रॉक्साइड (II) Fe (OH) 2जब ताजा अवक्षेपित होता है, तो इसका रंग भूरा-हरा होता है, यह पानी में नहीं घुलता है, 150 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर विघटित हो जाता है, ऑक्सीकरण के कारण जल्दी ही काला हो जाता है:

4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH) 3।

यह बुनियादी गुणों की प्रबलता के साथ कमजोर रूप से व्यक्त उभयचर गुणों को प्रदर्शित करता है, गैर-ऑक्सीकरण एसिड के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करता है:

Fe(OH) 2 + 2HCl = FeCl 2 + 2H 2 O.

गर्म करने पर यह सांद्र क्षार विलयनों के साथ क्रिया करके टेट्राहाइड्रॉक्सोफेरेट (II) बनाता है:

Fe (OH) 2 + 2NaOH = Na 2।

यह कम करने वाले गुणों को प्रदर्शित करता है; नाइट्रिक या केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड के साथ बातचीत करने पर, लौह (III) लवण बनते हैं:

2Fe(OH) 2 + 4H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 6H 2 O.

यह वायुमंडलीय ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में क्षार समाधान के साथ लौह (II) लवण की परस्पर क्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है:

FeSO 4 + 2NaOH = Fe (OH) 2 + Na 2 SO 4।

लोहे के लवण (II).आयरन (II) लगभग सभी आयनों के साथ लवण बनाता है। आमतौर पर, लवण हरे क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स के रूप में क्रिस्टलीकृत होते हैं: Fe (NO 3) 2 6H 2 O, FeSO 4 7H 2 O, FeBr 2 6H 2 O, (NH 4) 2 Fe (SO 4) 2 6H 2 O (मोहर का नमक), आदि। नमक के घोल का रंग हल्का हरा होता है और, हाइड्रोलिसिस के कारण, एक अम्लीय वातावरण होता है:

Fe 2+ + H 2 O = FeOH + + H +।

लवण के सभी गुण बताइये।

हवा में खड़े होने पर, वे धीरे-धीरे घुलित ऑक्सीजन द्वारा लौह (III) लवण में ऑक्सीकृत हो जाते हैं:

4FeCl 2 + O 2 + 2H 2 O = 4FeOHCl 2।

Fe 2+ धनायन के लिए गुणात्मक प्रतिक्रिया - पोटेशियम हेक्सासायनोफेरेट (III) (लाल रक्त नमक) के साथ बातचीत:

FeSO 4 + K 3 = KFe↓ + K 2 SO 4

Fe 2+ + K + + 3- = KFe↓

प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, एक नीला अवक्षेप बनता है - आयरन (III) हेक्सासायनोफेरेट (II) - पोटेशियम।

+3 ऑक्सीकरण अवस्था लोहे की विशेषता है।

आयरन ऑक्साइड (III) Fe 2 O 3 -भूरे रंग का पदार्थ, तीन बहुरूपी संशोधनों में मौजूद है।

यह बुनियादी गुणों की प्रबलता के साथ कमजोर रूप से व्यक्त उभयचर गुणों को प्रदर्शित करता है। एसिड के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करता है:

Fe 2 O 3 + 6HCl = 2FeCl 3 + 3H 2 O।

यह क्षारीय विलयनों के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, लेकिन संलयन होने पर फेराइट बनाता है:

Fe 2 O 3 + 2NaOH = 2NaFeO 2 + H 2 O।

ऑक्सीकरण और कम करने वाले गुण दिखाता है। गर्म करने पर, यह हाइड्रोजन या कार्बन मोनोऑक्साइड (II) द्वारा कम हो जाता है, जो ऑक्सीकरण गुण दिखाता है:

Fe 2 O 3 + H 2 = 2FeO + H 2 O,

Fe 2 O 3 + CO = 2FeO + CO 2।

क्षारीय माध्यम में मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों की उपस्थिति में, यह कम करने वाले गुणों को प्रदर्शित करता है और लौह (VI) डेरिवेटिव में ऑक्सीकरण होता है:

Fe 2 O 3 + 3KNO 3 + 4KOH = 2K 2 FeO 4 + 3KNO 2 + 2H 2 O.

1400°C से ऊपर के तापमान पर विघटित होता है:

6Fe 2 O 3 = 4Fe 3 O 4 + O 2।

यह आयरन (III) हाइड्रॉक्साइड के थर्मल अपघटन द्वारा प्राप्त किया जाता है:

2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

या पाइराइट का ऑक्सीकरण:

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2।

FeCl 3 + 3KCNS = Fe (CNS) 3 + 3KCl,

लंबाई और दूरी परिवर्तक द्रव्यमान परिवर्तक थोक ठोस और खाद्य पदार्थ मात्रा परिवर्तक क्षेत्र परिवर्तक आयतन और इकाई परिवर्तक व्यंजनों तापमान कनवर्टर दबाव, तनाव, यंग मापांक कनवर्टर ऊर्जा और कार्य कनवर्टर पावर कनवर्टर बल कनवर्टर समय कनवर्टर रैखिक गति कनवर्टर फ्लैट कोण थर्मल दक्षता और ईंधन अर्थव्यवस्था कनवर्टर संख्या कनवर्टर सूचना की इकाइयों की मात्रा के लिए कनवर्टर विनिमय दरें महिलाओं के कपड़े और जूते का आकार पुरुषों के कपड़े और जूते का आकार पुरुषों के कपड़े और जूते का आकार कोणीय वेग और गति कनवर्टर त्वरण कनवर्टर कोणीय एसीसी उत्थान कनवर्टर घनत्व कनवर्टर विशिष्ट आयतन कनवर्टर टोक़ कनवर्टर जड़ता कनवर्टर बल का क्षण कनवर्टर टोक़ कनवर्टर दहन की विशिष्ट गर्मी (द्रव्यमान द्वारा) कनवर्टर ऊर्जा घनत्व और ईंधन के दहन की विशिष्ट गर्मी (मात्रा द्वारा) कनवर्टर तापमान अंतर कनवर्टर थर्मल विस्तार गुणांक कनवर्टर थर्मल प्रतिरोध कनवर्टर थर्मल चालकता कनवर्टर मोलर प्रवाह दर कनवर्टर द्रव्यमान प्रवाह घनत्व कनवर्टर मोलर एकाग्रता कनवर्टर समाधान में द्रव्यमान एकाग्रता कनवर्टर गतिशील (पूर्ण) चिपचिपापन कनवर्टर काइनेमेटिक विस्को सिटी कनवर्टर सतह तनाव कनवर्टर वाष्प पारगम्यता कनवर्टर जल वाष्प फ्लक्स घनत्व कनवर्टर ध्वनि स्तर कनवर्टर माइक्रोफोन संवेदनशीलता कनवर्टर ध्वनि दबाव स्तर (एसपीएल) कनवर्टर ध्वनि दबाव स्तर कनवर्टर चयन योग्य संदर्भ दबाव चमक कनवर्टर चमकदार तीव्रता कनवर्टर कनवर्टर रोशनी कनवर्टर कंप्यूटर ग्राफिक्स संकल्प कनवर्टर आवृत्ति और तरंग दैर्ध्य कनवर्टर डायोप्टर पावर और फोकल लंबाई डायोप्टर पावर और लेंस आवर्धन (×) इलेक्ट्रिक चार्ज कनवर्टर रैखिक चार्ज घनत्व कनवर्टर सतह चार्ज घनत्व कनवर्टर वॉल्यूम चार्ज घनत्व कनवर्टर विद्युत प्रवाह कनवर्टर रैखिक वर्तमान घनत्व कनवर्टर सतह वर्तमान घनत्व कनवर्टर विद्युत क्षेत्र शक्ति कनवर्टर इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षमता और वोल्टेज कनवर्टर विद्युत प्रतिरोध कनवर्टर विद्युत प्रतिरोधकता कनवर्टर विद्युत चालकता कनवर्टर विद्युत चालकता कनवर्टर कैपेसिटेंस इंडक्शन कनवर्टर यूएस वायर गेज कनवर्टर डीबीएम (डीबीएम या डीबीएम), डीबीवी (डीबीवी), वाट में स्तर एस, आदि इकाइयाँ मैग्नेटोमोटिव फ़ोर्स कन्वर्टर टेंशन कन्वर्टर चुंबकीय क्षेत्रचुंबकीय प्रवाह कनवर्टर चुंबकीय प्रेरण कनवर्टर विकिरण। आयनकारी विकिरण अवशोषित खुराक दर कनवर्टर रेडियोधर्मिता। रेडियोधर्मी क्षय कनवर्टर विकिरण। एक्सपोज़र खुराक कनवर्टर विकिरण। अवशोषित खुराक कनवर्टर दशमलव उपसर्ग कनवर्टर डेटा ट्रांसफर टाइपोग्राफ़िक और छवि प्रसंस्करण इकाई कनवर्टर इमारती लकड़ी वॉल्यूम इकाई कनवर्टर दाढ़ द्रव्यमान गणना आवर्त सारणी रासायनिक तत्वडी. आई. मेंडेलीव

रासायनिक सूत्र

Fe 2 (SO 4) 3 का मोलर द्रव्यमान, आयरन (III) सल्फेट 399.8778 जी/मोल

55.845 2+(32.065+15.9994 4) 3

यौगिक में तत्वों का द्रव्यमान अंश

मोलर मास कैलकुलेटर का उपयोग करना

रासायनिक सूत्रों को केस सेंसिटिव दर्ज किया जाना चाहिए
सूचकांकों को नियमित संख्याओं के रूप में दर्ज किया जाता है
उदाहरण के लिए, क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स के सूत्रों में उपयोग की जाने वाली मध्य रेखा (गुणा चिह्न) पर बिंदु को एक नियमित बिंदु से बदल दिया जाता है।
उदाहरण: CuSO₄ 5H₂O के बजाय, कनवर्टर प्रवेश में आसानी के लिए वर्तनी CuSO4.5H2O का उपयोग करता है।

दाढ़ द्रव्यमान कैलकुलेटर

तिल

सभी पदार्थ परमाणुओं और अणुओं से बने होते हैं। रसायन विज्ञान में, किसी प्रतिक्रिया में प्रवेश करने वाले और उससे उत्पन्न होने वाले पदार्थों के द्रव्यमान को सटीक रूप से मापना महत्वपूर्ण है। परिभाषा के अनुसार, मोल किसी पदार्थ की मात्रा के लिए एसआई इकाई है। एक मोल में बिल्कुल 6.02214076×10²³ होता है प्राथमिक कण. जब मोल्स की इकाइयों में व्यक्त किया जाता है तो यह मान संख्यात्मक रूप से अवोगाद्रो स्थिरांक N A के बराबर होता है और इसे अवोगाद्रो संख्या कहा जाता है। पदार्थ की मात्रा (प्रतीक) एन) एक प्रणाली का संरचनात्मक तत्वों की संख्या का माप है। एक संरचनात्मक तत्व एक परमाणु, एक अणु, एक आयन, एक इलेक्ट्रॉन, या कोई कण या कणों का समूह हो सकता है।

अवोगाद्रो का स्थिरांक N A = 6.02214076×10²³ mol⁻¹। अवोगाद्रो की संख्या 6.02214076×10²³ है।

दूसरे शब्दों में, एक मोल किसी पदार्थ की वह मात्रा है जो पदार्थ के परमाणुओं और अणुओं के परमाणु द्रव्यमान के योग के द्रव्यमान के बराबर होती है, जिसे एवोगैड्रो संख्या से गुणा किया जाता है। मोल एसआई प्रणाली की सात बुनियादी इकाइयों में से एक है और इसे मोल द्वारा दर्शाया जाता है। चूँकि इकाई का नाम और उसका प्रतीक समान हैं, इसलिए यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इकाई के नाम के विपरीत, प्रतीक को अस्वीकार नहीं किया गया है, जिसे रूसी भाषा के सामान्य नियमों के अनुसार अस्वीकार किया जा सकता है। शुद्ध कार्बन-12 का एक मोल ठीक 12 ग्राम के बराबर होता है।

दाढ़ जन

मोलर द्रव्यमान किसी पदार्थ का एक भौतिक गुण है, जिसे उस पदार्थ के द्रव्यमान और मोल्स में पदार्थ की मात्रा के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है। दूसरे शब्दों में, यह किसी पदार्थ के एक मोल का द्रव्यमान है। एसआई प्रणाली में दाढ़ द्रव्यमान की इकाई किलोग्राम/मोल (किग्रा/मोल) है। हालाँकि, रसायनज्ञ अधिक सुविधाजनक इकाई g/mol का उपयोग करने के आदी हैं।

दाढ़ जन= जी/मोल

तत्वों और यौगिकों का दाढ़ द्रव्यमान

यौगिक विभिन्न परमाणुओं से बने पदार्थ होते हैं जो रासायनिक रूप से एक दूसरे से बंधे होते हैं। उदाहरण के लिए, निम्नलिखित पदार्थ, जो किसी भी गृहिणी की रसोई में पाए जा सकते हैं, रासायनिक यौगिक हैं:

नमक (सोडियम क्लोराइड) NaCl
चीनी (सुक्रोज) C₁₂H₂₂O₁₁
सिरका (एसिटिक एसिड घोल) CH₃COOH

ग्राम प्रति मोल में रासायनिक तत्वों का दाढ़ द्रव्यमान संख्यात्मक रूप से परमाणु द्रव्यमान इकाइयों (या डाल्टन) में व्यक्त तत्व के परमाणुओं के द्रव्यमान के समान होता है। यौगिकों का दाढ़ द्रव्यमान, यौगिक में परमाणुओं की संख्या को ध्यान में रखते हुए, यौगिक बनाने वाले तत्वों के दाढ़ द्रव्यमान के योग के बराबर होता है। उदाहरण के लिए, पानी का दाढ़ द्रव्यमान (H₂O) लगभग 1 × 2 + 16 = 18 g/mol है।

मॉलिक्यूलर मास्स

आणविक भार (पुराना नाम आणविक भार है) एक अणु का द्रव्यमान है, जिसकी गणना अणु को बनाने वाले प्रत्येक परमाणु के द्रव्यमान के योग को इस अणु में परमाणुओं की संख्या से गुणा करके की जाती है। आणविक भार है आयामरहितएक भौतिक मात्रा जो संख्यात्मक रूप से दाढ़ द्रव्यमान के बराबर होती है। अर्थात्, आणविक भार आयाम में दाढ़ द्रव्यमान से भिन्न होता है। यद्यपि आणविक द्रव्यमान एक आयामहीन मात्रा है, फिर भी इसका एक मान होता है जिसे परमाणु द्रव्यमान इकाई (एएमयू) या डाल्टन (डीए) कहा जाता है, और यह लगभग एक प्रोटॉन या न्यूट्रॉन के द्रव्यमान के बराबर होता है। परमाणु द्रव्यमान इकाई भी संख्यात्मक रूप से 1 g/mol के बराबर है।

दाढ़ द्रव्यमान की गणना

दाढ़ द्रव्यमान की गणना इस प्रकार की जाती है:

आवर्त सारणी के अनुसार तत्वों के परमाणु द्रव्यमान निर्धारित कर सकेंगे;
यौगिक सूत्र में प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या निर्धारित कर सकेंगे;
यौगिक में शामिल तत्वों के परमाणु द्रव्यमान को उनकी संख्या से गुणा करके जोड़कर दाढ़ द्रव्यमान निर्धारित करें।

उदाहरण के लिए, आइए एसिटिक एसिड के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करें

यह होते हैं:

दो कार्बन परमाणु
चार हाइड्रोजन परमाणु
दो ऑक्सीजन परमाणु

कार्बन सी = 2 × 12.0107 ग्राम/मोल = 24.0214 ग्राम/मोल
हाइड्रोजन एच = 4 × 1.00794 ग्राम/मोल = 4.03176 ग्राम/मोल
ऑक्सीजन ओ = 2 × 15.9994 ग्राम/मोल = 31.9988 ग्राम/मोल
दाढ़ द्रव्यमान = 24.0214 + 4.03176 + 31.9988 = 60.05196 ग्राम/मोल

हमारा कैलकुलेटर बस यही करता है। आप इसमें एसिटिक एसिड का फॉर्मूला डाल सकते हैं और जांच सकते हैं कि क्या होता है।

क्या आपको माप की इकाइयों का एक भाषा से दूसरी भाषा में अनुवाद करना मुश्किल लगता है? सहकर्मी आपकी मदद के लिए तैयार हैं। टीसीटर्म्स पर एक प्रश्न पोस्ट करेंऔर कुछ ही मिनटों में आपको उत्तर मिल जाएगा।

परिभाषा

लोहा- चतुर्थ आवर्त के आठवें समूह का तत्व आवधिक प्रणालीरासायनिक तत्व डी. आई. मेंडेलीव।

और सुस्त संख्या 26 है। प्रतीक Fe (अव्य। "फेरम") है। पृथ्वी की पपड़ी में सबसे आम धातुओं में से एक (एल्यूमीनियम के बाद दूसरा स्थान)।

लोहे के भौतिक गुण

लोहा - धातु ग्रे रंग. अपने शुद्ध रूप में यह काफी मुलायम, लचीला और लचीला होता है। बाह्य ऊर्जा स्तर का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 3d 6 4s 2 है। अपने यौगिकों में, लोहा ऑक्सीकरण अवस्थाएँ "+2" और "+3" प्रदर्शित करता है। लोहे का गलनांक 1539C होता है। आयरन दो क्रिस्टलीय संशोधन बनाता है: α- और γ-आयरन। उनमें से पहले में एक घन शरीर-केंद्रित जाली है, दूसरे में एक घन फलक-केंद्रित है। α-आयरन दो तापमान सीमाओं में थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर होता है: 912C से नीचे और 1394C से पिघलने बिंदु तक। 912 और 1394C के बीच, γ-आयरन स्थिर होता है।

लोहे के यांत्रिक गुण इसकी शुद्धता पर निर्भर करते हैं - इसमें अन्य तत्वों की बहुत कम मात्रा भी होती है। ठोस लोहा अपने अंदर कई तत्वों को घोलने की क्षमता रखता है।

लोहे के रासायनिक गुण

नम हवा में लोहे में जल्दी जंग लग जाती है यानी हाइड्रेटेड आयरन ऑक्साइड की भूरे रंग की कोटिंग से ढका हुआ है, जो अपनी भुरभुरापन के कारण, लोहे को आगे ऑक्सीकरण से नहीं बचाता है। पानी में, लोहा तीव्रता से संक्षारित होता है; ऑक्सीजन की प्रचुर पहुंच के साथ, आयरन ऑक्साइड (III) के हाइड्रेटेड रूप बनते हैं:

2Fe + 3/2O 2 + nH 2 O = Fe 2 O 3 × H 2 O.

ऑक्सीजन की कमी या कठिन पहुंच के साथ, एक मिश्रित ऑक्साइड (II, III) Fe 3 O 4 बनता है:

3Fe + 4H 2 O (v) ↔ Fe 3 O 4 + 4H 2।

आयरन किसी भी सांद्रता के हाइड्रोक्लोरिक एसिड में घुल जाता है:

Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2।

इसी प्रकार, पतला सल्फ्यूरिक एसिड में विघटन होता है:

Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2।

सल्फ्यूरिक एसिड के सांद्रित विलयन में, लौह लौह में ऑक्सीकृत हो जाता है (III):

2Fe + 6H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O।

हालाँकि, सल्फ्यूरिक एसिड में, जिसकी सांद्रता 100% के करीब होती है, लोहा निष्क्रिय हो जाता है और व्यावहारिक रूप से कोई परस्पर क्रिया नहीं होती है। तनु और मध्यम सांद्रित विलयनों में नाइट्रिक एसिडलोहा घुल जाता है:

Fe + 4HNO 3 = Fe (NO 3) 3 + NO + 2H 2 O।

नाइट्रिक एसिड की उच्च सांद्रता पर, विघटन धीमा हो जाता है और आयरन निष्क्रिय हो जाता है।

अन्य धातुओं की तरह लोहा भी किसके साथ प्रतिक्रिया करता है? सरल पदार्थ. हैलोजन के साथ लोहे की परस्पर क्रिया की प्रतिक्रियाएँ (हैलोजन के प्रकार की परवाह किए बिना) गर्म होने पर आगे बढ़ती हैं। ब्रोमीन के साथ लोहे की परस्पर क्रिया ब्रोमीन के बढ़े हुए वाष्प दबाव पर होती है:

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3;

3Fe + 4I 2 = Fe 3 I 8.

गर्म करने पर लोहे की सल्फर (पाउडर), नाइट्रोजन और फास्फोरस के साथ परस्पर क्रिया भी होती है:

6Fe + N 2 = 2Fe 3 N;

2Fe + P = Fe 2 P;

3Fe + P = Fe 3 P.

लोहा कार्बन और सिलिकॉन जैसी गैर-धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम है:

3Fe + C = Fe 3 C;

लोहे के साथ परस्पर क्रिया की प्रतिक्रियाओं के बीच जटिल पदार्थनिम्नलिखित प्रतिक्रियाएं एक विशेष भूमिका निभाती हैं - लोहा नमक समाधान (1) से गतिविधि श्रृंखला में इसके दाईं ओर धातुओं को कम करने में सक्षम है, लौह (III) यौगिकों (2) को कम करने में सक्षम है:

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu (1);

Fe + 2FeCl 3 = 3FeCl 2 (2)।

ऊंचे दबाव पर लोहा, गैर-नमक बनाने वाले ऑक्साइड - CO के साथ प्रतिक्रिया करके जटिल संरचना वाले पदार्थ बनाता है - कार्बोनिल्स - Fe (CO) 5, Fe 2 (CO) 9 और Fe 3 (CO) 12।

अशुद्धियों के अभाव में लोहा पानी और तनु क्षार विलयन में स्थिर रहता है।

लोहा प्राप्त करना

लोहा प्राप्त करने का मुख्य तरीका लौह अयस्क (हेमेटाइट, मैग्नेटाइट) या इसके लवणों के घोल का इलेक्ट्रोलिसिस है (इस मामले में, "शुद्ध" लोहा प्राप्त होता है, यानी अशुद्धियों के बिना लोहा)।

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

व्यायाम

10 ग्राम वजन वाले आयरन स्केल Fe 3 O 4 को पहले 150 मिलीलीटर हाइड्रोक्लोरिक एसिड समाधान (घनत्व 1.1 ग्राम / एमएल) के साथ 20% हाइड्रोजन क्लोराइड के द्रव्यमान अंश के साथ इलाज किया गया था, और फिर परिणामी समाधान में लोहे की अधिकता को जोड़ा गया था। समाधान की संरचना निर्धारित करें (वजन के अनुसार % में)।

समाधान

हम समस्या की स्थिति के अनुसार प्रतिक्रिया समीकरण लिखते हैं:

8HCl + Fe 3 O 4 = FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4H 2 O (1);

2FeCl 3 + Fe = 3FeCl 2 (2)।

हाइड्रोक्लोरिक एसिड घोल के घनत्व और आयतन को जानकर आप इसका द्रव्यमान ज्ञात कर सकते हैं:

एम सोल (एचसीएल) = वी(एचसीएल) × ρ (एचसीएल);

एम सोल (एचसीएल) = 150 × 1.1 = 165 ग्राम।

हाइड्रोजन क्लोराइड के द्रव्यमान की गणना करें:

m(HCl)=msol(HCl)×ω(HCl)/100%;

एम(एचसीएल) = 165 x 20%/100% = 33 ग्राम।

हाइड्रोक्लोरिक एसिड का दाढ़ द्रव्यमान (एक मोल का द्रव्यमान), डी.आई. के रासायनिक तत्वों की तालिका का उपयोग करके गणना की गई। मेंडेलीव - 36.5 ग्राम/मोल। हाइड्रोजन क्लोराइड पदार्थ की मात्रा ज्ञात करें:

वी(एचसीएल) = एम(एचसीएल)/एम(एचसीएल);

वी (एचसीएल) = 33/36.5 = 0.904 मोल।

पैमाने का मोलर द्रव्यमान (एक मोल का द्रव्यमान), डी.आई. के रासायनिक तत्वों की तालिका का उपयोग करके गणना की गई। मेंडेलीव - 232 ग्राम/मोल। स्केल पदार्थ की मात्रा ज्ञात करें:

v (Fe 3 O 4) = 10/232 = 0.043 मोल।

समीकरण 1 के अनुसार, v(HCl): v(Fe 3 O 4) = 1: 8, इसलिए, v (HCl) = 8 v (Fe 3 O 4) = 0.344 mol। फिर, समीकरण (0.344 मोल) के अनुसार गणना की गई हाइड्रोजन क्लोराइड पदार्थ की मात्रा समस्या की स्थिति (0.904 मोल) में बताई गई मात्रा से कम होगी। इस तरह, हाइड्रोक्लोरिक एसिडअधिक मात्रा में है और दूसरी प्रतिक्रिया आगे बढ़ेगी:

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 (3)।

आइए पहली प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप बनने वाले आयरन क्लोराइड पदार्थ की मात्रा निर्धारित करें (सूचकांक एक विशिष्ट प्रतिक्रिया को दर्शाते हैं):

v 1 (FeCl 2): v (Fe 2 O 3) = 1:1 = 0.043 mol;

वी 1 (FeCl 3): v (Fe 2 O 3) = 2:1;

v 1 (FeCl 3) = 2 × v (Fe 2 O 3) = 0.086 mol।

आइए प्रतिक्रिया 1 में प्रतिक्रिया नहीं करने वाले हाइड्रोजन क्लोराइड की मात्रा और प्रतिक्रिया 3 के दौरान बनने वाले आयरन (II) क्लोराइड पदार्थ की मात्रा निर्धारित करें:

वी रेम (एचसीएल) = वी (एचसीएल) - वी 1 (एचसीएल) = 0.904 - 0.344 = 0.56 मोल;

वी 3 (FeCl 2): v रेम (एचसीएल) = 1:2;

v 3 (FeCl 2) = 1/2 × v रेम (HCl) = 0.28 मोल।

आइए प्रतिक्रिया 2 के दौरान बनने वाले FeCl 2 पदार्थ की मात्रा, FeCl 2 पदार्थ की कुल मात्रा और उसके द्रव्यमान का निर्धारण करें:

v 2 (FeCl 3) = v 1 (FeCl 3) = 0.086 mol;

वी 2 (FeCl 2): v 2 (FeCl 3) = 3:2;

v 2 (FeCl 2) = 3/2× v 2 (FeCl 3) = 0.129 mol;

वी योग (FeCl 2) = v 1 (FeCl 2) + v 2 (FeCl 2) + v 3 (FeCl 2) = 0.043 + 0.129 + 0.28 = 0.452 mol;

m (FeCl 2) = v योग (FeCl 2) × M (FeCl 2) = 0.452 × 127 = 57.404 ग्राम।

आइए प्रतिक्रिया 2 और 3 में शामिल पदार्थ की मात्रा और लोहे का द्रव्यमान निर्धारित करें:

वी 2 (एफई): वी 2 (एफईसीएल 3) = 1:2;

v 2 (Fe) = 1/2 × v 2 (FeCl 3) = 0.043 mol;