Железо

– элемент VIII группы периодической системы. Атомный номер 26, атомный вес 55,85 (56). Конфигурация внешних электронов атома 3d64s2.

По химическим свойствам железо как переходный элемент близок к соседним элементам той же группы периодической системы – никелю и кобальту. В соединениях железо чаще 2-х и 3-х валентно, но известны также валентности 1, 4 и 6.

Для высших валентных состояний железа характерны кислотные свойства. Железо, особенно 3-х валентное, склонно к комплексообразованию. В химическом отношении железо – металл средней активности. В сухом воздухе при нагревании до 150-200о на поверхности компактного железа образуется тонкая защитная оксидная пленка, предохраняющая его от дальнейшего окисления.

Во влажном воздухе железо быстро ржавеет, т.е. покрывается бурым налетом гидратированного оксида железа, который вследствие своей рыхлости не защищает железо от дальнейшего окисления. В воде железо интенсивно корродирует. При обильном доступе кислорода при этом образуются гидратные формы оксида железа.

При недостатке кислорода или при его затрудненном доступе образуется смешанный оксид Fe3O4(Fe2O3*FeO):

3Fe + 2O2 = Fe3O4

Fe3O4 служит материалом для изготовления анодов в ряде электрохимических производств.

Железо легко растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах:

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2­

Fe + H2SO4(разб.) = FeSO4 + H2­

В концентрированных кислотах–окислителях железо растворяется только при нагревании:

2Fe + 6H2SO4(конц.) Fe2(SO4)3 + 3SO2­ + 6H2O

Fe + 6HNO3(конц.) Fe(NO3)3 + 3NO2­+ 3H2O

Однако в серной кислоте, концентрация которой близка к 100%, железо становится пассивным и взаимодействие практически не происходит.

Для железа характерны два ряда соединений: соединения Fe(II) и соединения Fe(III). Первые отвечают оксиду железа (II), или закиси железа FeO; вторые – оксиду железа (III), или окиси железа Fe2O3.

Кроме того, известны соли несуществующей железной кислоты H2FeO4, в которой степень окисления железа +6.