206 Cộng Hòa, Phường 12, Quận Tân Bình, TPHCM

bangtuanhoan@gmail.com

Giới thiệu

Tin tức

Liên hệ

Nguyên tố Sắt (Fe) và hợp chất của sắt

Tổng quan về nguyên tố Sắt (Fe)

Sắt có lẽ được biết đến nhiều hơn là thành phần cấu tạo nên thép và là một dưỡng chất cho cơ thể hơn là một nguyên tố. Đây là nguyên tố phổ biến nhất trên trái đất tính theo tỷ khối, hình thành nên lõi trong và lõi ngoài của hành tinh. 

Ký hiệu hóa học của sắt là Fe, xuất phát từ Ferum trong tiếng la tinh và số nguyên tử là 26. Kim loại sắt đã được sử dụng từ thời cổ đại nhưng ở dạng không nguyên chất.

Sắt bền nhất khi được kết hợp với các kim loại khác ở dạng nguyên chất. Sắt bóng, dễ uốn, dẻo có màu xám bạc. không có ai được ghi nhận là người phát hiện ra sắt, sắt được sản xuất sớm nhất vào giữa thời kỳ đồ đồng. Sau đó các vật liệu bằng sắt đã bắt đầu thay thế đồng, sự chuyển biến này đã mở ra thời kỳ đồ sắt.

Gang

Những ứng dụng đầu tiên của sắt cũng bao gồm sản xuất gang ở Trung Quốc. gang là một hợp kim của sắt và cacbon, đôi khi có cả silicon có điểm nóng chảy tương đối thấp, dễ hóa lỏng, dễ đúc và có tính chống biến dạng và mài mòn.

Gang được sử dụng làm máy móc, đường ống, phụ tùng ô tô và chảo nấu ăn. So với sắt nguyên chất gang có thể chống oxy hóa, chống gỉ, chống các hiện tượng có thể làm yếu hoặc làm hư hỏng đồ vật. 

Thép

Thép cũng là một trong những hợp kim của sắt được phát hiện vào thời cổ đại và vẫn được sử dụng rộng rãi hiện nay do có độ bền cao và chi phí thấp. Sắt được kết hợp với nhiều nguyên tố chủ yếu là cacbon để tạo thành thép. Thép được sử dụng trong xây dựng công trình như nhà cửa và trường học, cơ sở hạ tầng như cầu đường và đường hầm.

Sản xuất công cụ như tovit, cờ lê, kìm, chế tạo tàu thủy, ô tô và nhiều phương tiện khác. Máy móc, đồ gia dụng, đồ dùng nhà bếp, dao kéo và vũ khí như lưỡi lê, gươm và rừu. 

Thép có thể tạo ra khi nung chảy quặng sắt sau đó tái xử lý để giảm lượng cacbon xuống mức thích hợp. Thép có thể được gia cố bằng cách thêm các kim loại khác vào hợp kim như niken, vanadium, vonfram.

Một ví dụ của thép được cải tiến là thép không gỉ. Crom được thêm vào thép để thép có tính chống ăn mòn và chống oxy hóa cao hơn dù chưa phải là thép hoàn hảo. Đế nóng của bàn là được làm từ thép không gỉ, các mẫu bàn là trước đây được làm từ thép thường hoặc các hợp kim khác của sắt và dùng than củi để tạo nhiệt.

Dưỡng chất

Dĩ nhiên chúng ta cũng không quên rằng sắt còn là một dưỡng chất. Chúng ta cần duy trì đủ lượng sắt trong cơ thể vì thiếu sắt có thể gây bệnh thiếu máu.

Cơ thể sản sinh ngày càng ít tế bào hồng cầu, lượng hemolobin trong máu giảm. Đây là chất vận chuyển oxy đi khắp cơ thể, không có đủ hemolobin một số bộ phận trong cơ thể sẽ không nhận được oxy.

Có rất nhiều thực phẩm giàu sắt như thịt động vật, đậu đỏ, đậu hạt, cá, thịt gia cầm, rau và đậu phụ. Vì thế muốn bổ sung sắt cho cơ thể là việc không quá khó 

1.Tổng quan về sắt

Fe(Z = 26): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 hay [Ar]3d6 4s2.

Vị trí: ô 26, chu kỳ 4, nhóm VIIIB (nhóm phụ) là một kim loại chuyển tiếp.

Cấu hình e của Fe2+ : [Ar]3d6

Cấu hình e của Fe3+ : [Ar]3d5 => bền (trong không khí Fe2+ sẽ bị oxy hóa thành Fe3+).

2.Tính chất vật lý của sắt

Trắng hơi xám, dẫn điện, nhiệt tốt, bị nhiễm từ

3.Tính chất hóa học của sắt

*Fe có tính khử trung bình, có hóa trị II và III, có các số oxy hóa: 0, +2, +3

Fe + S => FeS

Fe + Cl2 => FeCl3 (cl tính oxy hóa mạnh ra sắt 3)

Fe + Br2 => FeBr3 (br tính oxy hóa mạnh ra sắt 3)

Fe + I2 => FeI2 (iot tính oxy yếu hơn ra sắt 2)

Fe + O2 => Fe3O4(oxit sắt từ)

Fe + HCl => FeCl2 + H2

Fe + H2SO4(loãng) => FeSO4 + H2 (Fe với axit loại 1 hoặc H2SO4 loãng đều ra sắt 2)

Fe bị thụ động với axit loại 2 (HNO3 và H2SO4) đặc nguội

*Fe tác dụng với axit loại 2

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

Fe + 4HNO3 loãng => Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

Sắt tác dụng với axit HNO3 là axit mạnh nên ra sắt 3, nếu đặc thì ra NO2, loãng thì chỉ ra NO thôi.

2Fe + 6H2SO4 => Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Chú ý: các phản ứng phía sau sẽ gặp rất nhiều trong các câu hỏi trắc nghiệm.

Nếu Fe (dư) tác dụng với HNO3/H2SO4 đặc nóng: Fe2+ (Fe dư sẽ tác dụng với Fe3+ để tạo ra Fe2+)

Nếu Fe tác dụng với HNO3/H2SO4 đặc nóng (dư): Fe3+ 

Chú ý:

Fe + (dư) 2AgNO3 => Fe(NO3)2 + 2Ag

Fe + 3AgNO3 (dư) => Fe(NO3)3 + 3Ag (ra Fe2+ tuy nhiên AgNO3 dư sẽ phản ứng với Fe2+ tạo ra Fe3+)

Fe + 2FeCl3 => 3FeCl2

Fe + CuSO4 => Cu + FeSO4 (Sắt tính kim loại mạnh hơn nên đẩy được Cu ra khỏi muối)

4.Các loại quặng sắt

Manhetit: Fe3O4

Hematit đỏ: Fe2O3

Hematit nâu: Fe2O3.nH2O

Pirit: FeS2

Xiderit: FeCO3

Lưu ý phải có mẹo để thuộc lòng các quặng này vì khi gặp trong câu trắc nghiệm sẽ rất rối.

2FeS2 + O2 => Fe2O3 + SO2

5.Tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất Fe(II) là tính khử (+2 +3). 

*FeO + 2HCl => FeCl+ H2O

FeO + H2SO4(l) => FeSO4 + H2O

3FeO + 10HNO3(l) => 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O

Ngoài ra cũng có thêm tính oxy hóa.

FeO + CO (to)=> Fe + CO2

6.Điều chế

Fe2O3 + CO (to)=> FeO + CO2

*Fe(OH)2 chất rắn màu lục nhạt, trắng xanh

Điều chế: Fe2+ + 2OH- => Fe(OH)2

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O => 4Fe(OH)3

Fe(OH)2 (to)=> FeO + H2O

*Muối Fe2+ kết tinh ở dạng tinh thể, tan trong nước tạo thành dung dịch Fe2+ không bền trong không khí, nhanh chóng chuyển thành dung dịch Fe3+(vàng nâu).

2FeCl2 + Cl2 => 2FeCl3

3Fe(NO3)2 + 4HNO3 => 3Fe(NO3)3 + NO + H2O

dd FeSO4 làm mất màu đ KMnO4 trong môi trường axit

10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 => 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO2 + K2SO4 + 2H20

Fe(NO3)2 + AgNO3 => Fe(NO3)3 + Ag

The author

Johnny Levanier
Lê Ngọc
Lê Ngọc có bằng B.A. về Viết sáng tạo và Truyền thông. Ban ngày, người ta có thể bắt gặp anh ấy làm việc tại TPHCM, đi khắp nơi, xem nhạc sống hoặc chơi trò chơi điện tử. Đến tối, anh ngủ. Twitter @lengoc91

Tags

Any comments?

Something went wrong posting the comment. Retry again