Identifikace vzdělávacího materiálu VY_52_INOVACE_FrF116 EU OP VK

Škola, adresa Gy a SOŠ Přelouč, Obránců míru 1025

Autor Ing. Eva Frýdová

Období tvorby VM Duben 2014

Ročník kvinta

Předmět Chemie

Název, anotace Přechodové kovy: Triáda železa

Přehled citací a odkazů:

1) GREENWOOD, N a Alan EARNSHAW. Chemie prvků. 1. vyd. Praha: Informatorium, 1993, s.794-1635. ISBN 80-854-2738-9.

2) REMY, Heinrich. Anorganická chemie. 2.české vydání. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1971. 3) KOVALČÍKOVÁ, Tatiana. Obecná a anorganická chemie: studijní text pro SPŠCH. 3., upr. vyd. Ostrava: Pavel

Klouda, 2004, 118 s. ISBN 80-863-6910-2. 4) ŠRÁMEK, Vratislav a Ludvík KOSINA. Obecná a anorganická chemie. 2. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc,

2000, 262 s. ISBN 80-718-2099-7.

Přehled citací a odkazů: pokračování5) KLIKORKA, DRSC., Jiří, Prof. Ing. Bohumil HÁJEK, DRSC. a Doc. Ing. Jiří VOTINSKÝ, CSC. Obená a

anorganická chemie. 2. nezměněné vydání. Praha: SNTL- nakladatelství technické literatury, 1989. Dostupné z: http://www.chesapeake.cz/chemie/download/skripta/vs/obecna_a_anorg_chemie.pdf

6) ALCHEMIST-HP. Iron electrolytic and 1cm3 cube.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2010 [cit. 2014-04-29]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/ad/Iron_electrolytic_and_1cm3_cube.jpg/800px-Iron_electrolytic_and_1cm3_cube.jpg

7) LUIS MIGUEL BUGALLO SÁNCHEZ. Mineral Olixisto GDFL101.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2005 [cit. 2014-04-29]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fc/Mineral_Olixisto_GDFL101.jpg/800px-Mineral_Olixisto_GDFL101.jpg

8) DENSITY. Magnetit.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2005 [cit. 2014-04-29]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8a/Magnetit.jpg/668px-Magnetit.jpg

9) LUIS MIGUEL BUGALLO SÁNCHEZ. Mineral Limonita GDFL120.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2005 [cit. 2014-04-29]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2a/Mineral_Limonita_GDFL120.jpg/800px-Mineral_Limonita_GDFL120.jpg

10) ROBERT BLAZEK. VysokaPec.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2005 [cit. 2014-04-29]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/38/VysokaPec.jpg

11) YIKRAZUUL. Heme b.svg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2010 [cit. 2014-04-29]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/be/Heme_b.svg/543px-Heme_b.svg.png

Přehled citací a odkazů: pokračování12) ALCHEMIST-HP. Kobalt electrolytic and 1cm3 cube.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San

Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2010 [cit. 2014-04-29]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a8/Kobalt_electrolytic_and_1cm3_cube.jpg/800px-Kobalt_electrolytic_and_1cm3_cube.jpg

13) SAPERAUD. Bristol.blue.glass.arp.750pix.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2005 [cit. 2014-04-29]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7a/Bristol.blue.glass.arp.750pix.jpg

14) MATERIALSCIENTIST. Http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/57/Nickel_chunk.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2009 [cit. 2014-04-29]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7a/Bristol.blue.glass.arp.750pix.jpg

15) BENJAH-BMM27. Nickel(II)-chloride-hexahydrate-photo.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2007 [cit. 2014-04-29]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/da/Nickel%28II%29-chloride-hexahydrate-photo.jpg/800px-Nickel%28II%29-chloride-hexahydrate-photo.jpg

16) BENJAH-BMM27. Nickel(II)-sulfate-photo.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2007 [cit. 2014-04-29]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/21/Nickel%28II%29-sulfate-photo.jpg/800px-Nickel%28II%29-sulfate-photo.jpg

Triáda železaIng. Eva Frýdová

VÝSKYT: - ŽELEZNÁ RUDA = magnetit (oxid železnato

železitý = Fe3O4)- KREVEL (oxid železitý = Fe2O3) = hematiti- HNĚDEL (Fe2O3 * n H2O)- OCELEK = sidenit (FeCO3)- PYRIT (FeS2 = můžeme jej nalézt mezi

uhlím

Fe = ferrum Druhý nejrozšířenější kov na Zemi Významným prvkem pro anorganickou i

organickou chemii. Důležitým biogenním prvkem – podílí se na

přenosu kyslíku

Triáda železa: → Fe, Co, Ni• ŽELEZO

Triáda železa: → Fe, Co, Ni• ŽELEZO

Ferromagnetický kov s malou odolností proti korozi – rez Fe2O3

Patří mezi přechodné prvky s valenčními elektrony v d – orbitalu

Preferuje následující oxidační čísla: Fe 2+, Fe3+,

Fe 4+ - velmi nestálé sloučeniny

Fe 6+ - velmi silná oxidační činidla, která jsou nestabilní – nevyužívají se Elementární železo nestálé a reaktivní Snadno se rozpouští v minerálních kyselinách

Triáda železa: → Fe, Co, Ni• ŽELEZO = průmyslová výroba Surové železo se vyrábí

ve vysoké peci A to redukcí svých

oxidů koksem nebo oxidem uhelnatým

Ve vysoké peci probíhá několik dějů:

- v dolní části pece se spaluje koks na oxid uhličitý díky vhánění předehřátého vzduchu: C + O2 CO2

- touto exotermickou reakcí se pec v tavící zóně vyhřívá na teplotu okolo 2 000 °C, následuje roztavení surového železa a tvorba strusky

- Struska je vrstva lehkých oxidů a silikátů – chrání taveninu před zpětnou oxidací

Triáda železa: → Fe, Co, Ni• ŽELEZO = průmyslová výroba Na dně se hromadí

roztavené železo, odkud se vypouští odděleně od strusky.

1) Vhánění předehřátého vzduchu (900 °C)

2) Tavicí zóna (2000 °C)3) Zóna redukce oxidu

železitého (700 – 1200 °C)

4) Zóna redukce oxidu železitého ( 200 – 700 °C)

5) Předehřívací zóna (200 °C)

6) Zavážka (ruda, vápenec, koks)

7) Odpadní plyn8) Sloupec rudy koksu a

vápence9) Odvod strusky10)Odběr surového železa11)Odvod odpadních

plynů

Triáda železa: → Fe, Co, Ni• ŽELEZO = průmyslová výroba

4) 3 Fe2O3 + CO 2Fe2O4 + CO2 Fe3O4 + CO 3FeO + CO2 CaCO3 CaO + CO2Nepřímá redukce oxidů železa oxidem uhelnatým = 2/3 vyrobeného železa

3) Redukce vzniklého oxidu železnatého FeO + CO Fe (s) + CO2 C + CO2 2 CO

2) Přímá redukce oxidů železa Fe2O3 + 3C 2 Fe (s) + 3 COCelý proces probíhá prakticky nepřetržitě – horní část stále zavažíme a ve spodní částí se v intervalech odebírá produkt

Triáda železa: → Fe, Co, Ni• ŽELEZO = průmyslová výroba Surové železo = litina, obsahuje řadu

nežádoucích příměsí jako je uhlík C (3 – 5 %), křemík a fosfor• ŽELEZO = zpracování

železa na ocel Surové železo = obsah uhlíku vysoký snižuje se oxidačními procesy

Kyslíkem ze vzduchu = Thomasův konvertor

Profukování kyslíkem = LD konvertorNelegovaná ocel = měkká

ocel - měkká a snadno mechanicky zpracovatelná – tažení, kování, ohýbání

Triáda železa: → Fe, Co, Ni• OCEL

Mechanické vlastnosti upravit tepelným zpracováním

– kalením = zahřátí do červeného žáru a prudké ochlazení vodou

– popuštěním = zahřátí na 200 – 300 °C a pomalým chlazením = výroba drátů, plechů, hřebíků Legování oceli přídavek definovaných

množství jiných kovů za vzniku slitin

– prvky pro legování oceli: Ni, Cr, V, Mn, W, Co

– vice než 2000 druhů ocelí s přesně definovaným složením a mechanickými vlastnostmi (pevnost, tvrdost a chemická odolnost)

Triáda železa: → Fe, Co, Ni• Sloučeniny železa

Anorganické sl. SLOUČENINY ŽELEZNATÉ Fe2+

– oxid železnatý– hydroxid železnatý– síran železnatý = zelená skalice– Mohrová sůl = hexahydrát

síranu amonno - železnatého SLOUČENINY ŽELEZITÉ Fe3+

– oxid železitý– chlorid železitý– síran železitý– thiokyanatan železitý

Triáda železa: → Fe, Co, Ni• Sloučeniny železa

Organické sl. ŠŤAVELANY– šťavelan železnatý

– šťavelan železitý

HEMOGLOBIN– nejdůležitější biogenní prvek,

slouží k přenosu kyslíku krví– v lidském těle se nachází asi 3 –

4 gramy

– organokovová komplexní sloučenina

– transport kyslíku z plic do tělních tkáních

– nositelem hemoglobinu v krvi jsou červené krvinky

Co = cobaltum Feromagnetický tvrdý kov Využívá se v metalurgii pro zlepšování

vlastností slitin Barvení skla a keramiky, důležitý biologická

význam

Triáda železa: → Fe, Co, Ni• KOBALT

Sloučeniny anorganické: oxidy, hydroxidy, dusičnany, sírany, kde kobalt vystupuje s oxidačním číslem 2+, 3+ a 4+

Sloučeniny organické = šťavelany a octany kobaltnaté

Biologický význam = je součástí jednoho z nejdůležitějších členů vitamínů ze skupiny B = B12

• Sloučeniny kobaltu

Ni = niccolum Bílý feromagnetický kujný a tažný kov Součást slitin – povrchová úprava jiných kovů

proti korozi Vysoká toxicita = využití postupně omezováno

Triáda železa: → Fe, Co, Ni• NIKL

Sloučeniny anorganické: oxidy, hydroxidy, dusičnany, sírany, kde nikl vystupuje s oxidačním číslem 2+ (sloučeniny jsou zelené až modré)

Sloučeniny organické = šťavelany a octany nikelnaté

• Sloučeniny nikluChlorid nikelnatý

Síran nikelnatý

Opakování:

1) Vysvětlete okysličování krve

2) Vysvětlete biologický význam kobaltu

3) Vyjmenujte alespoň 5 sloučenin se železem

4) Jmenujte rudy ze kterých můžeme vyrábět železo

DĚKUJI ZA POZORNOST