Железо какое вещество

Цели урока:

• обучающие: формирование представление о физических и химических свойствах элемента железа и важнейших его соединениях, качественные реакции на ионы железа (II) и (III);
• воспитательные: побуждение к пониманию химических процессов, происходящих в окружающем нас мире;
• развивающие: развитие речи и мышления.

Задачи:

• знать о строение и свойства химического элемента железа и его соединений;
• уметь осуществлять химическую реакцию и составлять уравнение реакции соединений железа;
• давать сравнительную характеристику химического элемента;
• владеть приёмами диалогической речи и способами самоконтроля при выполнении тренажерных заданий.

Формы работы учащихся: изучение материала, формулирование вопросов по теме урока, выполнение практических опытов, фиксирование в тетради уравнений реакций и выводов по уроку, выполнение тренажерных заданий, осуществление самоконтроля по оцениванию уровня усвоения своих знаний.

Железо — Самый Полезный МЕТАЛЛ НА ЗЕМЛЕ!

Оборудование и материалы:

• персональный компьютер и мультимедийные средства;
• таблицы «Периодическая система химических элементов» и «Растворимость кислот, солей и оснований»;
• на столах у учеников химическое оборудование: по 2 пробирки, хлорид железа (II), хлорид железа (III), роданид калия, красная кровяная соль (гексацианоферрат (III) калия);
• карточки для составления плана урока: местоположение Fe в Периодической системе, строение атома, физические свойства, химические свойства, природные соединения железа, качественные реакции Fe +2 , Fe +3 , биологическое значение;
• магнитики для прикрепления к доске;
• дидактический материал (тест и вопросы для вывода по итогам урока);
• презентация к уроку.

Использованные источники:

• О.С. Габриелян. Химия. 9 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. – 13-е изд. – М.: Дрофа, 2005.
• О.С. Габриелян, И.Г. Остроумова. «Химия». 9 класс. Настольная книга учителя. – М.: Дрофа, 2003.
• О.С. Габриелян, А.В. Яшукова. Химия. 9 класс: тетрадь для лабораторных опытов и практических работ к учебнику О.С. Габриеляна «Химия. 9 класс» – М.: Дрофа, 2011.
• О.С. Габриелян. Программы курса химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений. – Москва: Дрофа, 2010.
• www.fcior.edu.ru

Ход урока

I. Стадия вызова

Учитель: Прежде, чем сообщить тему сегодняшнего урока, я загадаю вам загадку, а вы должны угадать, о чем пойдет речь на уроке.

Очень древний я металл,
Счёт столетьям потерял!
Я давно в названии века,
В организме человека.
Называют мной характер,
Из меня почти весь трактор.
Очень в яблоке полезно,
И зовут меня … (Железо).

Объявление темы, постановка цели

Из предложенных карточек составить на доске с помощью магнитиков план работы по теме урока: местоположение Fe в Периодической системе, строение атома, физические свойства, химические свойства, природные соединения железа, качественные реакции Fe +2 , Fe +3 , биологическое значение.

Учитель. Какой карточки не хватает для плана характеристики элемента?

II. Стадия изучения нового материала

1. Положение железа в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева

Учитель: Определите положение железа в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

Учитель: Железо – это элемент побочной подгруппы. Строение атомов элементов побочных подгрупп отличается от строения атомов главных подгрупп.

2. Строение атома железа

Задания: Составьте электронную схему строения атома железа.

Ответ. +26) 2е, 8е, 14е, 2е.

Какие степени окисления проявляет железо в соединениях?

Ответ. Fe +2 , Fe +3 .

3. Физические свойства железа

Учитель. Какие физические свойства железа вы знаете?

Ответ. Серебристо-серый металл, ковкий, пластичный, плотность 7,87 г/см 3 ; tпл.=1539°С; tкип.=2740°С; хорошо проводит тепло и электричество, обладает магнитными свойствами.

4. Химические свойства железа

Учитель: Железо дает два ряда соединений, соответствующих степени окисления +2, +3. Степень окисления Fe зависит от окислительной способности реагирующего вещества. У сильных окислителей железо принимает степень окисления +3, у более слабых +2.

+2+3

+2, +3

Проявляют степень окисления

Fe +2

Fe +3

Взаимодействие с неметаллами

Источник: rosuchebnik.ru

Соединения железа. Железо: физические и химические свойства

Первые изделия из железа и его сплавов были найдены при раскопках и датируются примерно 4 тысячелетием до нашей эры. То есть еще древние египтяне и шумеры использовали метеоритные месторождения данного вещества, чтобы изготовлять украшения и предметы быта, а также оружие.

Сегодня соединения железа различного рода, а также чистый металл — это самые распространенные и применяемые вещества. Не зря XX век считался железным. Ведь до появления и широкого распространения пластика и сопутствующих материалов именно это соединение имело для человека решающее значение. Что представляет собой данный элемент и какие вещества образует, рассмотрим в данной статье.

Химический элемент железо

Если рассматривать строение атома, то в первую очередь следует указать его местоположения в периодической системе.

1. Порядковый номер — 26.
2. Период — четвертый большой.
3. Группа восьмая, подгруппа побочная.
4. Атомный вес — 55,847.
5. Строение внешней электронной оболочки обозначается формулой 3d 6 4s 2 .
6. Символ химического элемента — Fe.
7. Название — железо, чтение в формуле — «феррум».
8. В природе существует четыре стабильных изотопа рассматриваемого элемента с массовыми числами 54, 56, 57, 58.

Химический элемент железо имеет также около 20 различных изотопов, которые не отличаются стабильностью. Возможные степени окисления, которые может проявлять данный атом:

Железо и стали на его основе используются повсеместно в промышленности и обыденной жизни человека.

Важное значение имеет не только сам элемент, но и его различные соединения и сплавы.

Физические свойства

Как простое вещество, железо физические свойства имеет с ярко выраженным металлизмом. То есть это серебристо-белый с серым оттенком металл, обладающий высокой степенью ковкости и пластичности и высокой температурой плавления и кипения. Если рассматривать характеристики более подробно, то:

• температура плавления — 1539 0 С;
• кипения — 2862 0 С;
• активность — средняя;
• тугоплавкость — высокая;
• проявляет ярко выраженные магнитные свойства.

В зависимости от условий и различных температур, существует несколько модификаций, которые образует железо. Физические свойства их различаются от того, что разнятся кристаллические решетки.

Выпускаемые промышленностью, сплавы имеют общие для них свойства: прочность, твердость, упругость и.

1. Альфа-форма, или феррит, существует до температуры в 769 0 С.
2. От 769 до 917 0 С — бета-форма.
3. 917-1394 0 С — гамма-форма, или аустенит.
4. Свыше 1394 0 С — сигма-железо.

Все модификации имеют различные типы строения кристаллических решеток, а также отличаются магнитными свойствами.

Химические свойства

Как уже упоминалось выше, простое вещество железо проявляет среднюю химическую активность. Однако в мелкодисперсном состоянии способно самовоспламеняться на воздухе, а в чистом кислороде сгорает сам металл.

Коррозионная способность высокая, поэтому сплавы данного вещества покрываются легирующими соединениями. Железо способно взаимодействовать с:

• кислотами;
• кислородом (в том числе воздухом);
• серой;
• галогенами;
• при нагревании — с азотом, фосфором, углеродом и кремнием;
• с солями менее активных металлов, восстанавливая их до простых веществ;
• с острым водяным паром;
• с солями железа в степени окисления +3.

Очевидно, что, проявляя такую активность, металл способен образовывать различные соединения, многообразные и полярные по свойствам. Так и происходит. Железо и его соединения чрезвычайно разнообразны и находят применение в самых разных отраслях науки, техники, промышленной деятельности человека.

Распространение в природе

Природные соединения железа встречаются довольно часто, ведь это второй по распространенности элемент на нашей планете после алюминия. При этом в чистом виде металл встречается крайне редко, в составе метеоритов, что говорит о больших его скоплениях именно в космосе. Основная же масса содержится в составе руд, горных пород и минералов.

Если говорить о процентном содержании рассматриваемого элемента в природе, то можно привести следующие цифры.

1. Ядра планет земной группы — 90%.
2. В земной коре — 5%.
3. В мантии Земли — 12%.
4. В земном ядре — 86%.
5. В речной воде — 2 мг/л.
6. В морской и океанской — 0,02 мг/л.

Самые распространенные соединения железа формируют следующие минералы:

• магнетит;
• лимонит или бурый железняк;
• вивианит;
• пирротин;
• пирит;
• сидерит;
• марказит;
• леллингит;
• миспикель;
• милантерит и прочие.

Это еще далеко не полный список, ведь их действительно очень много. Кроме того, широко распространены различные сплавы, которые создаются человеком. Это тоже такие соединения железа, без которых сложно представить современную жизнь людей. К ним относятся два основных типа:

Также именно железо является ценной добавкой в составе многих никелевых сплавов.

Соединения железа (II)

К таковым относятся такие, в которых степень окисления образующего элемента равна +2. Они достаточно многочисленны, ведь к ним можно отнести:

• оксид;
• гидроксид;
• бинарные соединения;
• сложные соли;
• комплексные соединения.

Формулы химических соединений, в которых железо проявляет указанную степень окисления, для каждого класса индивидуальны. Рассмотрим наиболее важные и распространенные из них.

1. Оксид железа (II). Порошок черного цвета, в воде не растворяется. Характер соединения — основный. Способен быстро окисляться, однако и восстанавливаться до простого вещества может также легко. Растворяется в кислотах, образуя соответствующие соли. Формула — FeO.
2. Гидроксид железа (II). Представляет собой белый аморфный осадок. Образуется при реакции солей с основаниями (щелочами). Проявляет слабые основные свойства, способен быстро окисляться на воздухе до соединений железа +3. Формула — Fe(OH)2.
3. Соли элемента в указанной степени окисления. Имеют, как правило, бледно-зеленую окраску раствора, хорошо окисляются даже на воздухе, приобретая темно-бурый цвет и переходя в соли железа 3. Растворяются в воде. Примеры соединений: FeCL2, FeSO4, Fe(NO3)2.

Практическое значение среди обозначенных веществ имеют несколько соединений. Во-первых, хлорид железа (II). Это главный поставщик ионов в организм человека, больного анемией. Когда такой недуг диагностируется у пациента, то ему прописывают комплексные препараты, в основе которых лежит рассматриваемое соединение. Так происходит восполнение дефицита железа в организме.

Во-вторых, железный купорос, то есть сульфат железа (II), вместе с медным используется для уничтожения сельскохозяйственных вредителей на посевах. Метод доказывает свою эффективность уже не первый десяток лет, поэтому очень ценится садоводами и огородниками.

Соль Мора

Это соединение, которое представляет собой кристаллогидрат сульфата железа и аммония. Формула его записывается, как FeSO4*(NH4)2SO4*6H2O. Одно из соединений железа (II), которое получило широкое применение на практике. Основные области использования человеком следующие.

1. Фармацевтика.
2. Научные исследования и лабораторные титриметрические анализы ( для определения содержания хрома, перманганата калия, ванадия).
3. Медицина — как добавка в пищу при нехватке железа в организме пациента.
4. Для пропитки деревянных изделий, так как соль Мора защищает от процессов гниения.

Есть и другие области, в которых находит применение это вещество. Название свое оно получило в честь немецкого химика, впервые обнаружившего проявляемые свойства.

Вещества со степенью окисления железа (III)

Свойства соединений железа, в которых оно проявляет степень окисления +3, несколько отличны от рассмотренных выше. Так, характер соответствующего оксида и гидроксида уже не основный, а выраженный амфотерный. Дадим описание основным веществам.

1. Оксид железа (III). Порошок мелкокристаллический, красно-бурого цвета. В воде не растворяется, проявляет свойства слабо кислотные, больше амфотерные. Формула: Fe2O3.
2. Гидроксид железа (III). Вещество, выпадающее в осадок при действии щелочами на соответствующие соли железа. Характер его выраженный амфотерный, цвет буро-коричневый. Формула: Fe(OH)3.
3. Соли, в состав которых входит катион Fe 3+ . Таких выделено множество, за исключением карбоната, так как происходит гидролиз и выделяется углекислый газ. Примеры формул некоторых солей: Fe(NO3)3, Fe2(SO4)3, FeCL3, FeBr3 и прочие.

Среди приведенных примеров с практической точки зрения важное значение имеет такой кристаллогидрат, как FeCL3*6H2O, или шестиводный хлорид железа (III). Его применяют в медицине для остановки кровотечений и восполнения ионов железа в организме при анемии.

Девятиводный сульфат железа (III) используется для очистки питьевой воды, так как ведет себя как коагулянт.

Соединения железа (VI)

Формулы химических соединений железа, где оно проявляет особую степень окисления +6, можно записать следующим образом:

Все они имеют общее название — ферраты — и обладают схожими свойствами (сильные восстановители). Также они способны обеззараживать и обладают бактерицидным действием. Это позволяет использовать их для обработки питьевой воды в промышленных масштабах.

Комплексные соединения

Очень важными в аналитической химии и не только являются особые вещества. Такие, которые образуются в водных растворах солей. Это комплексные соединения железа. Наиболее популярные и хорошо изученные из них следующие.

1. Гексацианоферрат (II) калия K4[Fe(CN)6]. Другое название соединения — желтая кровяная соль. Используется для качественного определения в растворе иона железа Fe 3+ . В результате воздействия раствор приобретает красивую ярко-синюю окраску, так как формируется другой комплекс — берлинская лазурь KFe 3+ [Fe 2+ (CN)6]. Издревле использовалась как краситель для ткани.
2. Гексацианоферрат (III) калия K3[Fe(CN)6]. Другое название — красная кровяная соль. Используется как качественный реагент на определение иона железа Fe 2+ . В результате образуется синий осадок, имеющий название турнбулева синь. Также использовалась, как краситель для ткани.

Железо в составе органических веществ

Железо и его соединения, как мы уже убедились, имеют большое практическое значение в хозяйственной жизни человека. Однако, помимо этого, его биологическая роль в организме не менее велика, даже наоборот.

Существует одно очень важное органическое соединение, белок, в состав которого входит данный элемент. Это гемоглобин. Именно благодаря ему происходит транспорт кислорода и осуществляется равномерный и своевременный газообмен. Поэтому роль железа в жизненно важном процессе — дыхании — просто огромна.

Всего внутри организма человека содержится около 4 грамм железа, которое постоянно должно пополняться за счет потребляемых продуктов питания.

Что это такое — железо, откуда оно взялось и как его добывают? Этот полезный металл имеет множество областей применения. Химический элемент играет важную роль в мировой промышленности, а важное значение в жизни планеты имеет круговорот железа в .

Сульфат железа – химическое соединение, чрезвычайно распространенное в природе и широко используемое в различных сферах хозяйственной деятельности. Существуют двух- и трехвалентная модификации этого вещества. Первая разновидность, также называемая .

У минерала магнетита есть еще устаревшее название — магнитный железняк. Это довольно распространенный минерал. О нем знали с давних времен, использовали в качестве компаса. Данный минерал интересовал Платона. Дело в том, что философ заметил, что .

Железо — всем известный химический элемент. Он относится к средним по химической активности металлам. Свойства и применение железа мы рассмотрим в этой статье.

Источник: autogear.ru

Какие продукты содержат железо

С пищей в организм человека попадают нужные нам микроэлементы. Железо имеет особую роль в функционировании жизненно важных систем. Чтобы избежать его дефицита, в рационе должны постоянно присутствовать продукты, содержащие железо.

Роль железа для организма

Наибольше количества железа (Fe) содержится в крови (около 71 %). Здесь микроэлемент входит в состав эритроцитов, отвечает за захват кислорода, его доставку ко всем органам, а также перемещение углекислого газа в лёгкие (для дальнейшего выведения).

К тому же вещество ответственно за ряд других важных функций:

• является неотъемлемой составляющей гемоглобина и миоглобина;
• активно участвует в кроветворении и во внутриклеточном обмене (синтез холестерина, выведение ядов, окислительно-восстановительные процессы, метаболизм энергии);
• способствует укреплению защитных сил организма;
• помогает нормальному функционированию щитовидки.

Железо участвует в росте организма, в формировании рогового слоя кожи и его производных (волос и ногтей).

Суточная норма железа для человека

В зависимости от возраста, пола и физических особенностей потребность организма в важном микроэлементе может отличаться и составлять:

• для женщин – 15–21 мг в сутки;
• для мужчин – от 8 мг;
• для детей – 5–19 мг (в зависимости от возраста);
• для беременных (начиная с 6 месяца вынашивания плода и ещё 3–4 месяца после родов) – 32–37 мг в сутки;
• для кормящих мам – от 24 до 36 мг.

Топ продуктов содержащих железо

Микроэлемент Fe содержится в пище животного происхождения (гемовое железо) и в растительных продуктах (негемовое железо).

Таблица «Рейтинг продуктов богатых железом»

Источники железа	Количество Fe в 100 г продукта, мг
Свиная печень	18
Морская капуста	16
Семена тыквы	15
Чернослив	12
Фасоль	12,4
Какао	12,2
Телячья печень	8
Яичный желток	7
Язык говяжий	5
Мясо индейки, кролика	4

Организм человека лучше и быстрее усваивает гемовое железо. Если употреблять говядину, куриную грудку, мидии, устрицы, то из 100 г продукта можно получить 4–4,2 г уже усвоенного Fe. Такое количество негемового железа содержится в 175 г отварной фасоли или в 35 г кунжута (тыквенных семечках).

Список продуктов при дефиците железа

Недостаток железа в организме негативно влияет на общее состояние человека, грозит анемией и нарушением процесса клеточного дыхания. Особенно это опасно при беременности, так как нарушает нормальное функционирование всех органов и может навредить плоду. Поэтому важно включать в повседневный рацион продукты богатые железом.

Овощи, бобовые и зелень

Среди растительной пищи наибольшими источниками железа являются:

• хлебобулочные изделия;
• бобовые – фасоль, чечевица;
• овощи – свёкла, капуста (цветная, белокочанная), сельдерей, картофель, тыква, помидоры, брокколи, шпинат, лесные грибы.

Железо растительного происхождения относится к неорганическому Fe. Для его усвоения требуется витамин С, которого много в вишнях, инжире, цитрусовых, луке.

Фрукты, сухофрукты и ягоды

Для поднятия железа в крови рекомендуется употреблять в пищу фрукты и ягоды.

Больше всего полезного минерала содержат:

• яблоки, груши;
• персики;
• ежевика, черника, земляника, чёрная смородина;
• бананы, финики;
• гранат.

В немалом количестве содержится железа в плодах шиповника и сухофруктах (курага, сушка из яблок, груш, инжир, изюм).

Рыба

Рацион при анемии должен включать рыбу и морепродукты.

• скумбрию, сельдь, сазана, налима, треску;
• мидии, креветки;
• икру кеты.

Из всего железа, которое поступает с рыбой в организм, усваивается только 11%. Это достаточно высокий показатель, если сравнивать с бобовыми или фруктами (7% и 3% соответственно).

Мясные продукты

Гемовое железо имеет высокий уровень всасывания в организм (около 25%). Поэтому еда животного происхождения очень помогают при железодефиците.

• печень (больше всего в свининой печени, немного меньше в куриной печени и говяжьей);
• мясо индейки, кролика;
• говядина, в том числе язык и мозги, свинина;
• куриное филе.

Лучше всего усваивается железо из мяса говядины, потом свинины. Печень хоть и лидер в содержании этого микроэлемента, но процент его всасывания в кровь ниже.

Молочные продукты

Молоко и кисломолочные продукты являются источниками кальция (Ca), а вот железа в своём составе почти не содержат. Ca препятствует нормальному усвоению Fe, поэтому на время такую пищу из рациона лучше исключить. Если это невозможно, то для повышения гемоглобина продукты с железом и кальцием нужно употреблять в разное время и большим интервалом.

Крупы и бобовые

При анемии полезно есть гречку. Из круп она является рекордсменом по содержанию железа.

Много важного микроэлемента содержится в:

• пшенице;
• пшене;
• овсяной крупе.

Среди бобовых отличаются фасоль и горох, немало железа и в чечевице. Необходимо помнить, что процент усвоения такого Fe самый низкий – 1–3% (крупы) и 6–7% (бобы), поэтому при специальной диете следует постоянно контролировать количество важного вещества.

Орехи и семечки

К железосодержащие продуктам относятся:

• кунжут (наибольшее количество Fe в жареном и с кожурой);
• семена мака;
• кешью (сырой).

Травы и растения

В диете при железодефиците должны присутствовать не только растительные и животные продукты.

Самыми богатыми источниками Fe выступают травы и растения в сушёной форме, которые используются в виде специй и пряностей:

• чабрец;
• листья базилика;
• майоран;
• укроп;
• семена сельдерея;
• лавровый лист.

Молотый имбирь и шалфей, кинза, петрушка, паприка и семена фенхеля – всё это элементы, содержащие огромное количество железа. Они дополняют основные продукты питания в здоровом рационе не только вкусовыми качествами, но и высоким процентом полезных микроэлементов.

Указанные травы и растения добавляют в чаи, из них можно варить отвары и готовить целебные настои. Это способствует как повышению гемоглобина, так и общему укреплению всего организма.

Витамины, содержащие железо

Не всегда удается питаться правильно и полностью восполнять потребность организма в железе. Чтобы не возникло дефицита такого важного элемента, врачи рекомендуют принимать витаминные комплексы. Они содержат не только Fe, но и дополнительные полезные вещества (витамины С, В12, медь, цинк, фолиевую кислоту), которые помогают железу лучше усваиваться.

Таблица «Аптечные препараты с железом»

Группа пациентов	Препараты	Цена, р
Для женщин	Тардиферон	273
	Сорбифер Дурулес	396–419
Для детей	Витамишки	471–552
	Натуретто	47
Для беременных	Гесталис	423
	Фенюльс	171–292
Для мужчин	Велмен	549
	Витрум	От 575

Важно! Чтобы не спровоцировать избытка железа, все витаминные комплексы назначает врач, учитывая состояние пациента.

Противопоказания

Есть несколько болезней, при которых злоупотребление железом может усугубить состояние пациента.

К ним относятся:

• патологии поджелудочной железы;
• заболевания печени;
• негативные нарушения в селезёнке, вызванные злоупотреблением спиртными напитками;
• тяжёлые нарушения в обменных процессах.

В случае интенсивного поступления в организм Fe могут произойти серьёзные сбои в работе жизненно важных систем, что чревато последствиями.

Профилактика нехватки железа

Чтобы предотвратить дефицит железа в организме, нужно придерживаться основных мер профилактики.

Источник: clinic-a-plus.ru