Tìm hiểu tính chất hóa học của sắt và ứng dụng của sắt trong thực tiễn
Bài viết sau đây là cái nhìn chung nhất về sắt và các tính chất hóa học quan trọng của nguyên tố này, nhằm giúp bạn hiểu hơn cũng như làm quen các bài tập về nguyên tố Fe, mời các bạn cùng đón đọc!
I. Khái quát về sắt
1. Định nghĩa
Sắt là một kim loại phổ biến trên bề mặt Trái Đất, là một trong những nguyên tố hóa học quan trọng trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, ký hiệu của sắt là Fe với số hiệu nguyên tử là 56, sắt là kim loại đứng sau nhôm và đứng trước Cr trong phân nhóm VIIIB chu kỳ thứ tư. Sắt và niken là hai nguyên tố hóa học đồng tham gia phản ứng hạt nhân tại tâm của các vì sao mà không phải thông qua hoạt động xúc tác ví dụ như các vụ nổ. Hơn thế nữa Fe còn tham gia cấu thánh nên lớp vỏ ngoài và trong của lõi Trái Đất, chính vì vậy sắt được tìm thấy khá nhiều và đặng biệt là dưới dạng quặng sắt và rất khó tìm thấy ở dạng tự do.
| Sắt, Fe |
| Ánh kim xám nhẹ |
| 26 |
| 55,845[2] |
| kim loại chuyển tiếp |
| 8, d |
| Chu kỳ 4 |
| [Ar] 3d6 4s2 |
| 2, 8, 14, 2 |
Mới nhất:
- Một số bazơ quan trọng
- Tính chất hóa học của muối
2. Tính chất vật lý
| Ánh kim xám nhẹ |
| Chất rắn |
| 1811 K [1538 °C, 2800 °F] |
| 3134 K [2862 °C, 5182 °F] |
| 7,874 g·cm−3 [ở 0 °C, 101.325 kPa] |
| ở nhiệt độ nóng chảy: 6,98 g·cm−3 |
| 13,81 kJ·mol−1 |
| 340 kJ·mol−1 |
| 25,10 J·mol−1·K−1 |
Các loại sắt thương gặp:
- Sắt whisker
- Thép tôi
- Thép martensit
- Thép bainit
- Thép pearlit
- Sắt gia công nguội
- Sắt hạt nhỏ
- Sắt chứa cacbon
- Sắt nguyên chất, đơn tinh thể.
II. Tính chất hóa học của sắt
Trong điều kiện đun nóng và nhiệt độ cao sắt hầu hết đều phản ứng với các phi kim. Đặc biệt với một số phi kim mạnh như \[Cl_2\] thì tạo ra các hợp chất sắt +3.Còn khi tác dụng với ôxy sẽ tạo ra oxit sắt II hoặc oxit sắt từ.
Ví dụ:
\[2Fe + 3Cl_2 → 2FeCl_3\]
\[FeO + Fe_2O_3 → Fe_3O_4\]
\[3Fe + 2O_2 → Fe_3O_4\] [Vì khi Fe phản ứng với Oxi ở nhiệt độ cao, tao ra đồng thời \[ [FeO \ và \ Fe_2O_3]\] và lại tự xúc tác với nhau]
Sắt dễ bị oxi hóa trong không khí, hay còn gọi là phản ứng rỉ:
\[4Fe + O_2 + nH_2O → 2Fe_2O_3.nH_2O\]
Đối với các phi kim yếu hơn như S,..tạo ra sản phẩm là hợp chất sắt II: \[Fe + S → FeS\]
- Tác dụng với các hợp chất
Phản ứng thế điện cực: \[Fe_2+[dd] + 2e → Fe E_o= -0.44V\]
Chứng minh đuộc sắt là một kim loại có tính khử
Sắt bị hòa tan trong các dung dịch axit: \[HCl, H_2SO_4\]. Phản ứng thường gặp:
\[Fe + 2HCl → FeCl_2 + H_2\]
\[Fe + H_2SO_4 → FeSO_4 + H_2\]
Hay \[FeO + 2H+[dd] → Fe+[dd] + H_2\]
Tác dụng với \[HNO_3, H_2SO4\] đặc nóng - axit có tính oxi hóa mạnh thì phản ứng tạo ra hợp chất Fe III và các sản phẩm khử của nito:\[N_2O, NO, NO_2\] hoặc của lưu huỳnh: \[SO_2.\]
Ở nhiệt độ thường, \[HNO_3, H_2SO4\] đặc, Fe tạo ra lớp oxit bảo vệ nên kim loại trở nên "thụ động", không bị hòa tan và đẩy các kim loại yếu hơn nó ra khỏi hỗn hợp muối.
\[Fe + Cu[NO_3]_2 → Fe[NO_3]_2 + Cu\]
Xem thêm: Bài tập về sắt
III. Ứng dụng của sắt
Sắt có tính ứng dụng vô cùng cao và nó chiếm đến 95% tổng khối lượng được sản xuất ra hàng năm trên thế giới. Một số ứng dụng phổ biến của sắt như sau:
- Tham gia phản ứng đúc gàn, trong đó nổi bật là gang thô. Fe là chất trung gian trong các phản ứng. Gang thô có đặc tính là rất rắn, cứng và dễ vỡ nhưng lại được ứng dụng phổ biến.
- Sản xuất ra thép cacbon cùng với lượng nhỏ các chất khác như P, Si, Mn, S...
- Sản xuất sắt non, có đặc tính dai và dễ uốn, vì hàm lượng caascbon ít nên rất dễ mài và sắc bén.
- Sản xuất ra thép hợp kim.
- Oxit sắt III có tác dụng là chất tạo nên các bộ lưu từ trong máy tính và được trộn lẫn với một số chất khác.
- Sắt Sunfat là một thành phần tạo nên xi măng.
Với những lý thuyết bổ ích trên hy vọng các bạn đã hiểu được tính chất hóa học cũng như ứng dụng của sắt trong đời sống. Nếu còn thắc mắc xin vui lòng để lại dưới mục bình luận. Chúc các bạn đạt điểm cao môn Hóa học!
Sắt là kim loại được ứng dụng rất nhiều trong thực tế, nhưng có thể bạn chưa biết tính chất hóa học và tính chất vật lý của Sắt. Để tìm hiểu các ứng dung của Sắt và tính chất hóa học của Sắt mời các em cùng theo dõi ở bài viết sau đây.
Sắt là một kim loại phổ biến trên bề mặt Trái Đất, là một trong những nguyên tố hóa học quan trọng trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, ký hiệu của sắt là Fe với số hiệu nguyên tử là 56, sắt là kim loại đứng sau nhôm và đứng trước Cr trong phân nhóm VIIIB chu kỳ thứ tư.
– Sắt là kim loại có màu trắng hơi xám, dẻo, dễ rèn, nóng chảy ở nhiệt độ 1540ºC, có D = 7,9 g/cm3.
– Sắt có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, đặc biệt có tính nhiễm từ [bị nam châm hút và sắt cũng có thể nhiễm từ trở thành nam châm].
– Khối lượng riêng D = 7,86g/cm³, nóng chảy ở 1539°c. Sắt dẻo nên dễ rèn.
– Sắt là kim loại có tính khử trung bình, tùy theo các chất oxi hóa mà sắt có thể bị oxi hóa lên mức +2 hay +3.
Fe → Fe2+ + 2e
Fe → Fe3+ + 3e
Fe tác dụng với phi kim
Fe tác dụng với axit
- Tác dụng với dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng
Fe + 2H+ → Fe2+ + H2
- Tác dụng với các axit HNO3, H2SO4 đặc
Fe + 4HNO3 l → Fe[NO3]3 + NO + 2H2O
Chú ý: Với HNO3 đặc, nguội; H2SO4 đặc, nguội: Fe bị thụ động hóa.
Fe tác dụng với dung dịch muối
– Fe đẩy được kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối của chúng:
Fe+ CuSO4 → FeSO4 + Cu
Chú ý:
Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag
Ag+ dư + Fe2+ → Fe3+ + Ag
- Xem thêm : Tính chất hóa học của Đồng
Sắt có tính ứng dụng vô cùng cao và nó chiếm đến 95% tổng khối lượng được sản xuất ra hàng năm trên thế giới. Một số ứng dụng phổ biến của sắt như sau:
- Tham gia phản ứng đúc gàn, trong đó nổi bật là gang thô. Fe là chất trung gian trong các phản ứng. Gang thô có đặc tính là rất rắn, cứng và dễ vỡ nhưng lại được ứng dụng phổ biến.
- Sản xuất ra thép cacbon cùng với lượng nhỏ các chất khác như P, Si, Mn, S…
- Sản xuất sắt non, có đặc tính dai và dễ uốn, vì hàm lượng caascbon ít nên rất dễ mài và sắc bén.
- Sản xuất ra thép hợp kim.
- Oxit sắt III có tác dụng là chất tạo nên các bộ lưu từ trong máy tính và được trộn lẫn với một số chất khác.
- Sắt Sunfat là một thành phần tạo nên xi măng.