Přehled citací a odkazů: 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: GREENWOOD, N a Alan EARNSHAW. Chemie prvků. 1. vyd. Praha: Informatorium, 1993, s.794-1635. ISBN 80-854-2738-9. REMY, Heinrich. Anorganická chemie. 2.české vydání. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1971. KOVALČÍKOVÁ, Tatiana. Obecná a anorganická chemie: studijní text pro SPŠCH. 3., upr. vyd. Ostrava: Pavel Klouda, 2004, 118 s. ISBN 80-863-6910-2. 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: pokračování 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 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 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 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 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 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 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: pokračování 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 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 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 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 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 železa Ing. Eva Frýdová

Triáda železa: Fe, Co, Ni ŽELEZO Fe = ferrum Druhý nejrozšířenější kov na Zemi Významným prvkem pro anorganickou i organickou chemii. Důležitým biogenním prvkem – podílí se na přenosu kyslíku 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

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

ŽELEZO = průmyslová výroba 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

ŽELEZO = průmyslová výroba Triáda železa: Fe, Co, Ni ŽELEZO = průmyslová výroba Na dně se hromadí roztavené železo, odkud se vypouští odděleně od strusky. Vhánění předehřátého vzduchu (900 °C) Tavicí zóna (2000 °C) Zóna redukce oxidu železitého (700 – 1200 °C) Zóna redukce oxidu železitého ( 200 – 700 °C) Předehřívací zóna (200 °C) Zavážka (ruda, vápenec, koks) Odpadní plyn Sloupec rudy koksu a vápence Odvod strusky Odběr surového železa Odvod odpadních plynů

ŽELEZO = průmyslová výroba Triáda železa: Fe, Co, Ni ŽELEZO = průmyslová výroba 4) 3 Fe2O3 + CO  2Fe2O4 + CO2 Fe3O4 + CO  3FeO + CO2 CaCO3  CaO + CO2 Nepřímá 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 CO Celý proces probíhá prakticky nepřetržitě – horní část stále zavažíme a ve spodní částí se v intervalech odebírá produkt

ŽELEZO = průmyslová výroba 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 konvertor Nelegovaná 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

Triáda železa: Fe, Co, Ni kobalt Sloučeniny kobaltu Co = cobaltum Feromagnetický tvrdý kov Využívá se v metalurgii pro zlepšování vlastností slitin Barvení skla a keramiky, důležitý biologická význam Sloučeniny kobaltu 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

Triáda železa: Fe, Co, Ni NIKL Sloučeniny niklu Ni = niccolum Bílý feromagnetický kujný a tažný kov Součást slitin – povrchová úprava jiných kovů proti korozi Vysoká toxicita = využití postupně omezováno Sloučeniny niklu Sloučeniny anorganické: oxidy, hydroxidy, dusičnany, sírany, kde nikl vystupuje s oxidačním číslem 2+ (sloučeniny jsou zelené až modré) Sloučeniny organické = šťavelany a octany nikelnaté Chlorid nikelnatý Síran nikelnatý

Opakování: Vysvětlete okysličování krve Vyjmenujte alespoň 5 sloučenin se železem Jmenujte rudy ze kterých můžeme vyrábět železo Vysvětlete biologický význam kobaltu

DĚKUJI ZA POZORNOST