Sắt (Ferrum) là một nguyên tố kim loại có số hiệu nguyên tử là 26. Công thức hóa học của sắt là Fe, tên tiếng Anh là iron. Nguyên tử khối tương đối trung bình là 55,845. Sắt nguyên chất có màu trắng hoặc trắng bạc với ánh kim loại.
Sắt phân bố rộng rãi trong sự sống, chiếm 4,75% hàm lượng vỏ trái đất, chỉ đứng sau ôxy, silic, nhôm và đứng thứ tư về hàm lượng vỏ trái đất.
Sắt nguyên chất là một kim loại màu trắng bạc dẻo và dễ uốn được sử dụng để làm lõi sắt cho máy phát điện và động cơ. Sắt và các hợp chất của nó cũng được sử dụng để chế tạo nam châm, thuốc men, mực in, bột màu, chất mài mòn, v.v.
Nguyên tố sắt được gọi là “kim loại đen” vì bề mặt của sắt thường được bao phủ bởi một lớp tetroxit màu đen.
Ngoài ra, cơ thể con người cũng chứa sắt, và ion sắt hóa trị +2 là một thành phần quan trọng của hemoglobin, được sử dụng để vận chuyển oxy.
Quặng sắt chính được sử dụng là: Fe2O3 (hematit), Fe3O4 (magnetit), FeCO3 (siderit), FeS2 (pyrit).
Sắt là kim loại không thể thiếu trong lĩnh vực công nghiệp. Sắt và một lượng nhỏ cacbon được làm bằng hợp kim-thép không dễ khử từ sau khi từ hóa, là vật liệu từ cứng tuyệt vời và là vật liệu công nghiệp quan trọng, cũng là nguyên liệu chính để tạo từ tính nhân tạo.
Sắt là kim loại tương đối hoạt động, xếp trước hiđro theo thứ tự hoạt động kim loại, có tính chất hóa học tương đối hoạt động và là chất khử tốt. Sắt không thể cháy trong không khí, nhưng có thể cháy dữ dội trong oxy.
Ở nhiệt độ thường, sắt không dễ phản ứng với oxi, lưu huỳnh, clo và các nguyên tố phi kim khác trong không khí khô, nếu có lẫn tạp chất, trong không khí ẩm dễ bị gỉ, khi gặp không khí ẩm có axit, kiềm hoặc dung dịch muối gỉ nhanh hơn.
Ở nhiệt độ cao, nó phản ứng dữ dội, ví dụ sắt cháy trong oxi tạo ra Fe3O4, sắt nóng đỏ phản ứng với hơi nước tạo ra Fe3O4. Nó có thể được kết hợp với halogen, lưu huỳnh, silic, cacbon, phốt pho, vv khi đun nóng.
Ngoài sự tạo thành các oxit +2 và +3, còn có sự tạo thành hỗn hợp oxit Fe3O4 (thành phần chính của nam châm).
Sắt dễ tan trong axit vô cơ loãng tạo muối sắt hóa trị II và giải phóng hydro. Khi gặp axit sunfuric đặc hoặc axit nitric đặc ở nhiệt độ thường, trên bề mặt sẽ hình thành một lớp màng bảo vệ oxit để sắt “thụ động hóa”, do đó, sản phẩm bằng sắt có thể dùng để giữ axit sunfuric đặc nguội hoặc axit nitric đặc nguội.
Khi nung nóng, sắt có thể phản ứng với axit sunfuric đặc hoặc axit nitric đặc tạo ra muối sắt +3, đồng thời tạo ra SO2 hoặc NO2.
Ở nhiệt độ cao, sắt cháy trong oxi nguyên chất, phản ứng dữ dội và phát ra tia lửa theo mọi hướng tạo ra Fe3O4, Fe3O4 có thể coi là FeO · Fe2O3. Phương trình phản ứng:
3Fe + 2O2 → Fe3O4
Sắt phản ứng với nước: 3Fe + 4H2O → 4H2 ↑ + Fe3O4 (Phản ứng chuyển vị)
Sắt phản ứng với lưu huỳnh: Fe + S → FeS (phản ứng hóa học)
Sắt cũng có thể được kết hợp trực tiếp với lưu huỳnh, phốt pho, silic và cacbon. Sắt và nitơ không thể kết hợp trực tiếp mà phản ứng với amoniac để tạo thành sắt nitrua Fe₂N.
FeS + O2 → Fe2O3 + SO2 (Phản ứng oxi hóa khử)
Đốt cháy quặng pirit ở nhiệt độ cao xuất hiện màu nâu đỏ của sắt:
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 ↑
Ở nhiệt độ cao, đốt cháy H2S trong không khí, phương trình phản ứng:
2H2S + O2 → 2S + 2H2O
CÙNG MỤC
Cân bằng phản ứng Cl2 + NaOH = H2O + NaCl + NaClO3 (và phản ứng Cl2 + NaOH = NaCl + NaClO + H2O)- Cân bằng phản ứng CaO + SiO2 | CaSiO3 (và phương trình SiO2 + NaOH)
- Cân bằng phản ứng HCl + KHCO3 | H2O + KCl + CO2 (và phương trình KHCO3 + Ca(OH)2)
- Cân bằng phản ứng HCl + Ba(OH)2 | BaCl2 + H2O (và phương trình Ba(OH)2 + H2SO4)
- Cân bằng phản ứng Al(OH)3 + HCl | AlCl3 + H2O (và phương trình Al(OH)3 + HNO3)
- Cân bằng phản ứng H2O + HCl + NaAlO2 | Al(OH)3 + NaCl (và phản ứng HCl +Al(OH)3)
