鉄(Fe)・コバルト(Co)・ニッケル(Ni)とその化合物、鉄の製法

iron-cobalt-nickel
第4周期8族) 試薬の水溶液 {Fe²+}({淡緑色}Fe³+}(黄褐色}) {OH-}{Fe(OH)₂ v}{緑白色})Fe(OH)3 v}赤褐色}) ヘキサシアニド鉄({II})酸カリウム}K4[Fe(CN)6] 濃青色沈殿} ヘキサシアニド鉄酸カリウム}K3[Fe(CN)6]濃青色沈殿} チオシアン酸カリウム}KSCN血赤色水溶液} 鉄の単体\ {Fe} 強磁性あ{濃}硝酸には{不動態となるため溶けない. {Fe2O3} 赤さびの主成分.  Fe3O4} {黒さびの主成分.FeSO₄.7H₂O 風解性あり. FeCl3}{6H₂O} {潮解性あり. 濃硝酸で不動態となる金属 Fe}(徹){Co}(子){Ni}(に){Al}(ある){Cr}(苦労)} 四酸化三鉄{Fe3O4}は,\ {FeO}と{Fe2O3}からなる複合酸化物であり,\ 酸化鉄(III)鉄(II)}とも呼ばれる. 鉄の製法 赤鉄鉱({Fe2O3})}, 磁鉄鉱({Fe3O4})である.   \コークスや石灰石を強熱して生じる一酸化炭素{CO}によって段階的に還元する. 合体式{Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO₂}   溶鉱炉}で得られた鉄をtiny{銑鉄}{せんてつ}といい, {C}が多く含まれ, 硬くてもろい(鋳物}に用いられる).    鉄鉱石に含まれる不純物}は,\ スラグ(融解した銑鉄の上に浮かぶ)となり,\ 分離される.   銑鉄を転炉}に移し, 不純物を除いたものをtiny{鋼}{こう}という.    {C}が少なく, 強靱で弾力性がある(鋼材}として広く利用). 原料(鉄鉱石,\ コークス{C},\ 石灰石{CaCO₃})高炉ガス({CO},\ CO₂,\ {N₂}熱風{スラグ銑鉄} 酸化数が段階的に減っていく}ことが最大のポイントである.  なお,\ {Fe3O4}は{Fe2O3}と{FeO}の複合酸化物である({Fe³+}:{Fe²+}=2:1で,\ 酸化数の平均は83).  {CO₂ + C = 2CO} -172kJ}\ より,\ この平衡は高温になるほど右へ移動する.  よって,\ 高温の溶鉱炉内はCO₂よりも{CO}のほうが安定できる.  コークス{C}は熱風(高温の酸素)で酸化されて{CO}ガスとなる.   {2C + O₂ 2CO} (酸化)  同時に,\ 一部はCO₂まで酸化される.\ また,\ {CaCO₃}の熱分解によってもCO₂が生じる.   {C + O₂ CO₂} (酸化)   {CaCO₃ CaO + CO₂} (塩基性酸化物+酸性酸化物\ →\ 塩の逆;炭酸塩の熱分解)  このようにして得られたCO₂は,\ 高温の{C}によって還元され,\ 結局{CO}となる.   {CO₂ + C 2CO} (還元)  こうして溶鉱炉内には大量の{CO}が生成し,\ 酸化鉄が還元されていく. {CaCO₃}\ の役割は,\ {CO}の元になるCO₂を発生させるだけではない.  CO₂とともに生じたCaO}は,\ 鉄鉱石に含まれる不純物{SiO₂}や{Al2O3}を,\ {Ca}化合物\ にする.}   {CaO + SiO₂ CaSiO3} (塩基性酸化物+酸性酸化物\ →\ 塩)  この塩が{スラグ}である.\ 鉄よりも密度が小さく浮くために分離でき,\ {セメントの原料}となる.  また,\ 鉄の上に浮かぶスラグは,\ {鉄が再び酸化するのを防ぐ}という役割も担っている. コバルト {Co} と ニッケル {Ni} (第4周期9族,\ 10族)   両方とも強磁性あり({Fe}と共通).   両方とも{濃}硝酸には不動態となるため溶けない({Fe}と共通).   両方とも酸に溶け,\ 水素を発生する(イオン化傾向が{Fe}に近い).      ${Co + 2H+ Co²+ + H₂ ^}, {Ni + 2H+ Ni²+ + H₂ ^}$
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