Dəmir

Dəmir (Fe) Dövri Cədvəlin VIII B qrupunun əlavə yarımqrupunda, 4-cü dövrdə yerləşən kimyəvi elementdir. Atom nömrəsi 26, nisbi atom kütləsi 55,845-dir. Elektron quruluşu: $\mathrm{1s^22s^22p^63s^23p^63d^64s^2}$. Xarici elektron təbəqəsində 2 elektron, ondan əvvəlki təbəqədə isə 6 d-elektronu var. Dəmir əsasən +2 və +3 oksidləşmə dərəcələri göstərir, lakin +6 oksidləşmə dərəcəsinə malik birləşmələri də mövcuddur.

Təbiətdə: Yer qabığında ən çox yayılmış ikinci metaldır (aluminiumdan sonra). Təbiətdə sərbəst halda nadir hallarda (meteoridlərdə) rast gəlinir. Əsasən filizlər şəklindədir:

• Maqnetit (maqnitli dəmir filizi): $\mathrm{Fe_3O_4}$ (qarışıq oksid $\mathrm{FeO\cdot Fe_2O_3}$)
• Hematit (qırmızı dəmir filizi): $\mathrm{Fe_2O_3}$
• Limonit (qonur dəmir filizi): $\mathrm{Fe_2O_3\cdot nH_2O}$
• Pirit (dəmir kolçedanı): $\mathrm{FeS_2}$

Dəmir gümüşü-ağ rəngli, parlaq, döyüləbilən, uzanabilən, ağır metaldır. Yaxşı istilik və elektrik keçiricisidir. Ferromaqnitdir, yəni maqnit sahəsində güclü maqnitlənir. Ərimə temperaturu 1538 °C, qaynama temperaturu 2862 °C-dir.

Alınması: Sənayedə dəmir əsasən filizlərdən, yüksək sobalarda karbon monoksid (CO) ilə reduksiya edilməklə alınır: $\mathrm{Fe_2O_3 + 3CO \xrightarrow{t^\circ} 2Fe + 3CO_2}$ $\mathrm{Fe_3O_4 + 4CO \xrightarrow{t^\circ} 3Fe + 4CO_2}$

Tətbiqi: Dəmirin əsas tətbiq sahəsi polad və çuqun istehsalıdır. Bu ərintilər maşınqayırmada, tikintidə, nəqliyyatda geniş istifadə olunur. Dəmir həmçinin katalizator kimi (məsələn, ammonyak sintezində), maqnit materiallarının istehsalında və piqmentlərin alınmasında istifadə olunur. Biologiyada hemoqlobinin tərkibində oksigen daşınmasında mühüm rol oynayır.

Dəmir orta aktivlikli metaldır, reduksiyaedicidir.

• Qeyri-metallarla reaksiyalar:
  • Oksigenlə (havada paslanma): $\mathrm{4Fe + 3O_2 + 6H_2O \to 4Fe(OH)_3}$ (pas)
  • Qızdırıldıqda oksigenlə: $\mathrm{3Fe + 2O_2 \xrightarrow{t^\circ} Fe_3O_4}$
  • Xlorla: $\mathrm{2Fe + 3Cl_2 \xrightarrow{t^\circ} 2FeCl_3}$ (dəmir (III) xlorid)
  • Kükürdlə: $\mathrm{Fe + S \xrightarrow{t^\circ} FeS}$ (dəmir (II) sulfid)
• Su ilə reaksiyalar:
  • Qızdırıldıqda su buxarı ilə: $\mathrm{3Fe + 4H_2O \xrightarrow{t^\circ} Fe_3O_4 + 4H_2}$
• Turşularla reaksiyalar:
  • Duru turşularla (HCl, H2SO4): $\mathrm{Fe + 2HCl \to FeCl_2 + H_2}$ (dəmir (II) duzları əmələ gətirir)
  • Qatı soyuq sulfat və nitrat turşuları dəmiri passivləşdirir.
  • Qızdırıldıqda qatı sulfat turşusu ilə: $\mathrm{2Fe + 6H_2SO_4\text{(qatı)} \xrightarrow{t^\circ} Fe_2(SO_4)_3 + 3SO_2 + 6H_2O}$
  • Qızdırıldıqda qatı nitrat turşusu ilə: $\mathrm{Fe + 6HNO_3\text{(qatı)} \xrightarrow{t^\circ} Fe(NO_3)_3 + 3NO_2 + 3H_2O}$
• Duzlarla reaksiyalar: Özündən az aktiv metalları duz məhlullarından sıxışdırıb çıxarır:
  • $\mathrm{Fe + CuSO_4 \to FeSO_4 + Cu}$

Dəmirin əsasən iki oksidləşmə dərəcəsi +2 və +3 olan birləşmələri mövcuddur.

• Dəmir (II) birləşmələri (Fe(II)):
  • Oksid: $\mathrm{FeO}$ (qara, əsasi oksid)
  • Hidroksid: $\mathrm{Fe(OH)_2}$ (ağ, suda həll olmayan, zəif əsas, havada asanlıqla oksidləşərək $\mathrm{Fe(OH)_3}$-ə çevrilir: $\mathrm{4Fe(OH)_2 + O_2 + 2H_2O \to 4Fe(OH)_3}$)
  • Duzlar: $\mathrm{FeCl_2}$, $\mathrm{FeSO_4}$ (yaşıl rəngli, reduksiyaedicidir, asanlıqla $\mathrm{Fe(III)}$-ə oksidləşir)
• Dəmir (III) birləşmələri (Fe(III)):
  • Oksid: $\mathrm{Fe_2O_3}$ (qırmızı-qonur, amfoter oksid, əsas xassələri üstündür)
  • Hidroksid: $\mathrm{Fe(OH)_3}$ (qırmızı-qonur, suda həll olmayan, zəif əsas, qızdırıldıqda parçalanır: $\mathrm{2Fe(OH)_3 \xrightarrow{t^\circ} Fe_2O_3 + 3H_2O}$)
  • Duzlar: $\mathrm{FeCl_3}$, $\mathrm{Fe_2(SO_4)_3}$ (sarı-qonur rəngli, oksidləşdiricidir, asanlıqla $\mathrm{Fe(II)}$-yə reduksiya olunur)
  • $\mathrm{Fe(III)}$ duzları məhlulda hidrolizə uğrayır, məsələn, $\mathrm{FeCl_3 + H_2O \rightleftharpoons FeOHCl_2 + HCl}$ (əsasən birinci pillə üzrə).