ఇనుము (Fe): ధర్మాలు మరియు చర్యలు

రసాయన ధర్మాల అవలోకనం

ఇనుము (Fe) ఒక d-బ్లాక్ పరివర్తన లోహం, దీని పరమాణు సంఖ్య 26. ఇది వేరియబుల్ వాలెన్సీని ప్రదర్శిస్తుంది, ప్రధానంగా +2 (ఫెర్రస్) మరియు +3 (ఫెర్రిక్), సాధారణ పరిస్థితులలో +3 మరింత స్థిరంగా ఉంటుంది.

క్రియాశీలత శ్రేణిలో స్థానం

క్రియాశీలత శ్రేణిలో ఇనుము హైడ్రోజన్ పైన ఉంటుంది (H కంటే ఎక్కువ చురుకైనది), కానీ Na, K, Ca, Mg, మరియు Al వంటి మరింత చురుకైన లోహాల క్రింద ఉంటుంది. ఇది ఆమ్లాలు మరియు ఆవిరి నుండి హైడ్రోజన్‌ను తొలగించే దాని సామర్థ్యాన్ని సూచిస్తుంది.

ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ

ఇనుము యొక్క ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ (పాలింగ్ స్కేల్) సుమారు 1.83. ఈ విలువ లోహాల లక్షణం మరియు రసాయన చర్యలలో ఎలక్ట్రాన్‌లను కోల్పోయే దాని ప్రవృత్తిని సూచిస్తుంది.

సాధారణ క్రియాశీలత

ఇనుము ఒక మధ్యస్థ చురుకైన లోహం. ఇది తేమ సమక్షంలో ముఖ్యంగా సులభంగా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది. ఇది ఆమ్లాలు, ఆవిరి మరియు హాలోజెన్‌లతో చర్య జరిపి అయానిక్ సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తుంది.

గాలి మరియు ఆక్సిజన్ చర్య

1. పొడి గాలి/ఆక్సిజన్‌తో చర్య

గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద, ఇనుము పొడి గాలి లేదా ఆక్సిజన్‌తో చర్య జరపదు.

2. తేమ గాలి (తుప్పు పట్టడం)తో చర్య

ఆక్సిజన్ మరియు తేమ రెండింటి సమక్షంలో, ఇనుము క్షయకరణానికి గురవుతుంది, దీనిని సాధారణంగా తుప్పు పట్టడం అని పిలుస్తారు, మరియు హైడ్రేటెడ్ ఫెర్రిక్ ఆక్సైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. ఇది ఒక ఎలక్ట్రోకెమికల్ ప్రక్రియ. మొత్తం సరళీకృత చర్య: 4Fe(s) + 3O2(g) + 2xH2O(l) → 2Fe2O3⋅xH2O(s) (ఎరుపు-గోధుమ రంగు హైడ్రేటెడ్ ఫెర్రిక్ ఆక్సైడ్, సాధారణంగా తుప్పు అని పిలుస్తారు)

3. వేడి చేసినప్పుడు ఆక్సిజన్‌తో చర్య

గాలిలో లేదా ఆక్సిజన్‌లో వేడి చేసినప్పుడు, ఇనుము మండి మాగ్నెటిక్ ఐరన్ ఆక్సైడ్ (ఐరన్(II,III) ఆక్సైడ్) ను ఏర్పరుస్తుంది. 3Fe(s) + 2O2(g) \xrightarrow\{\text\{heat\}\} Fe3O4(s) (మాగ్నెటిక్ ఐరన్ ఆక్సైడ్)

నీరు మరియు ఆవిరి చర్య

1. చల్లని నీటితో చర్య

ఇనుము చల్లని లేదా వేడి నీటితో చర్య జరపదు.

2. ఆవిరితో చర్య

ఎర్రగా వేడిచేసిన ఇనుమును ఆవిరిపైకి పంపినప్పుడు, అది మాగ్నెటిక్ ఐరన్ ఆక్సైడ్ (Fe3O4) మరియు హైడ్రోజన్ వాయువును ఏర్పరుస్తుంది. 3Fe(s) + 4H2O(g) \xrightarrow\{\text\{red heat\}\} Fe3O4(s) + 4H2(g)

ఆమ్లాలు మరియు క్షారాల చర్య

1. ఆమ్లాల చర్య

a. సజల హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం (HCl)

ఇనుము సజల HCl తో చర్య జరిపి ఫెర్రస్ క్లోరైడ్ మరియు హైడ్రోజన్ వాయువును ఏర్పరుస్తుంది. Fe(s) + 2HCl(aq) → FeCl2(aq) + H2(g) (ఫెర్రస్ క్లోరైడ్)

b. సజల సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం (H2SO4)

ఇనుము సజల H2SO4 తో చర్య జరిపి ఫెర్రస్ సల్ఫేట్ మరియు హైడ్రోజన్ వాయువును ఏర్పరుస్తుంది. Fe(s) + H2SO4(aq) → FeSO4(aq) + H2(g) (ఫెర్రస్ సల్ఫేట్)

c. సజల నైట్రిక్ ఆమ్లం (HNO3)

ఇనుము సజల నైట్రిక్ ఆమ్లంతో చర్య జరిపి ఫెర్రస్ నైట్రేట్, నైట్రిక్ ఆక్సైడ్ మరియు నీటిని ఏర్పరుస్తుంది. 3Fe(s) + 8HNO3(dilute)(aq) → 3Fe(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l) (ఫెర్రస్ నైట్రేట్)

d. గాఢ సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం (H2SO4)

వేడి గాఢ సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లంతో, ఇనుము చర్య జరిపి ఫెర్రిక్ సల్ఫేట్, సల్ఫర్ డయాక్సైడ్ మరియు నీటిని ఏర్పరుస్తుంది. 2Fe(s) + 6H2SO4(conc.)(hot)(aq) → Fe2(SO4)3(aq) + 3SO2(g) + 6H2O(l) (ఫెర్రిక్ సల్ఫేట్)

e. గాఢ నైట్రిక్ ఆమ్లం (HNO3)

గాఢ నైట్రిక్ ఆమ్లం దాని ఉపరితలంపై ఐరన్ ఆక్సైడ్ (ఉదా., Fe2O3 లేదా Fe3O4) యొక్క సన్నని, అభేద్యమైన, రక్షణ పొర ఏర్పడటం వల్ల ఇనుమును నిష్క్రియంగా చేస్తుంది. ఇది తదుపరి చర్యను నిరోధిస్తుంది.

2. క్షారాల చర్య

ఇనుము సాధారణంగా ఆల్కలీలు (క్షారాలు) యొక్క సజల ద్రావణాలతో చర్య జరపదు.

కీలక ప్రయోగశాల పరీక్ష/గుర్తింపు చర్యలు

ఫెర్రస్ (Fe²⁺) అయాన్ల గుర్తింపు

1. సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ (NaOH) ద్రావణంతో: మురికి ఆకుపచ్చని ఫెర్రస్ హైడ్రాక్సైడ్ అవక్షేపం, అధిక NaOH లో కరగదు. Fe²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → Fe(OH)2(s)

2. అమ్మోనియం హైడ్రాక్సైడ్ (NH4OH) ద్రావణంతో: మురికి ఆకుపచ్చని ఫెర్రస్ హైడ్రాక్సైడ్ అవక్షేపం, అధిక NH4OH లో కరగదు. Fe²⁺(aq) + 2NH4OH(aq) → Fe(OH)2(s) + 2NH4⁺(aq)

3. పొటాషియం ఫెర్రిసైనైడ్ (K3[Fe(CN)6]) ద్రావణంతో: టర్న్‌బుల్స్ బ్లూ అని పిలువబడే ముదురు నీలం అవక్షేపం ఏర్పడటం. 3Fe²⁺(aq) + 2[Fe(CN)6]³⁻(aq) → Fe3[Fe(CN)6]2(s)

ఫెర్రిక్ (Fe³⁺) అయాన్ల గుర్తింపు

1. సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ (NaOH) ద్రావణంతో: ఎరుపు-గోధుమ జిగట ఫెర్రిక్ హైడ్రాక్సైడ్ అవక్షేపం, అధిక NaOH లో కరగదు. Fe³⁺(aq) + 3OH⁻(aq) → Fe(OH)3(s)

2. అమ్మోనియం హైడ్రాక్సైడ్ (NH4OH) ద్రావణంతో: ఎరుపు-గోధుమ జిగట ఫెర్రిక్ హైడ్రాక్సైడ్ అవక్షేపం, అధిక NH4OH లో కరగదు. Fe³⁺(aq) + 3NH4OH(aq) → Fe(OH)3(s) + 3NH4⁺(aq)

3. పొటాషియం ఫెర్రోసైనైడ్ (K4[Fe(CN)6]) ద్రావణంతో: ప్రషియన్ బ్లూ అని పిలువబడే ముదురు నీలం అవక్షేపం ఏర్పడటం. 4Fe³⁺(aq) + 3[Fe(CN)6]⁴⁻(aq) → Fe4[Fe(CN)6]3(s)

4. పొటాషియం థియోసైనైడ్ (KCNS) లేదా అమ్మోనియం థియోసైనైడ్ (NH4CNS) ద్రావణంతో: ఫెర్రిక్ థియోసైనైడ్ కాంప్లెక్స్ ఏర్పడటం వల్ల రక్త-ఎరుపు రంగు ఏర్పడుతుంది. Fe³⁺(aq) + 3CNS⁻(aq) → Fe(CNS)3(aq) (రక్త-ఎరుపు రంగు)