Железо

обсуждение проблем неорганической химии, неорганического материаловедения, химии твердого тела и всего, что с этим связано
inorgancis, materials and solid state chemistry for professionals
alchi
Сообщения: 44
Зарегистрирован: Ср окт 17, 2018 4:55 pm

Железо

Сообщение alchi » Чт окт 18, 2018 10:49 pm

Уважаемые химики.
Возник такой вопрос.
Допустим, речь идёт о реакции травления меди хлоридом железа-3. В результате, образуется порошковое железо, которое выпадает в осадок.
Вопрос такой. В каком виде образуется железо?
В виде отдельных атомов? Или может быть в виде групп атомов, соединённых металлической связью, например Fe9?
Благодарю за ответ.
С уважением.

Аватара пользователя
Гесс
Сообщения: 11538
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2012 11:19 pm

Re: Железо

Сообщение Гесс » Чт окт 18, 2018 11:08 pm

Порошковое железо имеет размеры частиц в единицы-десятки, иногда сотни микрометров (микрон). Частицы размером менее 0.1 мкм в порошковой металлургии вообще классифицируются как пыль. При том что расстояние между атомами в решетке металлического железа порядка 2 ангстремов (0.2 нанометра, 0.0002 микрометра), оказывается что кубическая частица с гранью 2 мкм (очень скромный размер) содержит в себе порядка миллиарда атомов (а с гранью в 10 раз больше - триллион). Насколько такая частица бездефектна внутри - я сказать не берусь, а снаружи она наверняка весьма дефектна (оксиды, гидроксиды, хлориды, медь, и т.д).

alchi
Сообщения: 44
Зарегистрирован: Ср окт 17, 2018 4:55 pm

Re: Железо

Сообщение alchi » Чт окт 18, 2018 11:24 pm

Спасибо.
Да, но тут другая тема. Речь идёт не об индустриальном порошковом железе, которое получается распылением, например. Здесь железо образуется в виде осадка. Был ион железа в растворе, затем закрылся и ушёл в осадок. Как бы с точки зрения школьной химии получается, что каждый ион поштучно принял электрон и поштучно упал в низ в виде атома. И вроде бы размер частицы должен быть равен одному атому.
Скорее всего, всё не так просто, хочу разобраться, спасибо.

Аватара пользователя
Гесс
Сообщения: 11538
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2012 11:19 pm

Re: Железо

Сообщение Гесс » Пт окт 19, 2018 12:05 am

он конечно принял электрон и упал в виде атома. Но не вниз а на первый попавшийся ему агломерат/кластер/наночастицу/поверхность/гранулу. Которая от этого немножечко подросла и в конечном счете стала той самой пылинкой/порошковинкой.

alchi
Сообщения: 44
Зарегистрирован: Ср окт 17, 2018 4:55 pm

Re: Железо

Сообщение alchi » Пт окт 19, 2018 12:19 am

Хорошо, а связь внутри пылинки металлическая или иная, по типу межмолекулярной электростатической, как в гелях?

Аватара пользователя
Гесс
Сообщения: 11538
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2012 11:19 pm

Re: Железо

Сообщение Гесс » Пт окт 19, 2018 12:47 am

нормальная металлическая связь.
Я несколько теряюсь пытаясь понять что имеется в виду под "межмолекулярной электростатической, как в гелях"

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 11358
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Железо

Сообщение avor » Пт окт 19, 2018 6:32 am

Типа порассуждали. Только начать надо было с того, что в предложенной реакции металлическое железо не образуется, а образуется соль железа II.

alchi
Сообщения: 44
Зарегистрирован: Ср окт 17, 2018 4:55 pm

Re: Железо

Сообщение alchi » Пт окт 19, 2018 11:03 am

Понял. Прошу прощения, что ввёл уважаемых людей в заблуждение. Тем не менее, если существуют иные реакции, в которых железо выпадает в виде осадка, вопрос по прежнему интересен.

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 11358
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Железо

Сообщение avor » Пт окт 19, 2018 11:24 am

alchi писал(а):
Пт окт 19, 2018 11:03 am
Тем не менее, если существуют иные реакции, в которых железо выпадает в виде осадка, вопрос по прежнему интересен.
Вам Гесс дал исчерпывающий ответ.
Кратко: никаких атомов металла не образуется. И не о каких атомах в школьной программе при выпадении металлов из раствора при восстановлении речи нет. Там вообще эта тема не обсуждается. Единственное описание восстановление металлов в водных растворах это обсуждение электрохимического ряда напряжение и опыт с гвоздем в медном купоросе, а так же осаждение металлов на катоде при электролизе.

Вообще восстановление железа в металл из водных растворов в виде коллоидов не тривиальная задача для школьника.

Вот коллоиды золота и серебра - это проще. Но тоже не для школьника.

alchi
Сообщения: 44
Зарегистрирован: Ср окт 17, 2018 4:55 pm

Re: Железо

Сообщение alchi » Пт окт 19, 2018 11:41 am

Спасибо. Я в своей работе получаю металлическое железо из порошкового. Но я при этом использую высокую температуру. Тем не менее, исвестны способы холодного получения металла. Ну, например, та же гальваника, тот же медный гвоздь, серебряное зеркало, например. Мне не совсем понятен механизм перехода из иона в металл. Хотелось бы в этом разобраться с целью улучшения результатов своей работы. Возможно, мои вопросы и показались дурацкими на первый взгляд.

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 11358
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Железо

Сообщение avor » Пт окт 19, 2018 12:00 pm

-- Я в своей работе получаю металлическое железо из порошкового.
Это в металлургии слиток, окатыш или поковка железа и порошки(опилки) железа - разные вещи. А с точки зрения химии это одно и тоже металлическое железо.
--Мне не совсем понятен механизм перехода из иона в металл.
Что вы имеете в виду под механизмом?
Как ион становится атомом?
Как атомы собираются в кристаллическую решетку?
Кстати, микронные порошки железа чаще всего получают не из ионов, а из незаряженного пентакарбонила железа.
Есть даже ГОСТ: ГОСТ 13610-79. Железо карбонильное радиотехническое.
Последний раз редактировалось avor Пт окт 19, 2018 12:31 pm, всего редактировалось 1 раз.

alchi
Сообщения: 44
Зарегистрирован: Ср окт 17, 2018 4:55 pm

Re: Железо

Сообщение alchi » Пт окт 19, 2018 12:17 pm

Да, действительно, Вы помогли мне вспомнить, что для химиком нет разницы. Для химиков оно всё металл. Например, ион железа для химиков это тоже металл. А мои задачи они скорее металлургические. Но всё равно, наверно, без некоторых знаний химии не обойтись. В порошковой металлургии получают детали из порошка прессованием с последующей термообработкой. А у мои задачи отличаются тем, что я получаю металл из порошка без прессования. И вот я думаю над тем, как увеличить плотность полученной детали опять же без прессования. Одна из идей, это ввести в порошковую среду ионы железа. И с этого момента, вопросы к химикам уже не кажутся не уместными.

Николай Богданов
Сообщения: 20
Зарегистрирован: Вт май 16, 2017 9:52 am

Re: Железо

Сообщение Николай Богданов » Пт окт 19, 2018 12:33 pm

--Мне не совсем понятен механизм перехода из иона в металл.
Металл - это ионы, выстроенные в ряды, шеренги и слои, окунутые в электроны, которые свободно перемещаются между ионами, как жидкость (наподобие жидкого "лизуна"). Ион, когда хочет стать металлом, ищет побольше электронов. И если ему встречается ещё один такой же или несколько, они выстраиваются рядами. Любят они порядок. От него у них полная энергия снижается, и им хорошо.

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 11358
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Железо

Сообщение avor » Пт окт 19, 2018 12:35 pm

--ввести в порошковую среду ионы железа.
Ионы железа не могут существовать в компактном виде без присутствия противоионов. В противном случае их просто разнесет в разные стороны силами электростатического отталкивания.

Николай Богданов
Сообщения: 20
Зарегистрирован: Вт май 16, 2017 9:52 am

Re: Железо

Сообщение Николай Богданов » Пт окт 19, 2018 12:37 pm

Получить массив металла из порошка без прессования можно только прямым лазерным выращиванием.
https://www.youtube.com/watch?v=YovtwrA4pJI&t=49s

alchi
Сообщения: 44
Зарегистрирован: Ср окт 17, 2018 4:55 pm

Re: Железо

Сообщение alchi » Пт окт 19, 2018 12:41 pm

Да нет, не только лазером, как выяснилось. Я получаю вполне сносный металл без лазера.

Аватара пользователя
Гесс
Сообщения: 11538
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2012 11:19 pm

Re: Железо

Сообщение Гесс » Пт окт 19, 2018 12:42 pm

alchi писал(а):
Пт окт 19, 2018 12:17 pm
Например, ион железа для химиков это тоже металл.
Это смотря по постановке вопроса
alchi писал(а):
Пт окт 19, 2018 12:17 pm
как увеличить плотность полученной детали опять же без прессования.
Мне кажется это невозможно. В ограниченной мере возможно за счет размера и формы частиц. А почему ваша непрессованная попрошковая деталь не рассыпается как песочный замок?
alchi писал(а):
Пт окт 19, 2018 12:17 pm
Одна из идей, это ввести в порошковую среду ионы железа.
С противоионами

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 11358
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Железо

Сообщение avor » Пт окт 19, 2018 12:43 pm

--Ион, когда хочет стать металлом, ищет побольше электронов.
Ион ничего не хочет, у него нет личности,цели, воли и права выбора.

Механизм превращения иона в метлл в грубом приближение выглядит так:
1)восстановление иона, т.е. приобретение им электрона(это может быть осуществлено разными способами)
2) сборка атомов металла в кристаллы.

--Получить массив металла из порошка без прессования можно только прямым лазерным выращиванием.
А просто сплавить религия не позволяет? А еще есть такая тема - амальгамы.
Последний раз редактировалось avor Пт окт 19, 2018 12:45 pm, всего редактировалось 1 раз.

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 11358
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Железо

Сообщение avor » Пт окт 19, 2018 12:44 pm

Что же вы так строчите-то, как пулеметы, слова вставить не дают! :) :)

alchi
Сообщения: 44
Зарегистрирован: Ср окт 17, 2018 4:55 pm

Re: Железо

Сообщение alchi » Пт окт 19, 2018 12:49 pm

avor писал(а):
Пт окт 19, 2018 12:35 pm
--ввести в порошковую среду ионы железа.
Ионы железа не могут существовать в компактном виде без присутствия противоионов. В противном случае их просто разнесет в разные стороны силами электростатического отталкивания.
Это мне итак понятно. В расстворе солей железа есть и противоионы тоже и они сбалансированы. Поэтому, я не вижу противоречий. Берём раствор соли железа и смешиваем его с порошком. Во влажном виде, между частицами порошка будут присутствовать и ионы железа и противоионы, это не сложно и очевидно. Но что будет далее, после термообработки, встроится ли бывший ион в решётку и куда денется бывший противоион и какую соль лучше выбрать? Я смотрю в сторону ацетата железа.

Ответить

Вернуться в «неорганическая химия и химия твердого тела / inorganic chemistry»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость