ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ
Частина II. НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ
Розділ 14. МЕТАЛИ ПОБІЧНИХ ПІДГРУП
§ 14.7. Сполуки заліза
Для заліза найбільш характерні два ряди сполук: сполуки феруму(ІІ) і феруму(ІІІ). Відома також незначна кількість сполук феруму(VІ) – ферати, наприклад ферат калію K3FeO4, ферат барію BaFeO4.
Оксид ферум у (II) FeO – чорний порошок, що легко окиснюється. Добувають його відновленням оксиду феруму(ІІІ) оксидом карбону(ІІ) при температурі 500°С:
Fe2O3 + CO = 2FeO + СО2.
FeO виявляє властивості основного
Оксид ферум у (III) Fe2O3 – найстійкіша природна кисневмісна сполука заліза. Розчиняючись у кислотах, утворює солі феруму(ІІІ).
Оксид феруму(ІІ, III) Fe3O4 трапляється в природі у вигляді мінералу магнетиту. Він добре проводить струм, тому застосовується для виготовлення електродів.
Оксидам відповідають гідроксиди феруму.
Гідроксид ферум у (II) Fe(OH)2 утворюється при дії лугів на солі феруму(ІІ) без доступу повітря:
Fe2+ + 2OН – = Fe(OH)2.
Випадає осад білого кольору. За наявності повітря забарвлення стає зеленуватим, а потім
4Fe(OH)2 + O2 + 2Н2O = 4Fe(OH)3.
Fe(OH)2 виявляє основні властивості, добре розчиняється у мінеральних кислотах, утворюючи солі.
Гідроксид ферум у (III) Fe (OН)3 утворюється у вигляді червоно-бурого осаду при дії лугами на солі феруму(ІІІ):
Fe3+ + 3ОН – = Fe(OH)3.
Fe(OH)3 – більш слабка основа, ніж гідроксид феруму(ІІ). Це пояснюється тим, що у Fe3+ менший заряд іона і більший його радіус, ніж у Fe2+, а значить, Fe2+ слабкіше утримує гідроксид-іони, тобто Fe(OH)2 легше дисоціює. Тому солі феруму(ІІ) гідролізуються незначною мірою, а солі феруму(ІІІ) – дуже сильно:
Fe2+ + Н2O ⇆ Fe (OН)+ + Н+;
Fe3+ + Н2О ⇆ Fe(OH)2+ + Н+.
Гідроксид феруму(ІІІ) має слабко виражену амфотерність: він розчиняється у розведених кислотах і в концентрованих розчинах лугів:
Fe(OH)3 + ЗН+ = Fe3+ + ЗН2О;
Fe(OH)3 + ЗОН – = 3-.
Із солей феруму найбільше застосування знайшли: 1) гептагідрат сульфату феруму(ІІ) (залізний купорос) FeSO4 ∙ 7Н2О для боротьби зі шкідниками рослин, приготування мінеральних фарб тощо; 2) хлорид феруму(ІІІ) FeCl3 як коагулянт при очищенні води, а також як протрава при фарбуванні тканин; 3) нонагідрат сульфату феруму(ІІІ) Fe2(SO4)3 ∙ 9Н2О як коагулянт, а також для травлення металів; 4) нонагідрат нітрату феруму (III) Fe(NO3)3; 9Н2О як протрава при фарбуванні бавовняних тканин і обважнювач шовку.
Якісні реакції на катіон феруму(ІІ) і катіон феруму(ІІІ). Катіон феруму(ІІІ) легко виявляється за допомогою безбарвного розчину тіоціанату амонію NH4NCS або тіоціанату калію KNCS, точніше, тіоціанат-іона NCS. При дії NCS на розчин солі феруму (III) утворюється сполука криваво-червоного кольору – тіоціанат феруму(ІІІ) Fe(NCS)3:
Fe3+ + 3NCS – ⇆ Fe(NCS)3.
Тіоціанат-іон NCS – слугує реагентом на катіон ферумy(ІІІ)Fe3+.
Для виявлення катіона феруму(ІІІ) Fe зручно застосовувати складну (комплексну) сполуку феруму гексаціаноферат(ІІ) калію, відому під назвою жовта кров’яна сіль, K4 . У розчині ця сіль дисоціює на іони:
K4 і=2 4К+ + 4-.
При взаємодії гексаціаноферат(ІІ)-іонів 4- з катіонами феруму(ІІІ) Fe3+ утворюється темно-синій осад – гексаціаноферат(ІІ) феруму(ІІІ) (берлінська блакить):
3 4- + 4Fe3+ = Fe4 3↓ .
Інша складна сполука феруму гексаціаноферат(ІІ) калію (червона кров’яна сіль) у розчині дисоціює:
K3 ⇆ ЗК+ + 3-,
А при взаємодії гексаціаноферат(ІІІ)-іонів 3- з катіонами феруму(ІІ) Fe також утворюється темно-синій осад – гексаціаноферат(ІІІ) феруму(ІІ) (турнбулева синь):
2 3- + 3Fe2+ = Fe3 2 ↓.
Отже, сполуки К4 і K3 є важливими реагентами відповідно на катіон феруму(ІІІ) Fe3+ та катіон феруму(ІІ) Fe2+.
(2 votes, average: 3,50 out of 5)