Информация об алюминии, хроме и железе

ПОДЕЛИТЬСЯ С ДРУЗЬЯМИ:

Алюминий
Второй элемент группы III А – алюминий. Поскольку атомный радиус алюминия больше, чем у алюминия, энергия ионизации меньше, поэтому металлические свойства алюминия сильнее, чем у бора. является амфотерным элементом. Соединения А1 встречаются в природе.. — боксит (корунд), Ме [2si2o8; Me5 [AL2Si2O 10 ] ; KAI 2 [AISi3 O10 ] (OH)2 – мусковит, ( NA, k)2 [AL2 Si2 O8 ] – нефелин, AI4 [SI4 O10] (OH)8 – каолинит, Na3 [AIF6]-кролит. Это 5,5% от общего количества ИИ в сухопутном постлоге. в природе встречается только сложный праздник.
Доступно. Алюминий, в основном боксит AL2 o3. Получают из H2o электролизом. Фториды CaF3, MgF3, AIF3 добавляют для снижения температуры ожижения бокситов, процесс электролиза протекает следующим образом;
A1 2 o 3 – AI + +AIO-33 (ожижение)
На катоде: AI+3+3e-AI0
На аноде: 4AIO-3 3 – 12e-2AI2o3+o0
Мост электролизера действует как катод. В нем алюминий выделяется в жидком состоянии. (Т жидкости = 66°С). На графитовом аноде выделяется кислород, который окисляет графит до оксидов углерода.
Характеристики Ай-ок, серебристый, пластичный (мягкий), хороший проводник легкого электричества, металл, окисляющийся на воздухе. По химическим свойствам он прямо отличается от щелочноземельных металлов активностью, но считается пассивным металлом из-за образования на его поверхности оксидной пленки. AI — Metallasma входит в ракшу:
2АИ + 3 СИ 2 = 2 АЛСИ 3
Щелочные металлы, такие как алюминий, обладают свойством образовывать гидриды, не содержащие простых и сложных гидридов.
2АИ+Н2 =2АИН
AISI 3 + 4 LIN = LI [AI N 4] +3 LISI
3 LI [ AIN 4] + AISI 3 = 4 AIN 3 = 3 LISI
AIN 3 + NAH = NA [AIH 4]
NA [AIH 4 ] = 2 NAH = NA 3 [AIH 6]
Алюминий реагирует как с кислотами, так и с основаниями из-за своей амфотерной природы.
2AI+6HCI=2AICI3+3H2
2AI+2NAOH+2H2O=2NAAIO3+3H
Он также образует катионный комплекс и ионный комплекс:
2АИ +6Н+6Н2О=2[АИ(ОН2)6]3++3Н2, е0 = — 1,66 Б
2Al+ 6H2O + 6OH-= 2[Al(OH)6]3 + 3H2, E= -2B
2Al + NAOH + 6H2O = 2NA 3 [Al(OH) 6 ]+3H2
Образовавшийся комплекс называется солью гексагидроксиалюмината натрия. Al-металл легче реагирует со щелочами, чем с кислотами, потому что значение потенциала окисления алюминия в кислой среде больше, чем в щелочной среде. Если верхний оксидный слой алюминия удалить острым инструментом или путем формирования амальгамы, алюминий быстро растворяется в воде.
             2ai+6h2o——-à2ai(oh)3+3h2
При воздействии на алюминий азотной и серной кислот на его поверхности образуется оксидная пленка, которая выполняет роль защитного слоя, поэтому металлический алюминий труднее реагирует с этими кислотами, в холодных растворах он не реагирует.
    Оксид алюминия-AI2O3 — белое, нерастворимое в воде вещество. Он существует в аморфном и кристаллическом состоянии, растворяется в кислотах и ​​щелочах. Вещество, устойчивое к высокой температуре.В природе называется АИ203-боксидом.Часто получается при термическом разложении АИ(0Н)3.
            2AI(0H)3 —а AI2O3 + 3H2o
AI2O3, полученный этим методом, называют глиноземом. Оксид алюминия растворим в кислотах и ​​щелочах благодаря своей амфотерной степени окисления:
AI2O3+3H2SO 4 = AI2 ( ​​SO4 )3 + 3H2O (СТАНОВИТСЯ ТВЕРДЫМ)
AI2 O 3 + 2NAOH= 2NaA IO2 + H2O (ЛЕГКО БЫТЬ)
NaAAOI2 + 2H2O = NA [AI(OH) 4 ]
Гидроксид алюминия - AI(OH)3 – амфотерное белое аморфное вещество, нерастворимое в воде (PH=7). Но если среда раствора резко меняется, он растворяется под действием (Ph<7) кислот и (Ph>7) щелочей.
AI(OH)3 + 3HCl= AICl3 + 3H2O
AI(OH)3 +3H+—à AI 3 + + 3H2O = [ AI(H2O) 6] 3+
AI(OH) 3 + NaOH= NA { AI(OH) 4 ]
AI(OH)3 + OH- → [AI(OH)4]-
Все нерастворимые в воде гидроксиды, например гидроксид алюминия и соли алюминия, получают действием щелочи:
AICI 3 + 3NAOH = AI (OH) 3 → +3 NACI
Реагенты, взятые для реакции, должны находиться в строго эквимолярном соотношении соль:щелочь = 1:3. Эта реакция протекает следующим образом. При растворении солей AI - в воде ион AI3+ находится в гидратированной форме [AI(H2O)6 ] 3= и этот ион участвует в реакции:
[АИ(Н2О)6]3++ ОН- = [АИ(Н2О) 5 ОН]2++Н2О
[АИ(Н2О)5ОН] 2 ++ ОН- = [АИ(Н2О) 4 )ОН]2++Н2О
[AI(H2O)4(OH)2 ] ++ OH- = [AI(H2O)3(OH)3]+H2O
Полученное соединение [А3(ОН)2-(Н3О)3 имеет полимерную структуру и соответствует составу А2(ОН)3-ХНXNUMXО, может быть объяснено следующим общим (схематическим) уравнением.
N[AI(OH2)6]3= à [AI(OH)3]n à n[AI(oh)6]3-
                                          [H3AI3] нет
В этом уравнении кристаллы алюминия гидратируются преимущественно из кислых (pH<7) растворов;
АИ2(SO4)3. 18H3O, AI(NO3)3. 9H2O, AICl3. получается 6Н2О. Из растворов получают щелочные (pH>7), различные алюминатные соли NA [Al(OH)4(H2O) 2], NA3 [Al(OH)6].
Соли алюминия гидролизуются, реакции гидролиза протекают стадийно. Рассмотрим это на примере соли AI2(SO4)5:
Шаг 1: H2O
[Al(H2O)6]+3 → [Al(OH)(H2O)5]2+ + (Ph<7)
Образовавшийся комплексный ион - пентакаво-гигроксаалюминат-ион продолжает гигролизоваться в зависимости от рН, температуры и концентрации соли в растворе.
Этап II:
                                        H2o
[Al(OH)(H2O)5]2+ à [AI(OH)2(H2O)4] + + H= (Ph<7)
Фаза III:
                                        H2o
[АИ(ОН)2(Н2О)4]+ → [АИ(ОН)3(Н2О)3] + Н+
Но последняя стадия протекает на очень низком уровне Обычно гидролиз останавливается на I-II стадиях, и гидроксосоли алюминия: [AI(OH)(H2O)5]SO4 ; Образуется [AI(OH)2(H2O)4]2SO4. Если гидролиз был полным, AI(OH)3 . x H2O образует вещество, почти нерастворимое в воде. Но AI 3= большинство солей образуют прозрачные растворы. Причина этого в том, что гидролиз солей алюминия не идет до конца.
Обезвоженная форма гидроксида алюминия используется в качестве адсорбента в технике «алюминиевый гель». Причиной механической и химической стабильности алюминиевого геля является
АИ (ОН) 3 . x в H2O (> AI – O à AI <) 'оксол'
                                                                |
                                                               H
Его связи очень устойчивы под воздействием температуры (> AI – O à AI <) — превращаются в «оксальные» связи.
Алюминиевый ряд производит гидрокси, промежуточные и двойные соли. Из них хорошо растворимы в воде галангаловые, сульфатные, нитратные и ацетатные соли.
Применение соединений алюминия. Встречающаяся в природе кристаллическая форма оксида алюминия AI2O3 называется корундом. Мелкий корунд, смешанный с песком, называется джилвир. Кристаллы корунда с небольшой добавкой хрома называются рубинами.
Алюминий широко используется в авиационной промышленности. 2/3 самолетов сделаны из алюминия и алюминиевых сплавов, поэтому алюминий еще называют металлом крыла. Кабели и провода изготавливаются из алюминия Масса алюминиевых изделий, имеющих очень близкую к меди электропроводность, в два раза легче, чем у медных изделий.
Поскольку алюминий не подвергается коррозии, из него изготавливают различные детали в машиностроении, тару для перевозки азотной кислоты. Кузова автобусов, троллейбусов и вагонов изготавливаются из алюминия. В пищевой промышленности из алюминия изготавливают различную посуду и чайники.
Алюминий и его сплавы также используются в военной области в танкостроении, артиллерии, взрывчатых веществах, осветительных и зажигательных снарядах.
Чтобы железные предметы не подвергались коррозии, их поверхность покрывают серебристой краской из алюминиевой пудры.
В металлургии многие металлы извлекаются из алюминия. Он удаляет кислород из оксидов большинства металлов.Процесс восстановления металлов из их оксидов с помощью алюминия называется алюминотермией:
2AI + Cr2O3 → AI2O3 + 2Cr
Хром , марганца, ванадия, титана и других металлов из их оксидов метод алюминотермии применяют для получения специальных сталей. Если алюминиевый порошок ФЭ 3 О 4 смешать с железной сажей в эквимолярных пропорциях и нанести на металлическую (железную) проволоку, образуется электрод для электросварки. Сплав на поверхности металла называется термит. При электросварке протекает следующая реакция.
8 AI + 3 FE 3 O 4 à 4 AI 2 O 3 + 9 FE.
В этой реакции выделяющееся тепло в количестве ^ Н= — 3300 кДж приводит к тому, что железная проволока становится жидкой и оседает на поверхность другого железного предмета.
ХРОМ И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ.
Хром — Cr (Z = 24) — элемент группы Vi b, в состав которого также входят Mo (молибден) и W (5d 4 6s 2). Эти металлы называются коррозионностойкими (Cr) и тугоплавкими металлами (Mo и W), потому что они химически пассивны и сжижаются при высоких температурах. Поскольку свойства соединений схожи и широко используются, мы сосредоточимся только на вкладе хрома и его соединений.
Хром проявляет различные физические и химические свойства. Причина, по которой они отличаются или похожи на другие d-металлы, объясняется положением элемента хрома в периодической системе и электронной структурой его атома.
-3e 0 -3e +6 0 0
Cr 0 ( Ar ) 3 D 5 4s à cR 3 + ( Ar ) 3D 3 4s à Cr ( Ar ) 3D 4S
                                     0
Видно, что число нечетных электронов в металлическом (атоме) хроме (Cr) равно 6, больше, чем во всех других элементах. поэтому сплавы хрома обладают магнитными свойствами. При переходе к соединениям Cr3+ число нечетных электронов уменьшается, но магнитные (парамагнитные, ферромагнитные) свойства не исчезают, а поскольку в ионе Cr3+ увеличивается число основных орбиталей 4s, 4p, 3d-, его комплексообразование и увеличивается количество соединений октаэдритного строения. Cr6+ не имеет нечетных электронов, поэтому не обладает магнитными свойствами, аксариатные соединения образуют тетраэдрическое соединение за счет sp3-гибридизации.
Встреча на природе. Этот металл в основном встречается в оксидных соединениях Fe(Cro 2 ) 2-хромита, хромового железняка: PbCro4 – крокен.
Доступно. а) хром в основном получают алюминотермическим методом:
Cr 2 O 3 + 2AI =2Cr+ AI2 O 3 ^ G 298 = -510 кДж \ моль
  1. б) в большинстве случаев хром извлекают из сплава железа с хромитовым брикетом - хромитом, который обрабатывают углеродом в электропечи:
                                                                   t
Fe (CrO 2 ) 2 + C == Fe + 2Cr + 4 CO
Распространенные соединения: в серии Cr-Mo-W твердость и огнеупорность этих металлов не имеют себе равных. Причина этого в том, что устойчивость ковалентной связи Me-Me в кристаллической решетке металлов повышена за счет d-электронов. При этом химическая активность этих элементов снижается. Это повышает их коррозионную стойкость.
Свойства металлов группы хрома.
Элемент свойств
Кр ( г = 24 )
Мо ( г = 42 )
Вт ( г = 74 )
Внешняя электронная структура
3d5 4 с1
4d5 5s1
5d4 6s2
Плотность, г/см3
7,2
10,2
19,3
Атомный радиус, А
1,17
1,37
1,40
Е+ радиус, А
0,35
0,65
0,65
t жидкости 0 С
1890
2620
3380
т береза ​​0 С
3390
4800
5900
Электрическая проводимость
7,1
20,2
19,3
Распространение наземного постлога (в %)
2 * 10-2
3 * 10-4
1 * 10-4
Характерная степень окисления
0;(+2); +3; +6
0;+2;=4;+6
Хром растворяется в HCl и разбавленных растворах H 2 SO 4:
Cr = H 2SO 4 = Cr SO 4 + H2 а
Концентрированные HNO 3 и H 2 SO 4 пассивируют хром. Причина – образование на его поверхности оксидной пленки Cr2 o 3 .
Очень тонкий Cr окисляется под действием кислорода и не содержит соединений Cr(II), Cr(III) и Cr(VI) в виде оксидов, оксидов, кислот, гидроксидов, солей и комплексных соединений.
Оксиды. Cr(OH)2 (основной), Cr(OH)3 (амфотерный) и H2CrO4 (хромовая кислота). Видно, что по мере увеличения степени окисления хрома в соединениях ослабевает основное свойство и возрастает кислотное свойство: Sk(OH)2 + H2SO4= КрSO4 + 2H2O (реагирует только с кислотой). Cr 2 o 3 и Cr(OH) 3 – амфотерные вещества, Cr 2 o 3 растворяется в кислотах и ​​щелочах:
Cr2O3 + 6HCl= 2CrCl3 +3H2O
Cr2O3 + 6NAOH (кратно) = Na3 CrO3 + 3H2O
Амфотерность Cr(OH):
                                          [Н+] [Н+]
[Cr(H2O)6]3+ (раствор) → Cr(OH)3( раствор) →
                                           [ОЙ]
                                           H3CrO3
[Cr(OH)6]3-(раствор)
Соединения Cr(II) являются восстановителями. Его окислительный потенциал (E 0 = — 0,4 В) допускает быстрое окисление в водных и кислых растворах.
CrCl2 + 2H2O= 2Cr(OH)Cl2+H2
4[Cr(H2O)6+2 O2 +4H+= 4[Cr(H2O)6]3+2 H2O
Соединения Cr (II) имеют разную окраску в зависимости от их состава. Это также относится к его комплексным соединениям и кристаллическим веществам. Аквакомплексный ион [Cr (H 2 O ) 6 ] 3 = голубовато-фиолетовый, тогда как CrCl3 6H 2 O имеет фиолетовый цвет.
К числу распространенных соединений хрома (III) относятся сульфатированные двойные соли — хромовые горечи.
Улатга К2 СО 4 . Cr2(SO4)3. 12H2O (хромит калия), (NH4)2SO4. Примером может служить Cr2 (SO4) 3 6 H2O (хромово-аммонийный каустик). Они образуются и разделяются в растворе по следующей реакции.
K 2 SO 4 + Cr 2 ( SO 4 ) 3 + 12 H 2 O знак равно K 2 SO 4 . Cr2(SO4)3. 12 Н2О
Эти соли, как и другие нитраты, хлориды и ацетаты хрома, отличаются хорошей растворимостью в воде. Они гидролизуются в водных растворах и в процессе плавления. Поскольку образующиеся ионы гидроксида хрома являются слабым основанием, в большинстве случаев эти растворы имеют кислую среду (pH<7).
Cr(NO3)3 + 6H2O → [Cr(OH)(H2O)5](HO3)2 +HNO3
Cr=3 + 6H2O → [Cr (OH) (H2O) 5]2 + H +
Образовавшийся гидроксопентааквахром (II) представляет собой комплексный ион, а его структура представляет собой димер или полимерный ион. ОН- и анионы кислотного остатка выполняют роль мостиков между ионами Cr 3+ . Использование соединений Cr(III) в качестве добавок в кожевенной промышленности основано на образовании таких комплексных соединений. В них молекулы воды часто замещаются аминокислотным остатком коллагена, входящего в состав кожи, а образующийся комплекс хрома играет роль связующего, сшивающего ткани кожи, резко повышающего ее прочность, обеспечивающего кожа превращается в кожу.
Карбонатные и сульфидные соли хрома (III) в твердом виде не существуют. Потому что при их экстрагировании эти соли образуются в растворе и быстро гидролизуются с образованием газов Cr(oh)3 и CO2 или H2S.
2CrCl3 + 3Na2S+6H2O = 2Cr(OH)3 (осадок) = 3H2S (газ) + 6NACl
2Cr+ 3+ 3S2 -+ = 2Cr(OH)3 (осадок) = 3H2S (газ)
Соединения хрома + 6 степени окисления Cro 3 представляет собой кристаллическое вещество красного цвета, плохо растворимое в воде, хорошо растворимое в серной кислоте и обладающее окислительными свойствами. Раствор серной кислоты называют хромовой. H 2 CrO 4 (хромовая) или H 2 Cr 2 O 7 (бихроматная) кислоты растворяются в растворе. Поэтому CrO3 также называют хроматным ангидридом.
Н 2 О + CrO 3 = H 2 CrO 4
Хромовая кислота является умеренно сильной кислотой, которая ионизируется.
H2CrO4 → H+HCrO4 K1= 2*10-1
H2CrO4 → H+HCrO4-2 (хромат-анион)
Хромат- и дихромат-ионы NA+, K+, NH 4+ ионы образуют соли, хорошо растворимые в воде. Растворы этих солей обладают сильными окислительными свойствами:
K2cRo7 + 3 na2 so3 + 4h2so4=cR2(so4)3+ k2so4+4h2o+2na2so4
Окислитель 2Cr+6 + 2* 3e à 2Cr+3 6 1
Обратимый S+4 – 2e на S+6 2 3
Окислительные свойства иона Cr(VI) в растворах обычных кислот
Cr 2 O 7-2 + 14H = = 6 YO à Cr =3 = 7 H2O ( E0 =+1,33 В)
Это объясняется реакцией. В водных растворах хроматы превращаются в дихроматы (и наоборот). Это зависит от среды (pH) раствора. если к (желтому) раствору хроматов добавить растворы кислот (pH<7), то он превращается в красновато-желтый раствор (Cr 7 0 7 -2). Если к раствору бихромата добавить H 2 O (много) или раствор щелочи, он становится бледно-желтым, в котором Cro 12 4
2 CrO 2 4 + 2H + = Cr2 O 2 7 + H 2O
2CrO 2 7 + 2H + = 2Cr2 O 4 2 + H 2O
2 CrO 2 образует с ионами Va(II), Pb(II), Ag(i) желтые, желто-красные осадки. Используется как качественная реакция на хромат и ионы Va(II).
Va2 + = 2 CrO 2 4- = Va Cro 4
Если из растворов хроматов увеличить количество ионов Н=- (кислота), то помимо бихроматов образуются трихроматы (К 2 Сг 3 о 10) и тетрахроматы (К 2 Сг 4 О13). Особенность этих соединений в том, что CrO 2 имеет 4-групповое тетраэдрическое строение, и они образуют тримерные и тетрамерные вещества, соединяясь через противоположные атомы кислорода.
Хром и его соединения используются в следующих областях. Сплавы с консервантами хрома используются в отпуске специальных коррозионно-стойких сталей. То есть хром выступает в роли легирующего металла. Хромированные детали устойчивы к механическому износу и служат долго. Соли Cr(III) используются в качестве добавок в кожевенно-меховой промышленности, а соединения Cr(VI) – в качестве окислителей. Все соединения хрома токсичны!
 Железо и его соединения.
Элементы VIII V группы таблицы Менделеева сильно отличаются от всех остальных групп по строению и расположению элементов в ней. Поскольку элементы, включенные в эту группу, демонстрируют горизонтальное сходство, а не вертикальное сходство, 9 элементов разделены на три семейства, т. е. триады.
Они следующие: триада железа (Fe, Co, Ni), триада палладия (Ru, Rh, Pd) и триада платины (Os, Ir, Pt). Из этих триад мы познакомимся с элементами семейства железа.
Распространение в природе. Из элементов семейства железа в природе встречается только железо (небесные тела) в свободном виде (метеориты). После алюминия железо является наиболее распространенным элементом в природе и существует в виде оксидов и сульфидов: Fe3 o 4 e (магнитный изумруд), Fe 2 o 3 (красный железняк), 2 Fe 2 O 3 #h2o (коричневый железняк). CO 3 (железо со шпатом), FeS 2 (железный колхеден или пирит).
Доступно. При переходе от оксидов сульфида железа к оксидам оксиды извлекаются с использованием коксового газа CO:
4 FeS2 + 11O 2 = 2Fe2 O3 + 8 SO2
3 Fe 2 O 3 + С = 2Fe3O4 + СО
Fe 3O 4 + 4 СО = 3 Fe + 4 СО 2
Элемент свойств
Fe (Z=26)
Ко ( Z = 22 )
Ni (Z=28)
Электронная формула
(Ар)3d6 4s2
(Ар)3d7 4s2
(Ар)3d8 4s2
Атомный радиус, А
1,26
1,25
1,24
р-ион e+2,A
Е+5, А
0,80
0,67
0,78
0,64
0,74
     -
t 0 кипятить 0C
1539
1493
1453
t 0 кипятить 0C
2870
3100
2900
Плотность, г/см 3
7,87
8,84
8,91
Е, v(e-2eàE=2)
-0,44
-0,277
-0,250
Распространение в земной коре, ат. %
1,5
1 * 10-9
3 * 10-9
Металлическое железо бывает 4 различных модификаций. От комнатной температуры до 770 С существует в модификации α-Fe, имеет объемно-центрированную кубическую структуру, обладает ферромагнитными свойствами.
От 770°С до 910°С в модификации B-Fe характерный ферромагнетизм исчезает и становится парамагнитным, но кристаллическая решетка почти не изменяется.
От 910 С до 1390 С в железе происходят полиморфные изменения, оно переходит в модификацию Fe-Fe. Кристаллическая решетка представляет собой гранецентрированный куб, сохраняющий парамагнитное свойство железа.
Начиная с 1390 С происходит еще одно полиморфное изменение и образуется модификация d-Fe. В этой модификации основным типом кристаллической решетки является объемно-центрированный куб, который сохраняется до тех пор, пока не расплавится железо (1536 С).
Железо, как и другие d-элементы, образует различные сплавы. К таким сплавам относятся соединения Fe с углеродом. К ним относятся цементит — Fe 3 C (чугун), аустенит — твердый раствор Fe с C, феррит — B — твердый раствор Fe с C. Изменяя состав этих сплавов, температуру и условия формования, получают сплавы с различными физико-химическими свойствами.
Благодаря образованию простых и сложных соединений со специфическими свойствами железа его распространение объясняется 3d6 4 s 2 (4po) структурой электронного слоя.
                                              -2 e
Fe 0 ( Ar ) 3d64 s 2 ( 4p 0 ) à Fe + 2 ( Ar ) 3 d 6 4 s 0
Попутно в химической связи участвуют 4 s 2 электронов во внешнем слое. При этом образуются соединения Fe 2+ со свойствами, сходными с большинством s-металлов (бесцветные или очень слабо окрашенные). Большинство соединений растворяются в воде и теряют свои кислотно-основные свойства. Соединения восстановительны и легко окисляются:
                                                 -e
Ae 2+ ( Ar ) 3d64 so ( 4p 0 ) à Fe 3+ ( Ar ) 3 d 4 s 0 Fe 2+
Число нечетных электронов равно 3 у иона Fe+6, перешедшего в стабильную степень окисления [(Ar) 1d3 5s 4 ], что дает 0 электрон из 3 электронов на 5d-орбитали. Это вызывает магнитные свойства Fe+3 и образование цветных соединений (например, d-металлов).
Существуют соединения железа со степенями окисления +2, +3 и +6. Основные соединения Fe (II) включают Fe o (черный), Fe (OH) 2 (бело-голубой), Fe Co 3 (белый), Fe CI 2 (белый), Fe SO 4 и H2O (светло-голубой). белый) Fe (CIO4) 2 6 H 2 O Fe (NO 3 ) 2 6 H2 O (NH 4 )2 Fe (SO4) 2 6 H2O (светло-зелено-белый), (Мор соль).
FeO является основным оксидом. Он не растворяется в воде. Кислота растворяется в окружающей воде и образует комплексный ион гексакваферрата (II):
FeO + 2H+ + 5H2O = [Fe(H2O)6] 2 +
Fe(OH)2 – гидроксид железа(II), вещество с основными свойствами. Он не растворяется в воде. Вновь приготовленные Fe(II)-ионные соединения (соли) образуются при действии щелочей на растворы. Но вскоре он окисляется и становится коричневым, потому что происходит следующий процесс:
4 Fe 2+ + 8 OH в 4 Fe ( OH ) 2 + 2 H2O в 4 Fe ( OH )
FeS представляет собой малорастворимое вещество, которое образуется при растворении Fe 2+ в газообразном H2S или воде.
Fe 2+ + H2S → осадок FeS + 2H +
Особенность образования этого вещества заключается в том, что если человек вдыхает воздух, он может отравиться и вызвать неосознанные последствия. Потому что при вдыхании H2S в воздухе сероводород попадает в кровь человека и вступает в реакцию с ионами Fe2+ в гемоглобине, который является основой крови, а это приводит к расстройству крови и, в конечном счете, к несчастному случаю. Поэтому количество H2S в воздухе не должно превышать допустимого уровня (0,001%) (YQM h2s = 10-3%). FeCO 3 и Fe S также быстро распадаются и превращаются в другие вещества:
4 FeS+O2+ 10H2O = 4 Fe(OH)3+ 4H2S
Ион Fe(II) K3[Fe(CN)6]- образует в присутствии красной кровяной соли малорастворимое соединение, называемое тернбулловым синим.
В этой реакции аналит используется в химии для определения иона Fe(II):
3 Fe2+ + 2K3 [ Fe(CN)6] = Fe 3 [Fe(CN)6]2 осадок +6k+
Ион Fe(II) обладает отталкивающим свойством. Особенно в кислой среде, поскольку E 0 = -0,46 v, реакция Fe2= — e = à Fe=3 протекает легко. Используя эту особенность Fe(II), можно определить количество ионов железа в различных пробах перманганометрическим методом объемного анализа:
5Fe3+ + mMnO4 + 8H=à Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
Поскольку вторая полуреакция MnO4 + 8H+ + 5e à Mn2+ + 4H2O имеет Е = + 1,51, роль электрода ( + ) играет гальваническая пара, на которой происходит этот процесс, а в ней — обратный процесс. Окислительно-восстановительная реакция, задаваемая уравнением ЭЮК Е = 1,51 – (0,46) = 1 элемента, безусловно направлена ​​вправо.
Комплексные соединения Fe(II)[Fe(NH3)6]CI2[Fe(H2O)6]SO4 и K4[FE(CN6)], последнее из которых наиболее неустойчиво (K = 4-10). H36 [Fe(CN)4] — белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде (6г/150г H100O) и обладающее сильными подкисляющими свойствами. Его калиевая соль — K2[Fe(CN)4] называется желтой кровяной солью.
Желтая кровяная соль названа так потому, что ее получают путем нагревания железной оболочки крови с K2CO3. В комплексах, образованных этой солью с ионами Cu(II), Fe(II), Zn(II), ионы CN- образуют прямую связь, поэтому их можно назвать смешанными цианидными солями. Эти вещества плохо растворяются в воде и токсичны.
Соединения Fe(II) Fe2O3 – амфотерный оксид красно-коричневого цвета, плохо растворимый в воде. Имеет различные полиморфные состояния: а – Fe2CO3 (гематит), Б – ферромагнитные свойства Fe2o3 (коричневый цвет в магнитных лентах). Это вещество является основной частью железной руды в природе. Его также получают путем сжигания FeS и FeS2, это основное сырье для получения железа и его сплавов.
Fe(OH)3 — красно-коричневое вещество (ржавчина), называемое гидроксидом железа (III). Переменный состав Fe2O3 xH2O. В зависимости от условий, в зависимости от температуры он теряет H2O и образует оксигидроксид, содержащий FeO(OH). При нагревании при высокой температуре превращается в Fe2O3.
2Fe(OH)3 → Fe2O3 = 3 ч2о.
 Fe2O3 и Fe(OH)3 растворяются в кислотах и ​​образуют соли.
Fe2 O3 + 6HIC=2FeCI3+3H2O
Водный раствор солей Fe(III) имеет желтый цвет. Новообразованный Fe(OH)3 также растворяется в концентрированных растворах щелочей.
Fe(OH)3 + 3KOH = K3[ Fe(OH _6]
Гексагидроксиферрат (III) производит калий. Таким же образом Fe2O3 (амфотерная причина) слабых кислот, таких как оксиды, соединяются со щелочами и карбонатами натрия и калия и нагреваются с образованием ферритов (MFeO2):
Fe2CO3 + NA2CO 3 = 2 NAFeO2 + Co2
Эти вещества хорошо растворяются в воде. Феррит Fe(II) называют Fe(FeO2)2 или Fe3O4 – магнетит (смешанный оксид железа FeO Fe2O3). Поскольку ферриты других d-металлов (CO, Ni, Cu, Mn) M(FeO2)2 обладают ферромагнитными свойствами, при производстве лент применяют различные магниты.
Соли разделяются в водном растворе FeCi3·6H2O Fe2(SO4)3·7H2O; Fe)NO3)3·6H2O; Кристаллогидраты, такие как Fe(CIO4)3·10·H2O, являются неактивными. Соли, не содержащие воду: Fe(SCN)3 – темно-красный цвет крови; FeCI3 буро-коричневый, FeF3- темно-зеленый. Почти все эти соли растворимы в воде. Соли Fe(II) и Fe(III) гидролизуются в водных растворах, гидролиз протекает по катиону, среда раствора кислая (pH<7), гидролиз останавливается на стадии I или II. Можно идти до конца под воздействием температуры, в результате чрезмерного нагревания и длительного стояния в растворе этих солей образуется коричневый осадок Fe(OH)4. При добавлении кислого раствора образуется прозрачный желтый раствор. Реакция гидролиза:
FeCl3 + H2O = Fe(OH)Cl2 + HCl
Согласно информации, приведенной выше, реакция в этом растворе правильная, если она записывается следующим образом:
[ Fe(H2O )6]3+ + 3CI + H2O à [ Fe(H2O )5(OH ) 2+ H + 3CI-
На каждой стадии одна молекула воды в [[Fe(H2O)6]3+ диссоциирует на ионы ОН- и Н+ —, образуя гидроксисоединение. В гидроксильных соединениях ионы ОН- перемыкают ионы Fe3+, и такие соединения имеют полиметальное строение и менее растворимы в воде.
Различные комплексные соединения Fe(III): M++3[FeF6]; M== [FeCl4]: M3= [Fe(SCN6): M3+ [Fe(CN6) существует. Наиболее устойчивым из них является K1.10[Fe(CN)44] – гексацианферрат калия (III) с K bek = 3-6 Ее называют красной кровяной солью, она хорошо растворяется в воде.
K3[Fe(CN)] à [Fe(CN)6]3-
Эта соль используется для обнаружения иона Fe (II) (из-за образования синего Тернбулла). Все соединения Fe(III) обладают окислительными свойствами:
2 FeCl3 + 2KJ = j2 + 2 FECI2 +2KCI
В том числе комплексы:
2[FE(CN)6]43 — + H2O2 +2 OH — = 2 [Fe(CN)6] 4 — + O2 + 2H2O
При добавлении к желтому раствору кровяной соли для обнаружения иона Fe+ выпадает темно-зеленый осадок «берлинская лазурь».
Fe 34 + 3 k4 [Fe(CN )6] = Fe4[ Fe(CN)3 9(осадок) + 12K+

оставьте комментарий