Cheat sheet o neorganskoj hemiji. Jedinjenja gvožđa (III) Gvožđe hidroksid 2 reaguje sa vodenim rastvorom

Priprema željezovog (II) hidroksida i njegova interakcija sa kiselinama

Priprema soli željezovog (III) hidroksida i njegova interakcija sa kiselinama za stvaranje odgovarajućih soli

Budući da se Fe2+ lako oksidira u Fe+3:

Fe+2 – 1e = Fe+3

Tako svježe dobijeni zelenkasti talog Fe(OH)2 u zraku vrlo brzo mijenja boju – postaje smeđi. Promjena boje se objašnjava oksidacijom Fe(OH)2 u Fe(OH)3 kisikom iz atmosfere:

4Fe+2(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe+3(OH)3.

Soli dvovalentnog gvožđa takođe pokazuju redukciona svojstva, posebno kada su izložene oksidantima u kiseloj sredini. Na primjer, željezo (II) sulfat reducira kalijum permanganat u mediju sumporne kiseline u mangan (II) sulfat:

10Fe+2SO4 + 2KMn+7O4 + 8H2SO4 = 5Fe+32(SO4)3 + 2Mn+2SO4 + K2SO4 + 8H2O.

Kvalitativna reakcija na kation gvožđa (II).

Reagens za određivanje kationa gvožđa Fe2+ je kalijum heksacijano(III) ferat (crvena krvna so) K3:

3FeSO4 + 2K3 = Fe32¯ + 3K2SO4.

Kada 3- joni interaguju sa kationima gvožđa Fe2+, formira se tamnoplavi talog - Turnbull blue:

3Fe2+ +23- = Fe32¯

Jedinjenja gvožđa(III).

Gvožđe(III) oksid Fe2O3– smeđi prah, nerastvorljiv u vodi. Gvožđe (III) oksid se dobija:

A) raspadanje gvožđe (III) hidroksida:

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

B) oksidacija pirita (FeS2):

4Fe+2S2-1 + 11O20 = 2Fe2+3O3 + 8S+4O2-2.

Fe+2 – 1e ® Fe+3

2S-1 – 10e ® 2S+4

O20 + 4e ® 2O-2 11e

Gvožđe (III) oksid pokazuje amfoterna svojstva:

A) stupa u interakciju sa čvrstim alkalijama NaOH i KOH i sa natrijevim i kalijevim karbonatima na visokim temperaturama:

Fe2O3 + 2NaOH = 2NaFeO2 + H2O,

Fe2O3 + 2OH- = 2FeO2- + H2O,

Fe2O3 + Na2CO3 = 2NaFeO2 + CO2.

Natrijum ferit

Gvožđe(III) hidroksid dobiveni iz soli željeza (III) njihovom reakcijom sa alkalijama:

FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3¯ + 3NaCl,

Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3¯.

Gvožđe (III) hidroksid je slabija baza od Fe(OH)2 i ispoljava amfoterna svojstva (uz dominaciju bazičnih). U interakciji s razrijeđenim kiselinama, Fe(OH)3 lako stvara odgovarajuće soli:

Fe(OH)3 + 3HCl « FeCl3 + H2O

2Fe(OH)3 + 3H2SO4 « Fe2(SO4)3 + 6H2O

Fe(OH)3 + 3H+ « Fe3+ + 3H2O

Reakcije s koncentriranim otopinama alkalija javljaju se samo uz produženo zagrijavanje. U ovom slučaju dobivaju se stabilni hidrokompleksi s koordinacijskim brojem 4 ili 6:

Fe(OH)3 + NaOH = Na,

Fe(OH)3 + OH- = -,

Fe(OH)3 + 3NaOH = Na3,

Fe(OH)3 + 3OH- = 3-.

Jedinjenja sa oksidacionim stanjem gvožđa +3 pokazuju oksidaciona svojstva, jer se pod uticajem redukcionih sredstava Fe+3 pretvara u Fe+2:

Fe+3 + 1e = Fe+2.

Na primjer, željezo (III) hlorid oksidira kalijum jodid u slobodni jod:

2Fe+3Cl3 + 2KI = 2Fe+2Cl2 + 2KCl + I20

Kvalitativne reakcije na kation gvožđa (III).

A) Reagens za detekciju Fe3+ katjona je kalijum heksacijano(II) ferat (žuta krvna so) K2.

Kada 4- joni interaguju sa Fe3+ jonima, formira se tamnoplavi talog - pruska plava:

4FeCl3 + 3K4 « Fe43¯ +12KCl,

4Fe3+ + 34- = Fe43¯.

B) Fe3+ kationi se lako detektuju upotrebom amonijum tiocijanata (NH4CNS). Kao rezultat interakcije CNS-1 jona sa kationima gvožđa (III) Fe3+, nastaje niskodisocijacijski gvožđe (III) tiocijanat krvavo crvene boje:

FeCl3 + 3NH4CNS « Fe(CNS)3 + 3NH4Cl,

Fe3+ + 3CNS1- « Fe(CNS)3.

Primjena i biološka uloga željeza i njegovih spojeva.

Najvažnije legure gvožđa – liveno gvožđe i čelik – glavni su konstruktivni materijali u gotovo svim granama moderne proizvodnje.

Za prečišćavanje vode koristi se željezo (III) hlorid FeCl3. U organskoj sintezi FeCl3 se koristi kao katalizator. Gvozdeni nitrat Fe(NO3)3 9H2O se koristi za bojenje tkanina.

Gvožđe je jedan od najvažnijih mikroelemenata u ljudskom i životinjskom organizmu (organizam odraslog čoveka sadrži oko 4 g Fe u obliku jedinjenja). Dio je hemoglobina, mioglobina, raznih enzima i drugih složenih kompleksa željezo-proteina koji se nalaze u jetri i slezeni. Gvožđe stimuliše funkciju hematopoetskih organa.

Spisak korišćene literature:

1. “Hemija. Tutorski dodatak." Rostov na Donu. "Feniks". 1997

2. “Priručnik za kandidate za univerzitete.” Moskva. "Viša škola", 1995.

3. E.T. Oganesyan. “Vodič za hemiju za studente.” Moskva. 1994

Svojstvad-elementi (2. dio).

Teorijski dio

Gvožđe, kobalt i nikl čine „porodicu“ gvožđa.

Oni pokazuju oksidaciona stanja uglavnom +2 i +3. Oksidacijsko stanje +3 je tipičnije za željezo, +2 za kobalt i nikl.

Povezane karakteristike ovih metala se manifestuju u njihovoj inherentnoj feromagnetnosti, katalitičkoj aktivnosti, sposobnosti formiranja obojenih jona i formiranju kompleksa. Međutim, uprkos sličnosti svojstava, željezo se jasno ističe u trijadi po svojim magnetskim svojstvima. Redukciona aktivnost željeza je mnogo veća od aktivnosti kobalta i nikla (vidi potencijale elektrode). Svi ovi metali ne stupaju u interakciju sa alkalijama. Kada se rastvori u neoksidirajućim kiselinama, formiraju se joni Fe 2+, Co 2+, Ni 2+

U razblaženoj azotnoj kiselini (jako oksidaciono sredstvo) nastaju ioni Fe 3+, Co 3+, Ni 3+

Jaka oksidirajuća sredina: H 2 SO 4 (konc.), HNO 3 (konc.) pasivizira željezo i ono počinje reagirati tek kada se zagrije:

U solima dušične kiseline koje sadrže NaNO 2 i NaNO 3, željezo se pasivira kako bi se formirao film oksida najvišeg oksidacijskog stanja FeO 3

U nizu hidroksida: Fe(OH) 2 - Co(OH) 2 - Ni(OH) 2

Regenerativna sposobnost se smanjuje

Gvožđe (II) hidroksid se lako oksidira atmosferskim kiseonikom:

Oksidacija Co 2+ jona je teža i odvija se sporo:

Proces se odvija intenzivnije kada se otopini doda vodikov peroksid:

Ne dolazi do spontane oksidacije Ni(OH) 2 atmosferskim kisikom; H ​​2 O 2 također nije dovoljno jako oksidacijsko sredstvo i proces oksidacije Ni(OH) 2 postaje moguć samo kada se koristi jači oksidant, na primjer brom voda:

Hidroksidi Fe (III), Co (II), Co (III), Ni (II), Ni (III) su bazične prirode u normalnim uslovima. Kada su rastvoreni u kiselinama, Co(OH) 3 i Ni(OH) 3 pokazuju jaka oksidaciona svojstva i redukuju se na katione Co 2+ i Ni 2+.

Gvožđe (III) hidroksid, kada se prokuva sa koncentrovanim rastvorom alkalija, formira ferite - soli gvožđe kiseline.

Dakle, Fe(OH) 3 hidroksid pokazuje amfoterna svojstva.

Hidroksidi Fe(II), Fe(III), Co(II), Co(III), Ni(II) su nerastvorljivi

Hidroksidi Fe (II), Fe (III), Co (II), Co (III), Ni (II) su slabe baze, pa njihove soli hidrolizuju u vodenim rastvorima.

Ovi procesi se odvijaju bez zagrijavanja.

Međutim, hidroliza soli ne ide do kraja zbog akumulacije H + u otopini. S jakim razrjeđivanjem i zagrijavanjem, hidroliza se nastavlja dalje:

Prilikom ključanja otopine FeCl 3, proces hidrolize se može provesti nepovratno:

Kada se rastvori soli zakiseli odgovarajućim kiselinama, stepen njihove hidrolize se smanjuje, jer se ravnoteža pomera prema polaznim supstancama.

Sa jakim razblaživanjem, stepen hidrolize se povećava. Kada se dodaju rastvorljivi karbonati, dolazi do nepovratne hidrolize, jer produkti reakcije napuštaju sferu interakcije.

Fe(II) soli u zraku postepeno se pretvaraju u Fe(III) soli.

U kompleksnim jedinjenjima, Fe, Co, Ni su centralni kompleksirajući joni sa koordinacionim brojevima 4 ili 6.

PRAKTIČNI DIO

Eksperiment br. 3 Priprema i svojstva gvožđe (II) hidroksida.

U rastvor soli gvožđa (II) dodajte rastvor alkalije NaOH dok se ne formira talog, a zatim talog podelite na tri dela:

a) dodati višak lužine u prvu epruvetu;

b) u drugom - kiselina;

c) filtrirati talog iz treće epruvete i ostaviti da odstoji na vazduhu.

U prisustvu vlage i atmosferskog kiseonika, gvožđe (II) hidroksid se pretvara u gvožđe (III) hidroksid.

Iskustvo br. 4 Karakteristična reakcija na Fe 2+ ion.

Sipajte malo soli željeza (II) u epruvetu i dodajte malu količinu otopine K 3 crvene krvne soli. Ova reakcija se koristi za otkrivanje iona željeza(II).

zaključak: Crvena krvna so K 3 je reagens za jone gvožđa (II).

Iskustvo br. 5 Priprema i hidroliza gvožđe (II) karbonata.

Dodati rastvor natrijum karbonata u rastvor soli gvožđa (II). Rezultirajuća bijela sol ugljičnog dioksida željeza (II) trenutno se podvrgava hidrolizi da bi se formirao željezo (II) hidroksid.

zaključak: sol koju stvara slaba kiselina hidrolizira se do kraja, jer H 2 CO 3 se razlaže na H 2 O i CO 2 i  H 2 CO 3 se potpuno uklanja iz reakcione sfere.

Eksperiment br. 6 Priprema gvožđe (III) hidroksida

Sipajte malo soli gvožđa (II) u epruvetu. Dodati rastvor NaOH alkali dok se ne pojavi talog.

Dodajte lužinu. Nema reakcije.

Dodajte kiselinu -

Eksperiment br. 8. Karakteristične reakcije na ion Fe 3+

A) Dodajte nekoliko kapi žute krvne soli u otopinu željezne (III) soli. Rezultat je plavi talog pruske plave boje.

B) Dodajte nekoliko kapi amonijum tiocijanata NH 4 CNS u rastvor gvožđe (III) soli.

Zaključak: Nastaje plavi talog.

Zaključak: Formira se crvena otopina

Eksperiment br. 12 Ispitivanje jačine kompleksa cijanida i tiocijanata

Dodajte koncentriranu otopinu amonijum tiocijanata u otopinu soli crvene krvi.

Nema reakcije

zaključak: nije primećena crvena boja Fe 3+.

Eksperiment br. 13 Priprema kobalt (II) hidroksida i proučavanje njegovih svojstava

Dodajte malo rastvora natrijum hidroksida u rastvor soli kobalta(II). Nastaje slabo rastvorljiva bazična so kobalta. Osnovna sol se pretvara u ružičasti kobalt (II) hidroksid. Dobijeni talog podijelimo na tri dijela: a) u prvu epruvetu dodamo kiselinu; b) drugo - višak lužine; c) u trećoj epruveti uočavamo postepeno tamnjenje taloga usled oksidacije Co(OH) 2 u Co(OH) 3 atmosferskim kiseonikom. Proces smeđivanja sedimenta na vazduhu traje dosta dugo (unutar 10 minuta). Odvojimo dio precipitata Co(OH) 2 i tretiramo ga otopinom vodikovog peroksida.

zaključak: talog se pretvara u ružičasti Co(II) hidroksid

b)
R.N.I.

zaključak: Kada se doda vodikov peroksid, brzina prijelaza u Co(OH) 3 se povećava.

Eksperiment br. 14 Priprema kobalt(II) amonijaka

U rastvor soli kobalta (II) prvo dodajte malo rastvora amonijaka, a zatim i višak.

zaključak: Uočava se svijetloplava koloidna otopina.

Iskustvo br. 18 Proizvodnja nikl amonijaka

U rastvor soli nikla (II) dodajte nekoliko kapi rastvora amonijaka, a zatim i višak.

svijetlozeleno rješenje

Iskustvo br. 19 Karakteristična reakcija na jon

U otopinu kompleksne soli nikla dobivene u eksperimentu 18 dodamo alkoholni rastvor dimetilglioksima, formira se ružičasto-crveni talog dimetilglioksima nikla prema sljedećoj jednadžbi reakcije:

roze-crveni talog.

zaključak: reakcija se koristi za kvantitativne određivanje Ni 2+ u rastvoru dobijenom otapanjem njegovih legura.

Kontrolna pitanja

Fe(III) hidroksid nastaje jer se Fe2(CO3)3 dalje hidrolizira.

Događa se nepovratan proces.

ne mogu postojati zajedno.

d)

mogu postojati zajedno, jer H 2 O 2 nije dovoljno jak oksidant za Ni(OH) 2.

Oni ne mogu postojati zajedno.

Gvožđe(II) hidroksid- neorganska supstanca formule Fe(OH)2, jedinjenje gvožđa. Amfoterni hidroksid sa dominantnim osnovnim svojstvima. Kristalna tvar je bijela (ponekad sa zelenkastom nijansom) i vremenom potamni na zraku. To je jedno od intermedijarnih jedinjenja u rđenju gvožđa.

• 1 Biti u prirodi
• 2 Fizička svojstva
• 3 Hemijska svojstva
• 4 Račun
• 5 Aplikacija
• 6 Napomene

Biti u prirodi

Gvožđe(II) hidroksid se prirodno javlja kao mineral amakinit. Ovaj mineral sadrži nečistoće magnezijuma i mangana (empirijska formula Fe0.7Mg0.2Mn0.1(OH)2). Boja minerala je žuto-zelena ili svijetlozelena, tvrdoća po Mohsu 3,5-4, gustina 2,925-2,98 g/cm³.

Fizička svojstva

Čisti željezo(II) hidroksid je bijela kristalna supstanca. Ponekad ima zelenkastu nijansu zbog nečistoća soli željeza. S vremenom potamni na zraku zbog oksidacije. Nerastvorljiv u vodi (rastvorljivost 5,8·10-6 mol/l). Raspada kada se zagreje. Ima sistem trigonalne kristalne rešetke.

Hemijska svojstva

Gvožđe(II) hidroksid prolazi kroz sledeće reakcije.

Pokazuje svojstva baze - lako ulazi u reakcije neutralizacije s razrijeđenim kiselinama, na primjer hlorovodoničnom kiselinom (nastaje otopina željeznog(II) hlorida):

U težim uslovima ispoljava kisela svojstva, na primer, sa koncentrisanim (više od 50%) natrijum hidroksida pri ključanju u atmosferi azota stvara talog natrijum tetrahidroksoferata(II):

Ne reaguje sa amonijak hidratom. Kada se zagrije, reagira s koncentriranim otopinama amonijevih soli, na primjer, amonijevog klorida:

Kada se zagrije, razlaže se u željezo(II) oksid:

U ovoj reakciji nastaju metalno željezo i digvožđe(III)-gvožđe(II) oksid (Fe3O4) kao nečistoće.

U obliku suspenzije, kada se kuha u prisustvu atmosferskog kisika, oksidira se u željezni metahidroksid. Kada se zagrije s ovim potonjim, formira diiron(III)-gvožđe(II) oksid:

Ove reakcije se takođe javljaju (polako) tokom procesa korozije gvožđa.

Potvrda

Gvožđe(II) hidroksid se može dobiti u obliku taloga u reakcijama razmene rastvora soli gvožđa(II) sa alkalijama, na primer:

Formiranje gvožđe(II) hidroksida je jedna od faza rđe gvožđa:

Aplikacija

Gvožđe(II) hidroksid se koristi u proizvodnji aktivne mase gvožđe-nikl baterija.

Bilješke

1. Amankinite na webmineral.com. Arhivirano iz originala 21. aprila 2012.
2. 1 2 Lidin R. A., Molochko V. A., Andreeva L. L. Reakcije neorganskih supstanci: referentna knjiga / Ed. R. A. Lidina. - 2. izd., revidirano. i dodatne - M.: Drfa, 2007. - P. 179. - 637 str. - ISBN 978-5-358-01303-2.
3. Lidin R.A., Andreeva L.L., Molochko V.A. Konstante neorganskih supstanci: referentna knjiga / Ed. R. A. Lidina. - 2. izd., revidirano. i dodatne - M.: Drfa, 2006. - Str. 109, 467, 580, 605. - 685 str. - ISBN 5-7107-8085-5.

Informacije o željezo(II) hidroksidu