Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Соединения элементов семейства железа
Оксиды МеО – основные оксиды. Твердые кристаллические вещества, нерастворимые в воде: FeO (черный), CoO, NiO (зеленые). Оксиды МеО взаимодействуют с кислотами и некоторыми кислотными оксидами, FeO проявляет окислительно-восстановительную двойственность:
Получают МеО разложением гидроксидов или солей в инертной атмосфере: FeC2O4 FeO + CO2 + CO; Co(OH)2 CoO + H2O. Ме(ОН)2 – слабые, нерастворимые в воде гидроксиды, обладающие основными свойствами: Fe(OH)2 (белый), Co(OH)2 (розовый), Ni(OH)2 (зеленый). Ме(ОН)2 взаимодействуют с кислотами: Co(OH)2 + H2SO4 = CoSO4 + 2H2O. При переходе от железа к никелю устойчивость соединений в степени окисления +2 увеличивается: Fe(OH)2 → Co(OH)2 → Ni(OH)2 Fe(OH)2 легко окисляется кислородом воздуха: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3, Е = +0,771 B. Co(OН)2 и Ni(OH)2 устойчивы на воздухе, окисляются только сильными окислителями. Получение Ме(ОН)2: реакция обмена из солей: NiSO4 + 2KOH ® Ni(OH)2↓ + K2SO4. Fe(OH)2 можно получить только при полном отсутствии в растворе кислорода. Оксиды Ме2 O 3 – амфотерные оксиды с преобладанием основных свойств: Fe2O3 (бурый), Co2O3 (неустойчивый), Ni2O3 (неустойчивый). Оксиды Co2O3, Ni2O3 разлагаются с выделением кислорода: 3Co2O3 = 2Co3O4 + 1/2O2; N2O3 = 2NiO + 1/2O2. Ме2О3 не взаимодействуют с водой, реагируют с кислотами и щелочами (при сплавлении): Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O; Fe2O3 + 2NaOH 2NaFeO2 + H2O (феррит натрия). Получение Fe2O3: 4Fe + 3O2 2Fe2O3; 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2; 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O; 4Fe(NO3)3 2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2. Гидроксиды Ме(ОН)3. Для металлов семейства железа известны гидроксиды Ме(ОН)3: Fe(OH)3, Co(OH)3 (бурые), Ni(OH)3 (черный). Fe(ОН)3 – слабое, нерастворимое амфотерное основание с преобладанием основных свойств. Взаимодействует с кислотами и концентрированными растворами щелочей, со щелочами при сплавлении: 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2O; Fe(OH)3 + NaOH NaFeO2 + 2H2O; Fe(OH)3 + 3NaOH = Na3[Fe(OH)6]. Амфотерные свойства Со(ОН)3 и Ni(OH)3 выражены еще слабее. Так как степень окисления +3 для Со и Ni не характерна, Со(ОН)3 и Ni(OH)3 – сильные окислители, взаимодействуют с кислородсодержащими кислотами, окисляют соляную кислоту, воду до О2: 2Ni(OH)3 + 6HCl = 2NiCl2 + Cl2 + 6H2O; 4Co(OH)3 + 4H2SO4 = 4CoSO4 + O2 + 10H2O. Получают гидроксид железа (III) реакцией обмена из солей: FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3↓ + 3NaCl. Со(ОН)3 и Ni(OH)3 получают окислением Ме(OH)2 сильными окислителями:
2Ni(OH)2 + Br2 + 2NaOH ® 2Ni(OH)3↓ + 2NaBr Оксиды Ме 3 О 4 – смешанные оксиды MeO, Me2O3 или солеподобные соединения: Fe2+(Fe3+O2)2 феррит железа (II), Co 2+(Co3+O2)2 кобальтит кобальта (II), Ni3O4 не существует. Fe3O4 – основный оксид черного цвета, при нагревании в сильных кислотах растворяется с образованием солей железа (II) и железа (III): Fe3O4 + 4H2SO4 = FeSO4+Fe2(SO4)3 + 4H2O; Fe3O4 + 8HCl = 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O. Оксид Со3О4 (черного цвета) – сильный окислитель, в кислой среде окисляет воду до кислорода: 2Co3O4 + 6H2SO4 = 6CoSO4 + O2 + 6H2O; Со3О4 + 8Н+ + 2 е – = 3Со2+ + 4Н2О, Е = 1,746 В. Оксид FeO 3 – кислотный оксид и соответствующая ему железная кислота H 2 FeO 4 в свободном виде не получены. Соли этой кислоты, ферраты, получают в щелочной среде действием сильных окислителей на соединения железа в низких степенях окисления: Fe2O3 + 3KNO3 + 4KOH = 2K2FeO4 + 3KNO2 + 2H2O. феррат калия Ферраты – термически неустойчивые, красные кристаллические вещества, очень сильные окислители: 2K2FeO4 + 16HCl = 2FeCl3 + 3Cl2 + 4KCl + 8H2O; FeO + 8H+ + 3 e – = Fe3+ + 4H2O; E = 2,20 B. Соли. Fe, Co, Ni образуют солипрактически со всеми кислотами. Соли железа 3+ с анионами, обладающими восстановительными свойствами (FeI3, Fe2S3, Fe(CN)3), не существуют. Соли железа 2+ и железа 3+ известны в равной мере. Для кобальта и никеля устойчивы соли В водных растворах соли Ме2+ гидролизуются: 2CoSO4 + 2H2O ⇄ (CoOH)2SO4 + H2SO4; Co+2 + H2O ⇄ CoOH+ + H+. Соли Ме3+ гигроскопичны, они гидролизуются сильнее, чем соли Ме2+, т. к. образованы более слабыми основаниями: FeCl3 + H2O ⇄ FeOHCl2 + HCl; Fe+3 + H2O ⇄ FeOH+2 + H+; NaFeO2 + 2H2O ⇄ Fe(OH)3 + NaOH. Водные растворы солей железа (II) применяют как восстановители: 10FeSO4 + 2 KMnO4 + 8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O. Соли железа (III) – довольно сильные окислители: 2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2. Комплексные соединения. Элементы семейства железа образуют многочисленные комплексные соединения с координационным числом 6 и октаэдрическим расположением лигандов. Особенно характерны и устойчивы цианидные комплексы: K4[Fe(CN)6] – желтая кровяная соль, K3[Fe(CN)6] – красная кровяная соль, прочные низкоспиновые внутриорбитальные комплексы с d 2 sp 3-гибридизацией.
Способность цианидных комплексов давать окрашенные соединения используется в качественном анализе для определения ионов железа. Желтая кровяная соль используется для обнаружения Fe3+, красная кровяная соль – для обнаружения Fe2+: Fe3+Cl3 + K4[Fe2+(CN)6] = KFe3+[Fe2+(CN)6] + 3KCl; берлинская лазурь Fe2+Cl2 + K3[Fe3+(CN)6] = KFe2+[Fe3+(CN)6] + 2KCl. турнбуллева синь Берлинская лазурь и турнбуллева синь – идентичные осадки синего цвета. Качественной реакцией на ионы Fe3+ является комплексообразование с роданидом калия: Fe3+Cl3 + 3KCNS = Fe3+(CNS)3 + 3KCl. кроваво-красный раствор Характерными комплексными соединениями Fe, Co, Ni являются карбонилы: Fe(CO)5, Co2(CO)8, Ni(CO)4. Их получают пропусканием CO над порошком металла при повышенном давлении и температуре. Fe(CO)5 и Ni(CO)4 – летучие жидкости, Co2(CO)8 – оранжевые кристаллы. Fe + 5CO Fe(CO)5; Ni + 4CO Ni(CO)4. При нагревании все карбонилы разлагаются с выделением особо чистых металлов.
|
||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2022-09-03; просмотров: 102; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.191.166.122 (0.011 с.) |