Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер давления, механического напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер силы Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления Конвертер единиц измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Конвертер угловой скорости и частоты вращения Конвертер ускорения Конвертер углового ускорения Конвертер плотности Конвертер удельного объема Конвертер момента инерции Конвертер момента силы Конвертер вращающего момента Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему) Конвертер разности температур Конвертер коэффициента теплового расширения Конвертер термического сопротивления Конвертер удельной теплопроводности Конвертер удельной теплоёмкости Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения Конвертер плотности теплового потока Конвертер коэффициента теплоотдачи Конвертер объёмного расхода Конвертер массового расхода Конвертер молярного расхода Конвертер плотности потока массы Конвертер молярной концентрации Конвертер массовой концентрации в растворе Конвертер динамической (абсолютной) вязкости Конвертер кинематической вязкости Конвертер поверхностного натяжения Конвертер паропроницаемости Конвертер плотности потока водяного пара Конвертер уровня звука Конвертер чувствительности микрофонов Конвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давления Конвертер яркости Конвертер силы света Конвертер освещённости Конвертер разрешения в компьютерной графике Конвертер частоты и длины волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Конвертер электрического заряда Конвертер линейной плотности заряда Конвертер поверхностной плотности заряда Конвертер объемной плотности заряда Конвертер электрического тока Конвертер линейной плотности тока Конвертер поверхностной плотности тока Конвертер напряжённости электрического поля Конвертер электростатического потенциала и напряжения Конвертер электрического сопротивления Конвертер удельного электрического сопротивления Конвертер электрической проводимости Конвертер удельной электрической проводимости Электрическая емкость Конвертер индуктивности Конвертер Американского калибра проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Конвертер магнитодвижущей силы Конвертер напряженности магнитного поля Конвертер магнитного потока Конвертер магнитной индукции Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Радиация. Конвертер экспозиционной дозы Радиация. Конвертер поглощённой дозы Конвертер десятичных приставок Передача данных Конвертер единиц типографики и обработки изображений Конвертер единиц измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Химическая формула

Молярная масса Fe(OH) 3 , гидроксид железа (III) 106.86702 г/моль

55,845+(15,9994+1,00794)·3

Массовые доли элементов в соединении

Использование калькулятора молярной массы

• Химические формулы нужно вводить с учетом регистра
• Индексы вводятся как обычные числа
• Точка на средней линии (знак умножения), применяемая, например, в формулах кристаллогидратов, заменяется обычной точкой.
• Пример: вместо CuSO₄·5H₂O в конвертере для удобства ввода используется написание CuSO4.5H2O .

Калькулятор молярной массы

Моль

Все вещества состоят из атомов и молекул. В химии важно точно измерять массу веществ, вступающих в реакцию и получающихся в результате нее. По определению моль является единицей количества вещества в СИ. Один моль содержит точно 6,02214076×10²³ элементарных частиц. Это значение численно равно константе Авогадро N A , если выражено в единицах моль⁻¹ и называется числом Авогадро. Количество вещества (символ n ) системы является мерой количества структурных элементов. Структурным элементом может быть атом, молекула, ион, электрон или любая частица или группа частиц.

Постоянная Авогадро N A = 6.02214076×10²³ моль⁻¹. Число Авогадро - 6.02214076×10²³.

Другими словами моль - это количество вещества, равное по массе сумме атомных масс атомов и молекул вещества, умноженное на число Авогадро. Единица количества вещества моль является одной из семи основных единиц системы СИ и обозначается моль. Поскольку название единицы и ее условное обозначение совпадают, следует отметить, что условное обозначение не склоняется, в отличие от названия единицы, которую можно склонять по обычным правилам русского языка. Один моль чистого углерода-12 равен точно 12 г.

Молярная масса

Молярная масса - физическое свойство вещества, определяемое как отношение массы этого вещества к количеству вещества в молях. Говоря иначе, это масса одного моля вещества. В системе СИ единицей молярной массы является килограмм/моль (кг/моль). Однако химики привыкли пользоваться более удобной единицей г/моль.

молярная масса = г/моль

Молярная масса элементов и соединений

Соединения - вещества, состоящие из различных атомов, которые химически связаны друг с другом. Например, приведенные ниже вещества, которые можно найти на кухне у любой хозяйки, являются химическими соединениями:

• соль (хлорид натрия) NaCl
• сахар (сахароза) C₁₂H₂₂O₁₁
• уксус (раствор уксусной кислоты) CH₃COOH

Молярная масса химических элементов в граммах на моль численно совпадает с массой атомов элемента, выраженных в атомных единицах массы (или дальтонах). Молярная масса соединений равна сумме молярных масс элементов, из которых состоит соединение, с учетом количества атомов в соединении. Например, молярная масса воды (H₂O) приблизительно равна 1 × 2 + 16 = 18 г/моль.

Молекулярная масса

Молекулярная масса (старое название - молекулярный вес) - это масса молекулы, рассчитанная как сумма масс каждого атома, входящего в состав молекулы, умноженных на количество атомов в этой молекуле. Молекулярная масса представляет собой безразмерную физическую величину, численно равную молярной массе. То есть, молекулярная масса отличается от молярной массы размерностью. Несмотря на то, что молекулярная масса является безразмерной величиной, она все же имеет величину, называемую атомной единицей массы (а.е.м.) или дальтоном (Да), и приблизительно равную массе одного протона или нейтрона. Атомная единица массы также численно равна 1 г/моль.

Расчет молярной массы

Молярную массу рассчитывают так:

• определяют атомные массы элементов по таблице Менделеева;
• определяют количество атомов каждого элемента в формуле соединения;
• определяют молярную массу, складывая атомные массы входящих в соединение элементов, умноженные на их количество.

Например, рассчитаем молярную массу уксусной кислоты

Она состоит из:

• двух атомов углерода
• четырех атомов водорода
• двух атомов кислорода

• углерод C = 2 × 12,0107 г/моль = 24,0214 г/моль
• водород H = 4 × 1,00794 г/моль = 4,03176 г/моль
• кислород O = 2 × 15,9994 г/моль = 31,9988 г/моль
• молярная масса = 24,0214 + 4,03176 + 31,9988 = 60,05196 g/mol

Наш калькулятор выполняет именно такой расчет. Можно ввести в него формулу уксусной кислоты и проверить что получится.

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Оксид железа (III)

Гидроксид железа (II)

Соединения двухвалентного железа

Химические свойства

1) На воздухе железо легко окисляется в присутствии влаги (ржавление):

4Fe + 3O 2 + 6H 2 O ® 4Fe(OH) 3

Накалённая железная проволока горит в кислороде, образуя окалину - оксид железа (II,III):

3Fe + 2O 2 ® Fe 3 O 4

2) При высокой температуре (700–900°C) железо реагирует с парами воды:

3Fe + 4H 2 O – t ° ® Fe 3 O 4 + 4H 2 ­

3) Железо реагирует с неметаллами при нагревании:

Fe + S – t ° ® FeS

4) Железо легко растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах:

Fe + 2HCl ® FeCl 2 + H 2 ­

Fe + H 2 SO 4 (разб.) ® FeSO 4 + H 2 ­

В концентрированных кислотах–окислителях железо растворяется только при нагревании

2Fe + 6H 2 SO 4 (конц.) – t ° ® Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 ­ + 6H 2 O

Fe + 6HNO 3 (конц.) – t ° ® Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 ­ + 3H 2 O

(на холоде концентрированные азотная и серная кислоты пассивируют железо).

5) Железо вытесняет металлы, стоящие правее его в ряду напряжений из растворов их солей.

Fe + CuSO 4 ® FeSO 4 + Cu¯

Образуется при действии растворов щелочей на соли железа (II) без доступа воздуха:

FeCl + 2KOH ® 2KCl + Fе(OH) 2 ¯

Fe(OH) 2 - слабое основание, растворимо в сильных кислотах:

Fe(OH) 2 + H 2 SO 4 ® FeSO 4 + 2H 2 O

Fe(OH) 2 + 2H + ® Fe 2+ + 2H 2 O

При прокаливании Fe(OH) 2 без доступа воздуха образуется оксид железа (II) FeO:

Fe(OH) 2 – t ° ® FeO + H 2 O

В присутствии кислорода воздуха белый осадок Fe(OH) 2 , окисляясь, буреет – образуя гидроксид железа (III) Fe(OH) 3:

4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O ® 4Fe(OH) 3

Соединения железа (II) обладают восстановительными свойствами, они легко превращаются в соединения железа (III) под действием окислителей:

10FeSO 4 + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 ® 5Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 8H 2 O

6FeSO 4 + 2HNO 3 + 3H 2 SO 4 ® 3Fe 2 (SO 4) 3 + 2NO­ + 4H 2 O

Соединения железа склонны к комплексообразованию (координационное число=6):

FeCl 2 + 6NH 3 ® Cl 2

Fe(CN) 2 + 4KCN ® K 4 (жёлтая кровяная соль)

Качественная реакция на Fe 2+

При действии гексацианоферрата (III) калия K 3 (красной кровяной соли) на растворы солей двухвалентного железа образуется синий осадок (турнбулева синь):

3FeSO 4 + 2K 3 ® Fe 3 2 ¯ + 3K 2 SO 4

3Fe 2+ + 3SO 4 2- +6K + + 2 3- ® Fe 3 2 ¯ + 6K + + 3SO 4 2-

3Fe 2+ + 2 3- ® Fe 3 2 ¯

Соединения трёхвалентного железа

Образуется при сжигании сульфидов железа, например, при обжиге пирита:

4FeS 2 + 11O 2 ® 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 ­

или при прокаливании солей железа:

2FeSO 4 – t ° ® Fe 2 O 3 + SO 2 ­ + SO 3 ­

Fe 2 O 3 - основной оксид, в незначительной степени проявляющий амфотерные свойства

Fe 2 O 3 + 6HCl – t ° ® 2FeCl 3 + 3H 2 O

Fe 2 O 3 + 6H + – t ° ® 2Fe 3+ + 3H 2 O

Fe 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O – t ° ® 2Na

Fe 2 O 3 + 2OH - + 3H 2 O ® 2 -

Образуется при действии растворов щелочей на соли трёхвалентного железа: выпадает в виде красно–бурого осадка

Fe(NO 3) 3 + 3KOH ® Fe(OH) 3 ¯ + 3KNO 3

Fe 3+ + 3OH - ® Fe(OH) 3 ¯

Fe(OH) 3 – более слабое основание, чем гидроксид железа (II).

Это объясняется тем, что у Fe 2+ меньше заряд иона и больше его радиус, чем у Fe 3+ , а поэтому, Fe 2+ слабее удерживает гидроксид-ионы, т.е. Fe(OH) 2 более легко диссоциирует.

В связи с этим соли железа (II) гидролизуются незначительно, а соли железа (III) - очень сильно. Для лучшего усвоения материалов этого раздела рекомендуется просмотреть видеофрагмент (доступен только на CDROM). Гидролизом объясняется и цвет растворов солей Fe(III): несмотря на то, что ион Fe 3+ почти бесцветен, содержащие его растворы окрашены в жёлто-бурый цвет, что объясняется присутствием гидроксоионов железа или молекул Fe(OH) 3 , которые образуются благодаря гидролизу:

Fe 3+ + H 2 O « 2+ + H +

2+ + H 2 O « + + H +

H 2 O « Fe(OH) 3 + H +

При нагревании окраска темнеет, а при прибавлении кислот становится более светлой вследствие подавления гидролиза. Fe(OH) 3 обладает слабо выраженной амфотерностью: он растворяется в разбавленных кислотах и в концентрированных растворах щелочей:

Fe(OH) 3 + 3HCl ® FeCl 3 + 3H 2 O

Fe(OH) 3 + 3H + ® Fe 3+ + 3H 2 O

Fe(OH) 3 + NaOH ® Na

Fe(OH) 3 + OH - ® -

Соединения железа (III) - слабые окислители, реагируют с сильными восстановителями:

2Fe +3 Cl 3 + H 2 S -2 ® S 0 + 2Fe +2 Cl 2 + 2HCl

Качественные реакции на Fe 3+

1) При действии гексацианоферрата (II) калия K 4 (жёлтой кровяной соли) на растворы солей трёхвалентного железа образуется синий осадок (берлинская лазурь):

4FeCl 3 +3K 4 ® Fe 4 3 ¯ + 12KCl

4Fe 3+ + 12C l - + 12K + + 3 4- ® Fe 4 3 ¯ + 12K + + 12C l -

4Fe 3+ + 3 4- ® Fe 4 3 ¯

2) При добавлении к раствору, содержащему ионы Fe 3+ роданистого калия или аммония появляется интенсивная кроваво-красная окраска роданида железа(III):

FeCl 3 + 3NH 4 CNS « 3NH 4 Cl + Fe(CNS) 3

(при взаимодействии же с роданидами ионов Fe 2+ раствор остаётся практически бесцветным).

СургутскийГосударственный Университет

Кафедра химии

по теме:

Выполнил:

Бондаренко М.А.

Проверил:

Щербакова Л.П.

Сургут, 2000
Впериодической системе железо находится в четвертом периоде, в побочнойподгруппе VIII группы.

Химический знак – Fe (феррум). Порядковый номер –26, электронная формула 1s2 2s2 2p6 3d64s2 .

¯­ ­ ­ ­ ­ ­ 3d ­ 4p 4s Электронно-графическаяформула
¯­ ­ ­ ­ ­ 3d ¯­ 4p

Валентные электроны у атома железа находятся напоследнем электронном слое (4s2 ) и предпоследнем (3d6 ).В химических реакциях железо может отдавать эти электроны и проявлять степениокисления +2, +3 и, иногда, +6.

Нахождение в природе.

Железо является вторым пораспространенности металлом в природе (после алюминия). В свободном состояниижелезо встречается только в метеоритах, падающих на землю. Наиболее важныеприродные соединения:

Fe2O3· 3H2O – бурый железняк;

Fe2O3 – красный железняк;

Fe3O4(FeO· Fe2O3) – магнитныйжелезняк;

FeS2 - железный колчедан (пирит).

Соединения железа входят всостав живых организмов.

Получение железа.

В промышленности железо получаютвосстановлением его из железных руд углеродом (коксом) и оксидом углерода (II)в доменных печах. Химизм доменного процесса следующий:

3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4+ CO2,

Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2,

FeO + CO = Fe + CO2.

Физические свойства.

Железо – серебристо серыйметалл, обладает большой ковкостью, пластичностью и сильными магнитнымисвойствами. Плотность железа – 7,87 г/см3, температура плавления1539°С.

Химические свойства.

В реакциях железо являетсявосстановителем. Однако при обычной температуре оно не взаимодействует даже ссамыми активными окислителями (галогенами, кислородом, серой), но принагревании становится активным и реагирует с ними:

2Fe+ 3Cl2 = 2FeCl3 Хлорид железа (III)

3Fe+ 2O2 = Fe3O4(FeO · Fe2O3) Оксид железа (II,III)

Fe+ S = FeS Сульфид железа (II)

При очень высокой температурежелезо реагирует с углеродом, кремнием и фосфором:

3Fe + C = Fe3C Карбиджелеза (цементит)

3Fe + Si = Fe3Si Силициджелеза

3Fe + 2P = Fe3P2 Фосфиджелеза (II)

Железо реагирует сосложными веществами.

Во влажном воздухе железо быстроокисляется (корродирует):

4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3,

Fe(OH)3 = Fe

O– H + H2O

Ржавчина

Железо находится в серединеэлектрохимического ряда напряжений металлов, поэтому является металлом среднейактивности . Восстановительная способность у железа меньше, чем у щелочных,щелочноземельных металлов и у алюминия. Только при высокой температурераскаленное железо реагирует с водой:

3Fe + 4H2O = Fe3O4 +4H2­

Железо реагирует с разбавленнымисерной и соляной кислотами , вытесняя из кислот водород:

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2­

Fe + H2SO4 = FeSO4 +H2­

При обычной температуре железоне взаимодействует с концентрированной серной кислотой, так как пассивируетсяею. При нагревании концентрированная H2SO4 окисляетжелезо до сульфита железа (III):

2Fe + 6H2SO4 = Fe2(SO4)3+ 3SO2­ + 6H2O.

3FeSO4 + 2K3 = Fe32¯ + 3K2SO4.

При взаимодействии ионов 3- с катионами железа Fe2+ образуется темно-синий осадок – турнбулева синь:

3Fe2+ +23- = Fe32¯

Соединения железа (III)

Оксид железа (III) Fe2O3 – порошок бурого цвета, не растворяется в воде. Оксид железа (III) получают:

А) разложением гидроксида железа (III):

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

Б) окислением пирита (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

Оксид железа (III) проявляет амфотерные свойства:

А) взаимодействует с твердыми щелочами NaOH и KOH и с карбонатами натрия и калия при высокой температуре:

Fe2O3 + 2NaOH = 2NaFeO2 + H2O,

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

Fe2O3 + Na2CO3 = 2NaFeO2 + CO2.

Феррит натрия

Гидроксид железа (III) получают из солей железа (III) при взаимодействии их со щелочами:

FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3¯ + 3NaCl,

Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3¯.

Гидроксид железа (III) является более слабым основанием, чем Fe(OH)2, и проявляет амфотерные свойства (с преобладанием основных). При взаимодействии с разбавленными кислотами Fe(OH)3 легко образует соответствующие соли:

Fe(OH)3 + 3HCl « FeCl3 + H2O

2Fe(OH)3 + 3H2SO4 « Fe2(SO4)3 + 6H2O

Fe(OH)3 + 3H+ « Fe3+ + 3H2O

Реакции с концентрированными растворами щелочей протекают лишь при длительном нагревании. При этом получаются устойчивые гидрокомплексы с координационным числом 4 или 6:

Fe(OH)3 + NaOH = Na,

Fe(OH)3 + OH- = -,

Fe(OH)3 + 3NaOH = Na3,

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

Соединения со степенью окисления железа +3 проявляют окислительные свойства, так как под действием восстановителей Fe+3 превращается в Fe+2:

Fe+3 + 1e = Fe+2.

Так, например, хлорид железа (III) окисляет йодид калия до свободного йода:

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

Качественные реакции на катион железа (III)

А) Реактивом для обнаружения катиона Fe3+ является гексациано (II) феррат калия (желтая кровяная соль) K2.

При взаимодействии ионов 4- с ионами Fe3+ образуется темно-синий осадок – берлинская лазурь :

4FeCl3 + 3K4 « Fe43¯ +12KCl,

4Fe3+ + 34- = Fe43¯.

Б) Катионы Fe3+ легко обнаруживаются с помощью роданида аммония (NH4CNS). В результате взаимодействия ионов CNS-1 с катионами железа (III) Fe3+ образуется малодиссоциирующий роданид железа (III) кроваво-красного цвета:

FeCl3 + 3NH4CNS « Fe(CNS)3 + 3NH4Cl,

Fe3+ + 3CNS1- « Fe(CNS)3.

Применение и биологическая роль железа и его соединений.

Важнейшие сплавы железа – чугуны и стали – являются основными конструкционными материалами практически во всех отраслях современного производства.

Хлорид железа (III) FeCl3 применяется для очистки воды. В органическом синтезе FeCl3 применяется как катализатор. Нитрат железа Fe(NO3)3 · 9H2O используют при окраске тканей.

Железо является одним из важнейших микроэлементов в организме человека и животных (в организме взрослого человека содержится в виде соединений около 4 г Fe). Оно входит в состав гемоглобина, миоглобина, различных ферментов и других сложных железобелковых комплексов, которые находятся в печени и селезенке. Железо стимулирует функцию кроветворных органов.

Список использованной литературы:

1. «Химия. Пособие репетитор». Ростов-на-Дону. «Феникс». 1997 год.

2. «Справочник для поступающих в вузы». Москва. «Высшая школа», 1995 год.

3. Э.Т. Оганесян. «Руководство по химии поступающим в вузы». Москва. 1994 год.

Получение

Алюмотермия: 3MnO 2 + 4Al = 2Al 2 O 3 + 3Mn

Химические свойства

Металл средней активности. На воздухе покрывается тонкой плёнкой оксидов. Реагирует с неметаллами, например, с серой:

Растворяется в кислотах: Mn + 2HCl = MnCl 2 + H 2 (При этом образуются соединения двухвалентного марганца).

Соединения Mn(II)

Оксид марганца (II) MnO получается восстановлением природного пиролюзита MnO 2 водородом: MnO 2 + H 2 ╝ MnO + H 2 O

Гидроксид марганца (II) Mn(OH) 2 - светло-розовое нерастворимое в воде основание: MnSO 4 + 2NaOH = Mn(OH) 2  + Na 2 SO 4 , Mn 2+ + 2OH - = Mn(OH) 2

Легко растворимо в кислотах:

Mn(OH) 2 + 2HCl = MnCl 2 + 2H 2 O Mn(OH) 2 + 2H + = Mn 2+ + 2H 2 O

На воздухе Mn(OH) 2 быстро темнеет в результате окисления:

2Mn(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O ╝ 2

При действии сильных окислителей наблюдается переход Mn 2+ в MnO 4 - :

2Mn(OH) 2 + 5Br 2 + 12NaOH═ кат. CuSO 4 ═ 2NaMnO 4 + 10NaBr + 8H 2 O

2Mn(NO 3) 2 + 5PbO 2 + 6HNO 3 = 2HMnO 4 + 5Pb(NO 3) 2 + 2H 2 O

2Mn(NO 3) 2 + 5NaBiO 3 + 16HNO 3 = 2HMnO 4 + 5NaNO 2 + 5Bi(NO 3) 3 + 7H 2 O

Оксид марганца (IV) MnO 2 - тёмно-коричневый порошок, нерастворимый в воде. Образуется при термическом разложении нитрата марганца (II):

Mn(NO 3) 2 ═ MnO 2 + 2NO 2 ╜

При сильном нагревании теряет кислород, превращаясь в Mn 2 O 3 (при 600C) или Mn 3 O 4 (при 1000C).

Сильный окислитель:

MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

При сплавлении с содой и селитрой образует манганат натрия тёмно - зелёного цвета:

MnO 2 + Na 2 CO 3 + NaNO 3 ═ Na 2 MnO 4 + NaNO 2 + CO 2 ╜

Манганаты также могут быть получены при восстановлении перманганатов в щелочной среде:

Na 2 SO 3 + 2KMn +7 O 4 + 2KOH ╝ Na 2 SO 4 + 2K 2 Mn +6 O 4 + H 2 O

Гидролиз манганатов протекает по схеме:

3K 2 MnO 4 + 2H 2 O = 2KMnO 4 + MnO 2 + 4KOH

3MnO 4 2- + 2H 2 O = 2MnO 4 - + MnO 2 + 4OH -

За способность обратимо менять окраску манганат калия называют "минеральным хамелеоном".

Оксид марганца (VII) Mn 2 O 7 - тёмно-зелёная жидкость, кислотный оксид. Получают действием концентрированной cерной кислоты на кристаллический KMnO 4 (марганцевая кислота HMnO 4 ═ нестабильна):

2KMnO 4 + H 2 SO 4 = Mn 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O(взрывается от нагревания и соприкосновения, неустойчив)

При растворении в щелочах образует перманганаты:

Mn 2 O 7 + 2KOH = 2KMnO 4 + H 2 O

Перманганат калия KMn +7 O 4 -тёмно-фиолетовое кристаллическое вещество, растворимое в воде. При нагревании разлагается с выделением кислорода:

2KMnO 4 ═K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

Сильный окислитель, причём восстанавливается в кислой среде до Mn 2+ , в нейтральной до Mn +4 O 2 , а в щелочной до Mn +6 O 4 2

KMn +7 O 4 = (H2SO4разб) MnSO4

Манганаты

Марганцевая кислота неустойчива, в водном растворе диспропорционирует

3 H2MnO4 = 2 HMnO4 + Mn02 + 2H2O

Билет 22: Получение металлов подгруппы железа

Восстановлением из оксидов углём или оксидом углерода (II)

FeO + C = Fe + CO

Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2

NiO + C = Ni + CO

Co 2 O 3 + 3C = 2Co + 3CO

Fe железо

d- элемент VIII группы; порядковый номер 26; атомная масса 56; (26p 1 1 ; 30 n 0 1), 26

Металл средней активности, восстановитель. Основные степени окисления - +2, +3

Железо и его соединения

Химические свойства

1) На воздухе железо легко окисляется в присутствии влаги (ржавление):

4Fe + 3O 2 + 6H 2 O = 4Fe(OH) 3

Накалённая железная проволока горит в кислороде, образуя окалину - оксид железа (II,III):

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4

2) При высокой температуре (700-900╟C) железо реагирует с парами воды:

3Fe + 4H 2 O═ t ═ Fe 3 O 4 + 4H 2 ╜

3) Железо реагирует с неметаллами при нагревании:

Fe + S═ t ═ FeS

4) Железо легко растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах:

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 ╜

Fe + H 2 SO 4 (разб.) = FeSO 4 + H 2 ╜

В концентрированных кислотах-окислителях железо растворяется только при нагревании

2Fe + 6H 2 SO 4 (конц.)═ t ═ Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 ╜ + 6H 2 O

Fe + 6HNO 3 (конц.)═ t ═ Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 ╜ + 3H 2 O

(на холоде концентрированные азотная и серная кислоты пассивируют железо).

5) Железо вытесняет металлы, стоящие правее его в ряду напряжений из растворов их солей.

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu¯

Соединения двухвалентного железа

Гидроксид железа (II)

Образуется при действии растворов щелочей на соли железа (II) без доступа воздуха:

FeCl + 2KOH = 2KCl + Fе(OH) 2 ¯

Fe(OH) 2 - слабое основание, растворимо в сильных кислотах:

Fe(OH) 2 + H 2 SO 4 = FeSO 4 + 2H 2 O

Fe(OH) 2 + 2H + ═ Fe 2+ + 2H 2 O

При прокаливании Fe(OH) 2 без доступа воздуха образуется оксид железа (II) FeO:

Fe(OH) 2 ═ t ═ FeO + H 2 O

В присутствии кислорода воздуха белый осадок Fe(OH) 2 , окисляясь, буреет образуя гидроксид железа (III) Fe(OH) 3:

4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH) 3

Соединения железа (II) обладают восстановительными свойствами, они легко превращаются в соединения железа (III) под действием окислителей:

10FeSO 4 + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 = 5Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 8H 2 O

6FeSO 4 + 2HNO 3 + 3H 2 SO 4 = 3Fe 2 (SO 4) 3 + 2NO╜ + 4H 2 O

Соединения железа склонны к комплексообразованию (координационное число=6):

FeCl 2 + 6NH 3 = Cl 2

Fe(CN) 2 + 4KCN = K 4 = Fe 3 2 ¯ + 3K 2 SO 4

3Fe 2+ + 3SO 4 2- +6K + + 2 3- = Fe 3 2 ¯ + 6K + + 3SO 4 2-

3Fe 2+ + 2 3- = Fe 3 2 ¯

Соединения трёхвалентного железа

Оксид железа (III)

Образуется при сжигании сульфидов железа, например, при обжиге пирита:

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 ╜

или при прокаливании солей железа:

2FeSO 4 ═ t ═ Fe 2 O 3 + SO 2 ╜ + SO 3 ╜

Fe 2 O 3 - основной оксид, в незначительной степени проявляющий амфотерные свойства

Fe 2 O 3 + 6HCl═ t ═ 2FeCl 3 + 3H 2 O

Fe 2 O 3 + 6H + ═ t ═ 2Fe 3+ + 3H 2 O

Fe 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O═ t ═ 2Na

Fe 2 O 3 + 2OH - + 3H 2 O = 2 -

Гидроксид железа (III)

Образуется при действии растворов щелочей на соли трёхвалентного железа: выпадает в виде красно-бурого осадка

Fe(NO 3) 3 + 3KOH = Fe(OH) 3 ¯ + 3KNO 3

Fe 3+ + 3OH - = Fe(OH) 3 ¯

Fe(OH) 3 более слабое основание, чем гидрооксид железа (II).

Это объясняется тем, что у Fe 2+ меньше заряд иона и больше его радиус, чем у Fe 3+ , а поэтому, Fe 2+ слабее удерживает гидроксид-ионы, т.е. Fe(OH) 2 более легко диссоциирует.

В связи с этим соли железа (II) гидролизуются незначительно, а соли железа (III) - очень сильно. Гидролизом объясняется и цвет растворов солей Fe(III): несмотря на то, что ион Fe 3+ почти бесцветен, содержащие его растворы окрашены в жёлто-бурый цвет, что объясняется присутствием гидроксоионов железа или молекул Fe(OH) 3 , которые образуются благодаря гидролизу:

Fe 3+ + H 2 O = 2+ + H +

2+ + H 2 O = + + H +

H 2 O = Fe(OH) 3 + H +

При нагревании окраска темнеет, а при прибавлении кислот становится более светлой вследствие подавления гидролиза. Fe(OH) 3 обладает слабо выраженной амфотерностью: он растворяется в разбавленных кислотах и в концентрированных растворах щелочей:

Fe(OH) 3 + 3HCl = FeCl 3 + 3H 2 O

Fe(OH) 3 + 3H + = Fe 3+ + 3H 2 O

Fe(OH) 3 + NaOH = Na

Fe(OH) 3 + OH - = -

Соединения железа (III) - слабые окислители, реагируют с сильными восстановителями:

2Fe +3 Cl 3 + H 2 S -2 = S 0 + 2Fe +2 Cl 2 + 2HCl

Качественные реакции на Fe 3+

1) При действии гексацианоферрата (II) калия K 4 (жёлтой кровяной соли) на растворы солей трёхвалентного железа образуется синий осадок (берлинская лазурь):

4FeCl 3 +3K 4 = Fe 4 3 ¯ + 12KCl

4Fe 3+ + 12C l - + 12K + + 3 4- ╝═ Fe 4 3 ¯ + 12K + + 12C l -

4Fe 3+ + 3 4- = Fe 4 3 ¯

2) При добавлении к раствору, содержащему ионы Fe 3+ роданистого калия или аммония появляется интенсивная кроваво-красная окраска роданида железа(III):

FeCl 3 + 3NH 4 CNS = 3NH 4 Cl + Fe(CNS) 3

(при взаимодействии же с роданидами ионов Fe 2+ раствор остаётся практически бесцветным).