химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

окраской ионов Fe2+ (бесцветный), Со2+ (красноватый) и Ni2+ (желтый), а зависят также от природы аниона.

Наиболее практически важной из рассматриваемых солей является FeSOi*7HaO — так называемый железный купорос. Его большие бледно-зеленые кристаллы при хранении на воздухе частично выветриваются, причем двухвалентное железо постепенно окисляется до трехвалентного:

4FeS04 + 02 + 2Н20 = 4Fe(OH)S04

Подобное отношение к кислороду воздуха характерно и для большинства других солей закиси железа, тогда как соли двухвалентных кобальта и никеля под действием кислорода не изменяются.

Важными производными двухвалентного железа являются некоторые соли комплексной железистосинеродистой кислоты — Ht[Fe(CN)e]. Наиболее обычен из них хорошо растворимый в воде желтый ферроцианид калия — Ki [Fe (CN) в] («желтая кровяная соль»).'87-213

При переходе по ряду Fe — Со — Ni трехвалентное состояние элементов становится для них все менее характерным. Производные Fe2* и Fe3* приблизительно одинаково многочисленны как среди простых, так и среди комплексных соединений. Для Со3* известно много очень прочных комплексов, но лишь очень немного малоустойчивых простых солей. Наконец, для Ni3* известны только единичные комплексные производные, тогда как простые его соли получить не удается.214'814

Из окисей рассматриваемых элементов (общего типа Э203) в обычных условиях устойчива только Fe203. Буро-красный порошок окиси железа может быть получен обезвоживанием ее гидрата. В воде Fe203 нерастворима. Некоторые ее природные разновидности используются как минеральные краски (под техническими названиями «охра», «мумия» и др.).21в> 2,8

В отличие от окислов Э203 их гидраты Э(ОН)3 могут быть получены для всех трех элементов. Черный Ni(OH)3 образуется при обработке Ni(OH)2 в щелочной среде такими сильными окислителями, как свободный бром:

2Ni(OH)2 -f 2NaOH + Br2 = 2Ni(OH)3 + 2NaBr

Окисление гидрата закиси Кобальта до коричнево-бурого Со(ОН)3 медленно идет уже под действием кислорода воздуха:

4Со(ОН)2 + 02 + 2Н20 = 4Со(ОН)з

При взаимодействии обеих гидроокисей с кислотами происходит не образование солей Э3*, а восстановление Со и Ni до двухвалентного состояния, сопровождающееся (в отсутствие способных окисляться веществ) выделением свободного кислорода.

Водная окись железа часто образует природные месторождения лимонита («бурого железняка»). Минерал этот обычно приближается по составу к формуле FeO(OH) (иначе, Fe203-H20) и содержит, таким образом, меньше воды, чем то соответствует нормальному гидрату окиси [Fe(OH)3, т. е. Fe203-3H20]. Последний может быть получен в виде аморфного красно-коричневого осадка осаждением щелочами растворов солей трехвалентного железа.

В воде гидрат окиси железа практически нерастворим (но легко образует коллоидные растворы). Разбавленные кислоты быстро растворяют свежеосажденный Fe(OH)3, причем в результате реакции получаются соответствующие соли трехвалентного железа. Гидрат окиси железа имеет, таким образом, основной характер. Наряду с этим он проявляет и слабые признаки кислотных свойств, так как заметно растворяется в горячих концентрированных растворах сильных щелочей (но не аммиака).219-224

Соли окиси железа могут быть получены окислением соответствующих солей закиси Fe. Большинство из них хорошо растворимо в воде. Так как основные свойства Fe(OH)3 выражены весьма слабо, соли трехвалентного железа в растворах подвергаются далеко идущему гидролизу. Образующиеся при этом основные соли придают растворам производных Fe3+ характерную для них желто-коричневую окраску. Последняя не отвечает, таким образом, собственной окраске иона Fe*", который (равно как и безводный ион Fe**") сам по себе бесцветен. При добавлении избытка кислоты гидролиз ослабляется и окраска растворов бледнеет.225

Наибольшее значение из рассматриваемых солей имеет хлорное железо, обычно продающееся в виде желтого кристаллогидрата Fe03-6H20. Получают его обработкой хлором раствора Fe в НС1, а применяется оно главным образом при производстве органических красителей. Так как FeCl3 вызывает быстрое свертывание белковых веществ, его раствором иногда пользуются для остановки кровотечений при мелких порезах.

С соответствующими солями щелочных металлов и аммония соли трехвалентного железа часто образуют двойные соединения, примером которых могут служить железные квасцы общей формулы М [Fe(S04)2]- 12Н20. Особенно характерно комплексообразованне для солей многих слабых кислот. Например, от HCN производится комплексная железосинеродистая кислота — Н3 [Fe(CN) в], из солей которой наиболее обычен хорошо растворимый в воде феррицианид

ДГ

калия — K3[Fe(CN)el («красная кровяная соль»). Легко образуются также растворимые в воде комплексные соединения трехвалентного железа и многих органических веществ. На этом основано, в частности, применение лимонной кислоты для удаления с материи пятен ог ржавчины.

В безводном состоянии соли Fe3+ способны присоединять аммиак, однако водой подобные аммиачные комплексы полностью гидролизуют-ся. Напротив, аммиакаты трехвалентного кобальта отличаются большой устойчивостью, и желтый комплексный катион [CotNHsJeP" образует хорошо кристаллизующиеся соли с рядом анионов, простые соли которых для Со3* неизвестны. Замещение в нем аммиака на другие нейтральные молекулы или кислотные остатки ведет к образованию множества разнообразных комплексных соединений трехвалентного ко-.бальта, большинство которых устойчиво и в твердом состоянии, и в растворе. Примером продукта полного замещения аммиака [Со(ЫНз)б)3* на кислотные остатки может служить комплексный анион [Co(NOj)ej3~, дающий с одновалентными катионами (кроме Li+ и Na+) малорастворимые в воде кристаллические осадки состава М3 [Co(N02)6]. Образование желтой соли калия используется для его открытия, я*-2™

Из производных других валентностей рассматриваемых элементов наиболее интересны соединения шестивалентного железа. При окислении бромом взвеси Fe(OH)3 в горячем крепком растворе КОН по реакции

2Fe(OH)3 + ЮКОН -f 3Br2 = 2K2Fe04 + 6КВг + 8Н20

образуется темно-красная калийная соль железной кислоты (H2Fe04). Ее обменным разложением с BaCJ2 может быть получен фиолетово-красный осадок малорастворимого железнокислого бария, отвечающий составу BaFe04-H20. Значительно труднее выделить легкорастворимые ф е р р а т ы щелочных металлов. 28°-281

Свободная железная кислота и отвечающий ей ангидрид — трех-окись железа (FeOa) — не получены. При подкислении растворов же-лезнокислых солей происходит выделение кислорода, причем железо восстанавливается до трехвалентного. Все ферраты являются очень сильными окислителями. Например, аммиак окисляется ими До свободного азота:

2K2Fe04 + 2NH4OH = 2Fe(OH)3 + N2 + 4KOH

Из рассмотренного выше вытекает, что почти все простые соединения Со и Ni являются производными двухвалентных элементов. Напротив, для железа двух- и трехвалентное состояния приблизительно одинаково характерны. Поэтому следует вкратце рассмотреть условия, при которых одно из них переходит в другое. Так как окисление или восстановление соответствующих соединений в твердом виде может идти лишь с поверхности, т. е. крайне медленно, ниже предполагается, что они находятся в растворах.

Окисление производных двухвалентного железа протекает уже под действием кислорода воздуха. Большое значение для скорости процесса имеет реакция среды: чем выше концентрация водородных ионов, тем медленнее идет окисление. Поэтому, например, подкисленный серной кислотой раствор FeS04 сохраняется без изменения долгое время, тогда как образующийся в щелочной среде осадок Fe(OH)2 настолько быстро окисляется, что в присутствии воздуха вообще не может быть получен чистым. Таким образом, соединения двухвалентного железа являются восстановителями, более активными в щелочной среде, чем в

f 1. Семейство железа

325

кислой. Однако и в последней они могут быть легко окислены до соответствующих производных Fe3* действием таких сильных окислителей, как Cl2, KMnOi и др. В частности, реакцией по схеме

6Fe" + MnO; + 8Н* = 5Fe"* + Мп

страница 135
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280

Скачать книгу "Основы общей химии. Том 2" (12.92Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ninebot one e аксесуары
melodia фурнитура италия
http://www.prokatmedia.ru/plazma.html
вентиляционная установка климат 042

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(28.07.2017)