§ 50. Найважнейшыя злучэнні жалеза

Аксіды і гідраксіды жалеза(II, III)

Аксід і гідраксід жалеза ў ступені акіслення +2 валодаюць асноўнымі ўласцівасцямі — яны ўзаемадзейнічаюць з кіслотамі:

З іншага боку, злучэнні жалеза(II) удзельнічаюць у акісляльна-аднаўленчых рэакцыях, праяўляючы, як правіла, аднаўленчыя ўласцівасці. Без акіслення злучэнні Fe(II) могуць захоўвацца толькі ў інертным асяроддзі. На паветры пад дзеяннем кіслароду або ў водным растворы пад дзеяннем акісляльнікаў, напрыклад О₂, H₂О₂, жалеза ў гідраксідзе жалеза(II) акісляецца да ступені акіслення +3. Пры гэтым афарбоўка суспензіі гідраксіду жалеза(II) змяняецца ад белай з шэра-зялёным адценнем да бурай (мал. 118, а, б, Дадатак 3):

У той жа час жалеза ў аксідзе FeO (мал. 118, в) аднаўляецца ў рэакцыях з вадародам, вугляродам, чадным газам, больш актыўнымі металамі:

.

Гідраксід жалеза(II) атрымліваюць дзеяннем раствору шчолачы на солі, напрыклад:

,

а аксід можна атрымаць раскладаннем гідраксіду:

.

Аксід жалеза(II, III) Fe₃O₄ — магнетыт — крышталічнае рэчыва, у якім жалеза знаходзіцца ў дзвюх ступенях акіслення +2 і +3, або , валодае магнітнымі ўласцівасцямі.

Пры яго ўзаемадзеянні з кіслотамі ўтвараюцца дзве солі:

.

Аксід і гідраксід жалеза(III). Аксід і гідраксід жалеза ў ступені акіслення +3 нерастваральныя ў вадзе і валодаюць слаба выяўленымі амфатэрнымі ўласцівасцямі (мал. 118, б, г). Яны лёгка ўзаемадзейнічаюць з кіслотамі і кіслотнымі аксідамі, праяўляючы асноўныя ўласцівасці:

,

а са шчолачамі і асноўнымі аксідамі рэагуюць толькі пры спяканні, утвараючы ферыты:

Гідраксід жалеза(III) атрымліваюць з раствораў солей асаджэннем растворам шчолачы:

.

Fe₂О₃ ўтвараецца пры тэрмічным раскладанні Fe(OH)₃:

.

Солі жалеза(II, III)

Солі жалеза(II) бясколерныя, але з-за прымесей солей жалеза(III) афарбаваны ў зялёны колер. Пры захоўванні яны набываюць рыжаватае адценне з прычыны частковага акіслення атамаў жалеза кіслародам паветра да ступені акіслення +3. Такім чынам, солі жалеза(II) валодаюць аднаўленчымі ўласцівасцямі. Напрыклад:

4FeCl₂ + O₂ + 2H₂O = 4FeOHCl₂.

Рэакцыю аднаўлення іонаў серабра жалезам(II) у растворы выкарыстоўвалі ў першых фатаграфічных працэсах для праяўкі здымкаў:

AgNO₃ + FeCl₂ + HCl = Ag↓ + FeCl₃ + HNO₃.

Злучэнні жалеза ў ступені акіслення +3 здольныя праяўляць акісляльныя ўласцівасці за кошт аднаўлення Fe(III) да Fe(II), напрыклад, пры ўзаемадзеянні ў растворах з меддзю:

2FeCl₃ + Сu = 2FeCl₂ + СuСl₂.

Якасныя рэакцыі на іоны жалеза(II) і жалеза(III)

Солі жалеза можна адрозніць па афарбоўцы. У адрозненне ад злучэнняў жалеза(II) у злучэнняў жалеза(III) цёмна-бурая афарбоўка (мал. 118, д, е), якую надаюць прымесі асноўных солей. У адсутнасці гэтых прымесей падкісленыя растворы солей жалеза(III) маюць саламяна-жоўты колер.

У якасці рэагентаў на іоны Fe²⁺ і Fe³⁺ прасцей за ўсё выкарыстоўваць раствор шчолачы. Пры наяўнасці іонаў Fe²⁺ ўтворыцца белы асадак з шэра-зялёным адценнем (мал. 118, а). Пры наяўнасці ў растворы іонаў Fe³⁺ выпадзе буры асадак (мал. 118, б):

Fe²⁺ + 2ОН^– = Fe(ОН)₂↓;
Fe³⁺ + 3ОН^– = Fe(ОН)₃↓.

Для іонаў Fe³⁺ найбольш адчувальным рэагентам з’яўляюцца раданід-іоны CNS^–. ўтвараецца рэчыва крывава-чырвонага колеру:

Fe³⁺ + 3NCS^– = Fe(NCS)₃ (Дадатак 3).

Гэтым рэагентам (напрыклад, у выглядзе солі KNCS) можна выявіць нават сляды злучэнняў жалеза(III) у вадаправоднай вадзе.

Біялагічная роля жалеза

Жалеза — жыццёва неабходны для раслін элемент, які ўдзельнічае ў працэсе фотасінтэзу. Жалеза адыгрывае важную ролю ў ферментатыўных рэакцыях, у забеспячэнні імунных функцый, уваходзіць у састаў гемаглабіну — пераносчыка кіслароду ад органаў дыхання да тканак.

У арганізме чалавека змяшчаецца 3–5 г жалеза. Недахоп жалеза ў арганізме з’яўляецца адной з прычын узнікнення анеміі, зніжэння інтэлекту і парушэння нервова-псіхічных функцый.

У арганізм жалеза паступае з ежай. Найбольш багатыя на жалеза прадукты жывёльнага паходжання (напрыклад, ялавічная пячонка, мяса, рыба), дзе яно знаходзіцца ў лёгка засваяльнай форме. Менш засваяльнае жалеза змяшчаецца ў раслінных прадуктах: гарбузе, аўсяных крупах, какаве, гароху, інжыры, разынках.

Пытанні, заданні, задачы

1. З пераліку — FeSO₄, FeO, Fe(OН)₂, Fe₂O₃, FePO₄, Fe(NO₃)₃, Fe(OН)₃, Fe₂(SO₄)₃ — выпішыце формулы:

• а) аксідаў жалеза;
• б) солей жалеза(III).

Назавіце рэчывы, адлюстраваныя формуламі.

2. Складзіце формулы солей: нітрат жалеза(II), карбанат жалеза(II), сульфат жалеза(II), нітрат жалеза(III), хларыд жалеза(III), сульфат жалеза(III).

3. Вызначце масавую долю жалеза ў жалезным купарвасе FeSO₄ · 7H₂O.

4. Складзіце ўраўненні рэакцый аднаўлення аксіду FeO да металу вадародам, вугляродам, чадным газам, больш актыўнымі металамі.

5. Разлічыце аб’ём (н. у.) хлору, выдаткаваны на акісленне 0,3 моль хларыду жалеза(II).

6. Дадзены рэчывы: саляная кіслата, гідраксід калію, аксід калію, вада, аксід серы(VI). З якім з іх можа ўзаемадзейнічаць:

• а) аксід жалеза(II);
• б) аксід жалеза(III);
• в) гідраксід жалеза(II);
• г) гідраксід жалеза(III)?

Складзіце ўраўненні адпаведных рэакцый, пакажыце ўмовы іх правядзення.

7. Прапануйце спосаб ператварэння аксіду жалеза(II) і аксіду жалеза(III) у адпаведныя гідраксіды. Патлумачце ўраўненнямі рэакцый.

8. У чатыры прабіркі з растворамі сульфатаў магнію, калію, жалеза(II), жалеза(III) дадалі раствор гідраксіду натрыю. Пры гэтым назіралі выпадзенне асадкаў: у адной прабірцы — зялёнага, у другой — белага, у трэцяй — бурага, у чацвёртай нічога не адбывалася. Назавіце назвы зыходных рэчываў у кожнай прабірцы. Патлумачце ўраўненнямі рэакцый у малекулярнай і скарочанай іоннай формах.

9. Для восеньскай апрацоўкі вінаграднай лазы ад шкоднікаў садоўнік падрыхтаваў раствор з 5 літраў вады і 250 г жалезнага купарвасу. Вызначце масавую долю сульфату жалеза(II) у гэтым растворы.

10. Складзіце ўраўненні рэакцый паводле схемы:

• а)  ;
• б)  .

§ 50.1

§ 50.2

§ 50.3

*Самакантроль

1. Толькі асноўнымі ўласцівасцямі валодаюць:

• а) FeO;
• б) Fe₂O₃;
• в) Fe(OH)₂;
• г) Fe(OH)₃.

2. Акісляецца кіслародам паветра і пераксідам вадароду:

• а) Fe(OH)₃;
• б) Fe(OH)₂;
• в) Fe₂O₃;
• г) FeСl₃.

3. Ферыты ўтвараюцца ў рэакцыях:

• а) FeO + HCl →;
• б) Fe(OH)₃ + KOH_(цв) ;
• в) ВаО + Fe₂O₃ ;
• г) FeСl_3(р-р) + KOH_(р-р) →.

4. Здзяйсняльныя працэсы:

• а) Hg(NO₃)₂ + Fe →;
• б) FeCl₃ + Cu →;
• в) CuCl₂ + Fe →;
• г) Fe(OH)₃ .

5. Зялёны, буры і белы асадкі адпаведна выпадаюць пры дадаванні раствору шчолачы да раствораў:

• а) FeСl₃, FeSO₄, CuSO₄;
• б) Са(NO₃)₂, Fe(NO₃)₃, Mg(NO₃)₂;
• в) FeСl₂, FeСl₃, MgCl₂;
• г) FeSO₄, Fe(NO₃)₂, СаСl₂.