Химия - Фролов В.В.
Скачать (прямая ссылка):
различной устойчивостью, и это широко используется в технике, так как на окислительной способности Ы13+ основано действие щелочных аккумуляторов. Гидроксид №(ОН)2 окисляется как электрическим током на аноде, так и свободными галогенами:
2ЫЦОН),, + С12 + 2КОН-+2КС1 + 2ЫЦ0Н)3
Взаимодействие й-металлов семейства железа с кислотами, щелочами и водой. С водой Ре, Со. и N1 реагируют только при высоких температурах, разлагая ее по уравнению
ЗРе + 4Н20^Ре304 ¦+- 4НИ
Освобождающийся водород может частично растворяться в железе, делая его более хрупким. Кобальт и никель ведут себя аналогично. В кислотах все металлы растворяются с выделением водорода:
Ме" + 2Н+->Ме2+ + Н2|
В окисляющих кислотах (НгЮ3, концентрированная Н2804) железо образует ионы Ре3+:
Ре + 4ЬШ03~>Ре(Ы03)3 + N01 4- 2Н20
Соли железа растворимы в воде, кроме Ре(Р04) и Ре3(Р04)2, а также солей сероводорода — сульфидов.
Помимо обычных солей с?-металлы семейства железа образуют многочисленные комплексные соли, для которых характерным является координационное число /( = 6.~ Особо прочные комплексные соли образует железо с ионами С1ч~~ в качестве лигандов. «Желтая» и «красная кровяная соль», как раньше называли комплексные соединения железа — гексациаиоферраты, уже давно использовались в машиностроении для химико-термической обработки стальных поверхностей — цианирование.
Соли железа (II). Главными солями железа (II) являются галиды и сульфаты — РеЭО^- 7НоО или смешанный сульфат — соль Мора Ре804- (ЫН4)2304- 4НаО. Последняя соль наиболее устойчива, так как в водных растворах ион Ре2+ легко окисляется в Ре3+:
2Ре-+ + Н202 4- 2Н+ ^2Ре:!+ + 2Н20 4Ре-+ + О, + 4Н+ -^4Ре3+ + 2Н20
соединения железа (II) образуются при- избытке Ре504 + 2K.CN-* Ре(СЫ)2 + Кг5Л4
Комплексные ионов СЫ~:
370
Fe (С N), + 4 К С N ~> К., [ Fe (С N) е ]
гекеацианофер-рат (II) калия (желтая кропя-шля соль)
ИЛИ
Fea+ + 6CN"-»- [Fe(CN)„]¦'-
Полученный комплексный ион очень устойчив и обладает диамагнитными свойствами. Его константа нестойкости 1 • 10~24. Он входит в состав многих комплексных солей, а с ионом Fe3+ образует соединение, окрашенное в яркий синий цвет:
4Fe:i+ + 3 [ Fe,(CN) ?] 1"" Fe4 [ Fe (CN) ?] 3
гекеацпаноферрат ¦(II) железа (III)
Это соединение используется как краска — берлинская лазурь, а реакция служит для обнаружения Fe3+ даже при ничтожных его концентрациях в растворе.
Соли железа (III). Соли железа (III) весьма гигроскопичны и подвержены гидролизу: FeCl3, FeCl3-6H20, Fe2(S04)3, Fe2(S04)3-9H20. Наиболее употребительной солью является хлорид железа (III). Ион Fe3"1" является довольно сильным окислителем, переходя в ион Fe2"1":
2Fe;H + 2r-*2Fe2+ + V, 2IV' 1 + Cu0~+2Fe-'+ + Cu2+
(последняя реакция используется при травлении меди и ее сплавов). С ионом CN~~ ион Fe3+ также образует комплексы с координационным числом /( = 6:
Fe3+ + 6CN- [Fe(CN) e] :i~
гексаиманоферрат (III) ной (парамагнитный)
Соль K3[Fe(CN)6] — гексациано(Ш)-феррат калия (красная кровяная соль), содержащая Fe3+ в комплексном ионе, является слабым окислителем:
Ag°+ [Fe(CN)e]a--*Ag++ [Fe (CN) fi]"-
(применяется при ослаблении негативов в фотографии). С ионом Fev ион [Fe(CN)6]3~ также образует соль, окрашенную в интенсивный синий цвет, — турибулева синь:
3Fe2+ + 2[Fe(CN)e]a-->Fe3[Fe(CN)eb ,
гекеацпаноферрат (III) железа (II)
Характерной реакцией на ион Fe3"1" является реакция с роданидом аммония NH4CNS:
Fe3+ + 3CNS--»-Fe(CNS)3
роданид железа (III)
Fe(CNS)3 обладает интенсивной красной окраской.
371
Соли кобальта (II) и (III) так же, как и ионы железа, легко образуют комплексные соли с координационным числом /(==6 с ли-гандами С1~; 1МН3; Н20; СМ8~. Так, например, соль СоС13-6Н2С может рассматриваться как комплексная соль (раствор):
[Со(Н2оу:,+ + ЗС1~ или [Со(Н,0)4С12] 1 + С1
В присутствии аммиака состав комплексного иона может быть еще более сложным, так как полярные молекулы также могут быть лигандами. При асимметричном расположении лигандов во внутренней сфере возникает стереоизомерия комплексных ионов.
Устойчивы только те соли N1, в которых он проявляет степень окисления -)-2. Ионы Г\П2+ окрашивают водные растворы в зеленый цвет (Ы1804, N1С12 и т. д.). Комплексные соединения никеля с аммиаком (/(=6) окрашивают раствор в темно-синий цвет:
№304 + 2Ш4ОН—,№(ОН)2| + (ЫН4)2504 № (ОН)а + 61ЧН3 • Н20 — [№ (ЫН3)в]а++ 20Н" + 6Н20
Действуя на этот раствор реактивом Чугаева (диметилглиоксим), можно количественно осадить №2+ в виде розового осадка — ни-кельдиметилглиоксима:
сн3—с—N—он
2 | + ИКОН),
снч—с=к—он
СН,—С=1Ч—О.....НО—N=0—СН3
\ ^
^ \
СН,—С=Г4—ОН.....О—N=0—01-1,
+ 2Н,0
В молекуле никельдиметилглиоксима кроме обычных связей содержатся донорно-акцепторные связи '(->-) и водородные (•••)•
В машиностроительной технологии широко используется комплексное соединение К4[М1(СЫ)б], из которого хорошо осаждается никель электролизом — никелирование. Никель из раствора можно восстановить каким-либо восстановителем и без электролиза, так как активность его очень невелика.
