Соединения железа
Для соединений железа наиболее устойчивы степени окисления +2 и +3. Устойчивы соединения рутения(IV) и осмия(VIII).
Оксид железа(II) - черный диамагнитный порошок. В воде нерастворим, проявляет основные свойства:
FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O
При нагревании на воздухе окисляется, сильными восстановителями (СО, Н2) восстанавливается до металлического железа:
+ CO + O2
Fe ¾ FeO ¾® Fe2O3
Гидроксид железа(II) - белое аморфное вещество, получаемое при действии щелочей на водные растворы солей железа(II). На воздухе быстро окисляется:
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
Fe(OH)2 - слабое основание с доминированием основных свойств.
Соли железа(II). Большинство из солей хорошо растворимы в воде и слабо гидролизованы, окрашены в бледно-зеленый цвет, в водных растворах легко окисляются кислородом воздуха:
2Fe2+ + O2 + 4H+ = 2Fe3+ + 2H2O
Качественной реакцией на катион Fe2+ является образование синего осадка (турнбулева синь) при действии гексацианоферрата(III) калия (красной кровяной соли):
Fe2+ + K3[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6]¯ + 2K+
Хлорид железа(II) применяется при лечении анемии. Желтая кровяная соль - K4[Fe(CN)6] - применяется в аналитической химии и при приготовлении красителей. Сульфат железа(II) применяется для борьбы с вредителями растений.
Оксид железа(III) - красный порошок, нерастворимый в воде, амфотерный оксид со слабым проявлением кислотных свойств. Гидроксид железа(III) - красно-коричневое аморфное вещество, выделяющееся при действии щелочей на водные растворы солей железа(III). Проявляет свойства амфотерного гидроксида:
Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O
Fe(OH)3 + 3KOH = K3[Fe(OH)6]
Катион Fe3+ образует соли с анионами многих кислот. В водных растворах соли железа окрашены в желто-коричневый цвет и сильно гидролизованы. По этой причине соли железа(III) и слабых кислот нельзя получить в водных растворах:
FeCl3 + 3KCN + 3H2O = Fe(OH)3 + 3KCl + 3HCN
Качественными реакциями на соли железа(III) являются реакция с гексацианоферратом(II) калия (желтая кровяная соль) или тиоцианатом (роданидом) калия:
Fe3+ + K4[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6]¯ + 3K+
темно-синий осадок
Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3
кроваво-красный раствор
В отличие от солей железа(II), соли железа(III) проявляют свойства слабого окислителя и окисляют анионы некоторых кислот-восстановителей:
2FeCl3 + 6KI = 2FeI2 + I2 + 6KCl
FeCl3×6H2O применяется при лечении анемии, обладает кровоостанавливающим действием. Fe2(SO4)×9H2O используют как коагулятор при очистке воды.
Соединения железа(VI) представлены производными аниона FeO42-, которые получаются окислением оксида железа(III) в щелочной среде:
Fe2O3 + 3KNO3 + 4KOH = 2K2FeO4 + 3KNO2 + 2H2O
Тетраоксоферраты(VI) - сильные окислители, в растворах быстро разлагаются с выделением кислорода:
4K2FeO4 + 10H2O = 4Fe(OH)3 + 8KOH + 3O2
Железо играет важную роль в жизнедеятельности животных и человека. Входит в состав гемоглобина и миоглобина, а также некоторых ферментов. Наряду с серой входит в состав ферредоксинов - переносчиков электронов в биохимических процессах.