Гидролиз гидроксида железа 3 ионное уравнение (7 видео)

Гидроксид железа (III)

Содержание

Гидроксид железа (III)
Способы получения
Химические свойства
Гидролиз хлорида железа (III)
Первая стадия (ступень) гидролиза
Вторая стадия (ступень) гидролиза
Третья стадия (ступень) гидролиза
Среда и pH раствора хлорида железа (III)
Как образуются и каково строение коллоидных частиц
Золь гидроксида железа
Формула и строение мицеллы карбоната кальция
Строение мицеллы фосфата меди
📽️ Видео

Гидроксид железа (III)

Способы получения

1. Гидроксид железа (III) можно получить действием раствора аммиака на соли железа (III).

Например , хлорид железа (III) реагирует с водным раствором аммиака с образованием гидроксида железа (III) и хлорида аммония:

2. Окислением гидроксида железа (II) кислородом или пероксидом водорода:

3. Гидроксид железа (III) можно получить действием щелочи на раствор соли железа (III).

Например , хлорид железа (III) реагирует с раствором гидроксида калия с образованием гидроксида железа (III) и хлорида калия:

FeCl₃ + 3KOH → Fe(OH)₃↓ + 3KCl

Видеоопыт получения гидроксида железа (III) взаимодействием хлорида железа (III) и гидроксида калия можно посмотреть здесь.

4. Также гидроксид железа (III) образуется при взаимодействии растворимых солей железа (III) с растворами карбонатов и сульфитов . Карбонаты и сульфиты железа (III) необратимо гидролизуются в водном растворе.

Например: бромид железа (III) реагирует с карбонатом натрия. При этом выпадает осадок гидроксида железа (III), выделяется углекислый газ и образуется бромид натрия:

Но есть исключение ! Взаимодействие солей железа (III) с сульфитами в ЕГЭ по химии — окислительно-восстановительная реакция. Соединения железа (III) окисляют сульфиты, а также сульфиды и иодиды.

Взаимодействие хлорида железа (III) с сульфитом, например, калия — очень интересная реакция. Во-первых, в некоторых источниках указывается, что в ней таки может протекать необратимый гидролиз. Но для ЕГЭ лучше считать, что при этом протекает ОВР. Во-вторых, ОВР можно записать в разных видах:

Также допустима такая запись:

Химические свойства

1. Гидроксид железа (III) проявляет слабовыраженные амфотерные свойства, с преобладанием основных. Как основание, гидроксид железа (III) реагирует с растворимыми кислотами .

Например , гидроксид железа (III) взаимодействует с азотной кислотой с образованием нитрата железа (III):

2. Гидроксид железа (III) взаимодействует с кислотными оксидами сильных кислот .

Например , гидроксид железа (III) взаимодействует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата железа (III):

3. Гидроксид железа (III) взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). При этом в расплаве образуются соли—ферриты, а в растворе реакция практически не идет. При этом гидроксид железа (III) проявляет кислотные свойства.

Например , гидроксид железа (III) взаимодействует с гидроксидом калия в расплаве с образованием феррита калия и воды:

4. Г идроксид железа (III) разлагается при нагревании :

Видеоопыт взаимодействия гидроксида железа (III) с соляной кислотой можно посмотреть здесь.

Видео:Получение гидроксида железа (III) и взаимодействие его с кислотамиСкачать

Гидролиз хлорида железа (III)

FeCl₃ — соль образованная слабым основанием и сильной кислотой, поэтому реакция гидролиза протекает по катиону.

Видео:РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА, ИОННОЕ УРАВНЕНИЕ - Урок Химия 9 класс / Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Первая стадия (ступень) гидролиза

Молекулярное уравнение
FeCl₃ + HOH ⇄ FeOHCl₂ + HCl

Полное ионное уравнение
Fe 3+ + 3Cl — + HOH ⇄ FeOH 2+ + 2Cl — + H + + Cl —

Сокращенное (краткое) ионное уравнение
Fe 3+ + HOH ⇄ FeOH 2+ + H +

Видео:Опыты по химии. Получение гидроксида железа (III) и изучение его свойствСкачать

Вторая стадия (ступень) гидролиза

Молекулярное уравнение
FeOHCl₂ + HOH ⇄ Fe(OH)₂Cl + HCl

Полное ионное уравнение
FeOH 2+ + 2Cl — + HOH ⇄ Fe(OH)₂ + + Cl — + H + + Cl —

Сокращенное (краткое) ионное уравнение
FeOH 2+ + HOH ⇄ Fe(OH)₂ + + H +

Видео:Реакции ионного обмена. 9 класс.Скачать

Третья стадия (ступень) гидролиза

Молекулярное уравнение
Fe(OH)₂Cl + HOH ⇄ Fe(OH)₃ + HCl

Полное ионное уравнение
Fe(OH)₂ + + Cl — + HOH ⇄ Fe(OH)₃ + H + + Cl —

Сокращенное (краткое) ионное уравнение
Fe(OH)₂ + + HOH ⇄ Fe(OH)₃ + H +

Видео:Гидролиз солей. 9 класс.Скачать

Среда и pH раствора хлорида железа (III)

В результате гидролиза образовались ионы водорода (H + ), поэтому раствор имеет кислую среду (pH

Видео:ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ ХИМИЯ 8 класс // Подготовка к ЕГЭ по Химии - INTENSIVСкачать

Как образуются и каково строение коллоидных частиц

Видео:Ионные уравнения реакций. Как составлять полные и сокращенные уравненияСкачать

Золь гидроксида железа

Задача 136.
Почему золь гидроксида железа, полученный при гидролизе FeCl₃, имеет вид прозрачного плотного чая, а этот же золь, полученный пептизацией, значительно светлее и немного каламутный?
Решение:
1. Получение золя гидроксида железа (III) при гидролизе

Золь гидроксида трехвалентного железа получают гидролизом хлорида железа(III). Гидролиз соли FeCl3 происходит по стадиям, причем скорость и степень гидролиза возрастают при повышении температуры и увеличении разведения:

Так как на каждой ступени гидролиза выделяется HCl, то равновесие на последней стадии сдвинуто влево, т.е. гидролиз не протекает до конца и в системе присутствуют как Fe(OH)₃, так и Fe(OH)₂Cl. Дигидрохлорид железа (III) при нагревании подвергается дегидратации:

Образующаяся соль FeOCl играет роль стабилизатора.
Уравнение реакции в общем виде:

Так как на каждой ступени гидролиза выделяется HCl, то равновесие на последней стадии сдвинуто влево, т.е. гидролиз не протекает до конца и в
системе присутствуют как Fe(OH)₃, так и Fe(OH)₂Cl. Дигидрохлорид железа(III) при нагревании подвергается дегидратации:

Образующаяся соль FeOCl играет роль стабилизатора.
Элементарная частица золя называется мицеллой.
В результате гидролиза FeCl₃ образуется красно-коричневый золь гидроксида железа(III). Строение мицеллы полученного золя можно изобразить следующим образом:

<m[Fe(OH)₃]·nFeO + · (n-x)Cl – > x+ · xCl – , где

m[Fe(OH)₃] — агрегат; [Fe(OH)₃]m · nFeO + — ядро; <m[Fe(OH)₃]·nFeO + · (n-x)Cl – > x+ – коллоидная частица (гранула); nFeO + · (n-x)Cl – — адсорбционный слой;
xCl – — диффузный слой; FeO + — противоион; (n-x)Cl – противоионы адсорбционного слоя; xCl – — противоионы диффузного слоя.

2. Получение гидрозоля гидроксида железа (III) методом пептизации

Сначала приготовливается осадок гидроксида железа (III) по реакции FeCl₃ и концентрированного раствора NH₄OH. При этом образуется осадок гидроксида железа по уравнению:

Полученный осадок Fe(OH)₃ отмывают от хлорида аммония и избытка аммиака дистиллированной водой. К промытому осадку приливают примерно 100 мл дистиллированной воды.
Далее к взмученному в дистиллированной воде осадку Fe(OH)₃, в качестве пептизатора, вливают 2%-ный раствор FeCl₃. Содержимое тщательно перемешивают и нагревают. При этом осадок Fe(OH)₃ переходит в раствор, образуя высокодисперсный золь гидроксида железа.
Пептизатором осадка служит оксихлорид железа, образующийся в результате реакции:

Молекулы FeOCl в растворе диссоциируют на ионы FeO + и Cl – . Ионы FeO + , адсорбируясь на частицах Fe(OH₃), сообщают им положительный заряд. Получается вишнево-красный золь Fe(OH)₃. Нужно иметь, что гидролиз насыщенного раствора FeCl₃ практически не идет.
Схема строения мицеллы образующегося гидрозоля гидроксида железа такая же, как и при гидролизе соли FeCl₃:

<m[Fe(OH)₃]·nFeO + · (n-x)Cl – > x+ · xCl –

Таким образом, золь гидроксида железа, полученный при гидролизе FeCl₃, имеет вид прозрачного плотного чая (красно-коричневый), а тот же золь, но олученный пептизацией, значительно светлее (вишнево-красный) и немного каламутный. Это объясняется тем, что гидролизный золь, за счет присутствия в растворе примесей от гидролиза соли FeCl₃ имеет более окрашенный коллоидный раствор, а тот же золь, но полученный методом пептизации, коллоидный раствор содержит меньше примесей за счет отсутствия гидролиза соли FeCl₃.

1. химизм получения золя методом гидролиза:

Уравнение реакции в общем виде:

2. Метод пептизации:

Схема строения мицеллы образующегося гидрозоля гидроксида железа такая же, как и при гидролизе соли FeCl₃ и при пептизации:

Формула и строение мицеллы карбоната кальция

Задача 137.
Какова формула и схема строения мицеллы, полученной при действии избытка Na₂CO₃ на CaCl₂?
Решение:
Составление формулы мицеллы, полученной при взаимодействии хлорида кальция с избытком карбоната натрия:

mCaCO₃ -зародыш(агрегат) — нерастворимое вещество, образовавееся в ходе реакции, где

m-коэффициент, указывающий число частиц вещества.

CaCl₂-противоион(ПИ)
Диссоциация вещества, взятого в избытке:

n CO₃ 2– — потенциалопределяющие ионы, адсорбирующие на зародыше. Они составляют агрегат мицеллы [mCaCO₃]·n CO₃ 2– .
Часть противоионов адсорбируется непосредственно на ядре и оставляет адсорбиционный слой противоионов, его обозначают в данном случае
2(n-x)Na +
Ядро с с адсорбиционным слоем противоионов составляет гранулу мицеллы — <[mCaCO3]·n CO₃ 2– · 2(n-x)Na + >.
Гранула имеет заряд, знак которого определяется знаком заряда потенциалопределяющих ионов, в данном случае «2х-» —
[mCaCO₃]·n CO₃ 2– · 2(n-x)Na₊> 2х– .
Заряд гранулы нейтрализуется противоионами диффузного слоя, число которых составляет 2хNa + .

Схема строения мицеллы золя CacO₃, полученного в избытке Na₂CO₃

Катионы Са 2+ будут связаны в агломерат (зародыш) и никак не могут быть противоионами для гранулы.
А вот катионов натрия Na + в растворе «море».
Поэтому мицелла будет иметь вид:

[mCaCO₃]·n CO₃ 2– · 2(n-x)Na + > 2х– · xNa +

Строение мицеллы фосфата меди

Задача 138.
Составить из ядра формулу, а потом из формулы мицеллу. Ядро — Cu₃(PО₄)₂.
Решение:
Получение гидрозоля Cu₃(PО₄)₂ возможно при реакции:

Такое ядро могут иметь 3 разных мицеллы.

Рассмотрим случай, если в избытке Na₃PO₄, значит, в качестве потенциалопределяющих ионов, т.е. ионов, входящих в его состав и находящиеся в растворе в избытке, выступают PO₄ 3– .

Далее, к ядру притягиваются противоположно заряженные ионы – противоионы, которые компенсируют заряд твердой фазы и образуют адсорбционный слой. Противоионами будут служить, ионы, содержащиеся в растворе, но не входящие в состав агрегата – Na + .
Формула мицеллы золя будет выглядеть следующим образом:

Из чего следует:
m[Cu₃(PO₄)₂] — ядро мицеллы;
m[Cu₃(PO₄)₂]·nPO₄ 3– — агрегат (плюс потенциалопределяющие ионы);
<m[Cu₃(PO₄)₂]·nPO₄ 3– · 3(n-x)Na + ] 3x– — гранула.
3(n-x)Na + — адбсорбционный слой ионов;
3xNa + — диффузионный слой ионов.