Когда железо проявляет степень окисления 3. Соединения железа (III)

Задачи урока:

Образовательная: познакомить учащихся с природными соединениями железа, рассмотреть важнейшие соединения железа (+2) и (+3), их свойства, ознакомить с качественными реакциями на ионы железа (+2) и (+3), показать народнохозяйственное значение соединений железа;

Развивающая: развитие речи, памяти, логического мышления, умений совместной деятельности; развитие и закрепление умений и навыков работать с лабораторным оборудованием;

Воспитательная: формирование мировоззрения, навыков сотрудничества, преемственности знаний, осуществление межпредметных связей, воспитание экологической грамотности, разумного отношения к природе (слайд 2).

Оборудование и реактивы:

образцы природных соединений железа (магнитный железняк, красный железняк, бурый железняк, железный колчедан); растворы хлорида железа (II) и (III), растворы красной кровяной соли и жёлтой кровяной соли, раствор роданида калия, раствор щёлочи; соли: железный купорос, хлорид железа (III), сульфат железа (III), необходимая химическая посуда.

Тип урока: комбинированный.

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Актуализация знаний.

1 вариант

1) Fe + H 2 SO 4р-р =

3) Fe + AgNO 3 =

2 вариант

Закончите уравнения реакций. Уравнение №2 рассмотрите с точки зрения ОВР.

3 вариант

Закончите уравнения реакций. Уравнение №2 рассмотрите с точки зрения ОВР.

3) Fe + Cu(NO 3) 2 =

III. Изучение нового материала.

Нахождение железа в природе

Железо (5%) – второй по распространённости металл в земной коре, а в природе занимает 4 место. В природе встречается в виде оксидов и сульфидов:

Fe 3 O 4 – магнитный железняк (магнетит);

Fe 2 O 3 – красный железняк (гематит);

(Врач и алхимик Теофаст Парацельс много путешествовал и в 1530г из России привёз в свою лабораторию в г. Базеле кусок вишнёво – красного минерала – “кровавика”. Минерал действительно оставлял “кровавый” след – красную черту на пергаменте или белом камне. Помощник Парацельса, невежественный монах, решил, что минерал из России – застывшая кровь дьявола. Готовя составные части лекарств прокаливанием солей, полученных из “русского минерала”, монах всякий раз получал порошок красного цвета. Сиреневые кристаллы сульфата и нитрата железа (III), жёлтый хлорид железа (III) или почти белый карбонат железа (II) – все они при нагревании в токе воздуха превращались в “кровавик”. Бросив работу, монах стал повсюду рассказывать, что Парацельс связан с дьяволом. В адрес знаменитого врача посыпались угрозы, и ночью ему пришлось тайно покинуть Базель. Утром толпа горожан разгромила и сожгла его дом).

“Кровавик” - это минерал гематит Fe 2 O 3 . Соли железа при прокаливании разлагаются с выделением этого оксида красного цвета.)

2Fe 2 O 3 *3H 2 O – бурый железняк (лимонит);

FeS 2 – железный колчедан (пирит).

Помимо железа в состав этих минералов входят другие элементы. Природное химически чистое железо бывает только метеоритного происхождения (самый большой метеорит найден в 1920 г. в Юго – Западной Африке, вес 60 т., “Гоба”) (демонстрация коллекции минералов) (Cлайд 3).

Железо образует несколько рядов соединений, чтобы узнать какие мы должны с вами вспомнить, какова особенность строения атома железа и какие степени окисления характерны для железа?

Fe +26 2е, 8е, 14е, 2е

(Fe – элемент 7 группы побочной подгруппы, 4 периода (большой). Заполняется не последний, а предпоследний, 3-й от ядра энергетический уровень, где максимальное число электронов 18, у железа здесь 14 электронов. Железо восстановитель, как и другие металлы, однако в отличие от ранее изученных металлов, атомы железа при окислении отдают не только электроны последнего уровня, приобретая степень окисления +2, но способны к отдаче 1 электрона с предпоследнего энергетического уровня, принимая при этом степень окисления +3. Для железа характерны две основные степени окисления +2 и +3).

Проявляя степени окисления +2 и +3 железо образует 2 ряда соединений.

Соединения железа (+2).

Соединения железа (+2): FeO (оксид железа(II) и Fe(OH) 2 (гидроксид железа(II). Имеют ярко выраженный основный характер. Получают их косвенно. Рассмотрим генетический ряд Fe +2:

Соединения железа (+3).

Соединения железа (+3): Fe 2 О 3 (оксид железа(III)) и Fe(OH) 3 (гидроксид железа(III)). Имеют слабо выраженные амфотерные свойства. Получают их косвенно. Рассмотрим генетический ряд Fe +3:


Катионы железа (+2) легко окисляются кислородом воздуха или другими окислителями до катионов железа (+3). Поэтому белый осадок Fe(OH) 2 (гидроксид железа(II) на воздухе сначала приобретает зелёную окраску, а затем становится бурым, превращаясь в Fe(OH) 3 (гидроксид железа(III) (демонстрационный опыт

)

Соли железа (+2) и (+3).

Железо образует 2 ряда солей Fe +2 и Fe +3 . Для распознавания соединений железа (+2) и (+3) проводят качественные реакции на данные ионы (качественные реакции – это реакции с помощью которых распознают различные вещества, они сопровождаются ярким внешним эффектом).

Качественные реакции на Fe +2 .

Реактивом служит красная кровяная соль.

Качественные реакции на Fe +3.

Реактивом служит жёлтая кровяная соль.

Также для обнаружения ионов железа(III) используют взаимодействие солей железа(III) с роданидом калия или аммония, в результате чего раствор приобретает интенсивно-красное окрашивание.

Техника безопасности: необходимо брать вещества в количествах указанных учителем; при попадании данных химических реактивов на кожу или одежду необходимо смыть реактивы избытком воды; если что-нибудь попало в глаза – промыть водой в течение 10-15 минут.

(просмотр диска; демонстрация образцов солей; опыты учащихся) (Cлайд 4, 5).

Применение соединений железа

Железо выполняет функции кроветворных органов, входит в состав гемоглобина, других сложных белковых животных организмов. В виде чугуна и стали железо находит широкое применение в народном хозяйстве. Из солей железа наибольшее техническое значение имеют сульфаты и хлориды.

FeSO 4 *7H 2 O – железный купорос используется для борьбы с вредителями растений, для приготовления минеральных красок и т.д.;

FeCl 3 – используется как протрава при крашении тканей и в качестве катализатора в органическом синтезе;

Fe 2 (SO 4) 3 *9H 2 O – применяют для очистки воды, в виде квасцов в медицине.

(просмотр диска; демонстрация образцов солей)

На уроке мы с вами рассмотрели соединения железа (+2) и (+3). Познакомились с нахождением железа в природе: минералы магнетит, гематит, лимонит, пирит. Изучили соединения железа (+2) (FeO (оксид железа(II) и Fe(OH) 2 (гидроксид железа(II) и их свойства; соединения железа (+3) (Fe 2 О 3 (оксид железа(III) и Fe(OH) 3 (гидроксид железа(III), их свойства. Рассмотрели лёгкость окисления Fe +2 в Fe +3 кислородом воздуха. Узнали, что железо образует 2 ряда соединений:

Fe +2: реактивом служит красная кровяная соль, образуется тёмно-синий осадок (турнбулева синь);

Fe +3: реактивом служит

1) жёлтая кровяная соль, образуется тёмно-синее окрашивание (берлинская лазурь);

2) роданид калия или аммония, образуется интенсивно-красное окрашивание.

Рассмотрели применение соединений железа: в металлургии, медицине, при очистке воды, при окраске тканей, для борьбы с вредителями и в других отраслях народного хозяйства.

V. Закрепление.

Задача. Какая масса железа может быть получена при действии на 96 г оксида железа(III) избытка оксида углерода(II), если выход реакции составляет 80% от теоретически возможного? (Cлайд 6)


VI. Рефлексия.

Закончите предложения или дайте ответ на поставленный вопрос.

Мне больше всего понравилось…

Сегодня я узнал…

Было сложно…

Было интересно…

Теперь я могу…

Я попробовал…

Домашнее задание: учебник Габриелян О. С. п.14 (стр. 65-67); упр. 5,6 письменно (Cлайд 7).

Полнотекстовый поиск:

Где искать:

везде
только в названии
только в тексте

Выводить:

описание
слова в тексте
только заголовок

Главная > Курсовая работа >Химия


Уникальная информативность мессбауэровской спектроскопии, относительная простота эксперимента и разработанные теоретические основы обусловили широкое применение мессбауэровской спектроскопии в физике и химии твердого тела, ядерной физике, геологии и археологии, аналитической химии, химической технологии.

1.3 Комплексные соединения железа в растворе

Железо, будучи переходным элементом, является типичным комплексообразователем. Железо образует устойчивые КС, находясь в валентном состоянии Fe (III) и Fe (II). Комплексообразование стабилизирует соединения малоустойчивой для железа степени окисления +2.

Железо образует достаточно большое количество комплексных соединений. Наиболее характерным для железа (II) и железа (III) является координационное число (КЧ) = 6 (реже 4 и 5). Способность к комплексообразованию более характерна для железа в С/О = +3. Рассмотрим некоторые комплексы железа и методы их получения.


1.3.1 Гексацианоферраты(II, III)

Для железа (II) очень устойчивы цианидные комплексы (цианоферраты (II)). Наиболее известным из них является гексацианоферрат (II) калия - желтая кровяная соль.

Желтая кровяная соль (гексацианоферрат (II) калия - K 4 ) известна с середины XVIII века. Первоначально ее получали сплавлением отходов скотобоен (например, крови животных, копыт, кож и т. п.) с поташем (К 2 СO 3 ) и железными обрезками. После остывания расплава и выщелачивания его водой получали желтую кровяную соль.

Сейчас гексацианоферрат (II) калия получают, действуя избытком KCN на соли двухвалентного железа:

FeCl 2 + 6KCN = K 4 + 2KC1.

При добавлении к раствору солей трехвалентного железа раствора желтой кровяной соли образуется темно-синий осадок, называемый берлинской или npyccкой лазурью :

4FeCl 3 + 3K 4 = Fe III 4 3 + 12KCl.

Фото. 2. Берлинская лазурь

3+ .

Если на желтую кровяную соль подействовать окислителем (хлором, перманганатом калия), то получается комплексная соль трехвалентного железа гексацианоферрат (III) калия - K 3 , которая окрашена в красный цвет и называется красной кровяной солью.

2K 4 + С1 2 = 2K 3 + 2KC1.

Фото. 1. Красная кровяная соль.

Красная кровяная соль (комплекс 3- ), менее устойчива, чем желтая (комплекс 4- ), и поэтому очень ядовита.


Рис. 5. Энергетическая диаграмма 4- (метод МО).

При взаимодействии растворов солей двухвалентного железа с красной кровяной солью образуется темно-синий осадок, называемый турнбулевой синью:

3FeCl 2 + 4K 3 = Fe III 4 3 + 6KC1 + 6KCN.

Это - качественная реакция на соли Fe 2+ .

Ранее считалось, что при этом образуется гексацианоферрат (III) железа (II), то есть Fe II 3 2 , именно такую формулу предлагали для «турнбулевой сини». Теперь благодаря исследованиям по методу мессбауэровской спектроскопии известно, что турнбулева синь и берлинская лазурь - одно и то же вещество, а в процессе реакции происходит переход электронов от ионов Fe 2+ к гексацианоферрат (III)- иону :

Fe 2+ + 3- → Fe 3+ + 4- .

Этот процесс происходит практически мгновенно, а обратную реакцию можно осуществить лишь в вакууме при 300 0 С . Этот факт объясняется, по-видимому, тем, что комплекс 4- более устойчив, чем 3- .

Турнбулева синь и берлинская лазурь плохо растворимы в воде, что затрудняет их использование в виде красок. Для повышения растворимости гексацианоферратов вводят ионы калия вплоть до состава KFe (последнее соединение называется растворимой берлинской лазурью). По мере увеличения содержания ионов калия цвет соединений меняется от темно- до светло-синего.

Схема структуры растворимой «берлинской лазури» – «турнбулевой сини» (кристаллогидрат вида KFe III ·H 2 O) приведена на рисунке 6 .

Рис. 6. Кристаллическая решетка «берлинской лазури»

Из неё видно, что атомы Fe 2+ и Fe 3+ располагаются в кристаллической решётке однотипно, однако по отношению к цианидным группам они неравноценны, преобладает тенденция к размещению Fe 2+ между атомами углерода, Fe 3+ - между атомами азота, ионы К + и молекулы H 2 O располагаются в пустотах кристаллической решетки.

Хотя состав, структура и кристаллические решетки берлинской лазури и турнбулевой сини идентичны, различные исторические названия продолжают сохраняться, отражая химию ионов железа в различных степенях окисления.


1.3.2 Дитиосульфатоферрат (III)

Это комплексное соединения образуется при взаимодействии железа 3+ с тиосульфатом натрия. Комплексное соединение окрашено в интенсивный фиолетовый цвет .

FeCl 3 + 2 Na 2 S 2 O 3 → 3 NaCl + Na

2Na →FeS 2 O 3 + FeS 4 O 6 +Na 2 S 2 O 3


1.3.3 Дифосфатоферрат

В кислой среде фосфаты и фосфорная кислота с ионами железа образуют бесцветные комплексы 3- :

FeCl 3 + H 3 PO 4 + K 3 PO 4 → K 3 + 3HCl


1.3.4 Катион гексаамминжелеза (II)

Катион 2+ малоустойчив и водой мгновенно разлагается :

2+ + 6H 2 O = Fe(OH) 2 ↓ + 4NH 3 ∙H 2 O + 2NH 4 +

1.3.5 Комплексы с другими лигандами

К числу высокоспиновых комплексов Fe 2+ , образованных монодентантными лигандами, относятся акваионы 2+ , КС с галогенид-ионами, например, K 2 , в структуре которого зафиксированы конденсированные октаэдры .

Железо (II) в КС с полидентантными лигандами неустойчиво, так как быстро окисляется кислородом воздуха и водой, переходя в более термодинамически стабильные КС железа (III) .


1.3.6 Триоксалатоферраты (III, II) калия

Триоксалатоферрат (III) калия получают при взаимодействии сульфата железа (III), оксалата бария, и оксалата калия в водном растворе:

Fe 2 (SO 4 ) 3 + Ba 2 (C 2 O 4 ) 2 + 4K 2 C 2 O 4 = 2K 3 + 2BaSO 4 + K 2 SO 4

Под действием света с длиной волны меньше 490 нм Fe(III) количественно восстанавливается до Fe(II) за счет окисления части ионов C 2 O 4 2- до CO 2 :

2K 3 = 2K 2 + K 2 C 2 O 4 + 2CO 2

Образующийся при этом оксалатный комплекс железа (II) хорошо растворим в воде, и выделяется из раствора в виде кристаллогидрата K 2 ∙6H 2 O золотисто-желтого цвета.

Фото. 3. Триоксалатоферрат (II) калия


1.3.7 Хелаты

Термин хелат (англ. chelate от греческого «клешня») принят для обозначения циклических структур, которые образуются в результате присоединения катиона к двум или более донорным атомам, принадлежащим одной молекуле комплексона. В соответствии с термином хелат эти соединения следует представлять в виде какого-то краба, который своими полидентатными клешнями прочно захватывает ион металла, и чем больше клешней, тем прочнее захват. Как буквальный перевод слова chelate в литературе до сравнительно недавнего времени для обозначения комплексных соединений с циклическими структурами использовался термин "клешневидные соединения" .

Замыкание циклов при образовании хелатных соединений является важным фактором, обусловливающим высокую устойчивость комплексонатов. Комплексные соединения, содержащие циклические группировки, отличаются более высокой прочностью, чем соединения, не содержащие циклов, а наибольшей устойчивостью обладают комплексы с пяти- и шестичленными циклами.

Хелатные комплексы наиболее характерны для комплексонов. Термин «комплексоны» предложен в 1945 году профессором Цюрихского университета Г. Шварценбахом (1904 - 1978) для органических лигандов группы полиаминополикарбоновых кислот .

Наиболее часто используемым комплексоном является этилендиаминтетраацетат (ЭДТА, трилон-Б).


Комплекс железа с ЭДТА ( - ) относится к числу низкоспиновых. В нем лиганд ЭДТА 4- , как обычно, гексадентантен. Однако, КЧ иона Fe 3+ равно 7, поскольку, кроме четырех атомов кислорода и двух атомов азота, ЭДТА 4- во внутреннюю сферу КС входит атом кислорода внутрисферной гидратной воды:

Образование хелатных структур характерно не только для комплексонов, но для других органических соединений. Например, очень устойчивы КС железа с бета-дикетонами. Простейший из бета-дикетонов железа – трисацетилацетонат Fe(AcAc) 3 .

При нагревании сублимируется без разложения. В его молекуле имеются 3 шестичленных хелатных цикла. Несмотря на принадлежность к высокоспиновым соединениям, трисацетилацетонат железа (III) ведет себя как соединение с молекулярной структурой: ионная составляющая связи Fe III – лиганд экранируется углеводородными радикалами лиганда, в результате чего для соединения характерно слабое «органоподобное» межмолекулярное взаимодействие. Это объясняет его способность растворяться в малополярных растворителях и легко сублимироваться (150 0 С).

В качестве неофициальных реакций наиболее чувствительным реактивом на железо (II) является спиртовой раствор диметилглиоксима, который образует с железа (II) ионом комплексное хелатное соединение красного цвета, нерастворимое в растворе аммиака :


1.3.7. Нитропруссид натрия.

Производное гексацианоферрата (III) железа, называемое нитропруссидом натрия Na 2 ∙2H 2 O (кристаллы темно-красного цвета), можно получить, например, по реакции :

Na 3 + NO = Na 2 + NaCN

Таблица 3. Характеристика комплексных соединений железа.

Название

Валентность железа

Спиновое состояние

Схема расщепления d-орбиталей

Тетрафтороферрат (II)

Нитропруссид

Гексаакважелезо (II)

Комплекс с

диметилглиоксимом (ДМГ)

Гексаамминжелезо (II)

гексацианоферрат(II)

гексацианоферрат(III)

Дитиосульфатоферрат (III)

Дифосфатоферрат (III)

Триоксалатоферрат (III)

Комплекс с ЭДТА

2. Практическая часть


2.1 Синтезы комплексов


2.1.1 Синтез триоксалатоферрата (III) калия

Вначале необходимо приготовить оксалат бария, для чего к раствору 1,5 г оксалата натрия в 40 мл воды прилить раствор 2,5 г дигидрата хлорида бария в 6 мл воды. Выпавшие кристаллы отфильтровать на воронке Бюхнера и промыть несколько раз холодной водой .

Для получения триоксалатоферрата (III) калия в стакан емкостью 50-100 мл поместить 1,25 г сульфата железа (III), полученный оксалат бария, 1,5 г оксалата калия и 30 мл воды. Нагревать смесь в течение нескольких часов на водяной бане, поддерживая постоянный объем. После отделения осадка сульфата бария упарить фильтрат до объема 5 мл и охладить. Кристаллы триоксалатоферрата (III) калия отфильтровать, промыть небольшим количеством воды, а затем спиртом и высушить в вакуум-эксикаторе над серной кислотой. Препарат следует защищать от солнечного света, сушку лучше производить в темном месте.


2.1.2 Синтез хелатного комплекса

Приготовить раствор 4 г FeCl 3 в 3,5 мл воды и раствор 9,3 г ЭДТА в 30 мл воды. Нагревать смесь в течение нескольких часов на плитке, затем дать остыть. Выпавшие кристаллы отфильтровать и высушить.


2.1.3 Выращивание кристалла берлинской лазури

При выращивании кристаллов необходимо учитывать, что если кристаллизация идет очень медленно, получается один большой кристалл если быстро - множество мелких кристаллов. Вещества, состоящие из одного кристалла, - монокристаллы.

Выращивают кристаллы разными способами: например, охлаждая насыщенный раствор. С понижением температуры растворимость большинства веществ уменьшается, и они, как говорят, выпадают в осадок. Сначала в растворе и на стенках сосуда появляются крошечные кристаллы-зародыши, а затем идет кристаллизация по всему объему раствора. Когда охлаждение медленное, а в растворе нет твердых примесей (скажем, пыли), зародышей образуется немного, и постепенно они превращаются в красивые кристаллы правильной формы .

Приготовить горячие насыщенные растворы FeCl 3 и желтой кровяной соли. Растворы смешать в химическом стакане, выпавший осадок отфильтровать на воронке Бюхнера и поместить в чистую фильтровальную бумагу для получения затравки. Через неделю выбрать самый большой кристалл для затравки, обвязать его лавсановой нитью и поместить в маточный раствор. Через 14 дней были получены более крупные кристаллы.


2.1.4 Выращивание кристалла турнбулевой сини

Приготовить горячие насыщенные растворы FeSO 4 и красной кровяной соли. Растворы смешать в химическом стакане, выпавший осадок отфильтровать на воронке Бюхнера и поместить в чистую фильтровальную бумагу для получения затравки. Через неделю выбрать самый большой кристалл для затравки, обвязать его лавсановой нитью и помещают в маточный раствор. Через 14 дней получают более крупный кристалл, в форме куба.

Идентификация

1) выращенные кристаллы имеют кубическую форму, что соответствует литературным данным. При рассматривании через микроскоп подтверждается кубическая структура кристалла.

2) окраска кубических кристаллов "турнбулевой сини"-"берлинской лазури" очень близка, что указывает на идентичность их структуры.

3) поскольку более устойчивым является цианидный комплекс Fe (II), то при образовании "турнбулевой сини" происходит валентный переход:

3- + Fe 2+ = Fe 3+ + 4-

4) таким образом, осуществляется переход к более устойчивому цианидному комплексу Fe (II), т. е. к "берлинской лазури".

5) окраска полученного комплексного соединения железа (III) с ЭДТА соответствует литературным данным (желтая).

6) окраска полученного триоксалатоферрата (III) калия соответствует литературным данным (оранжево-коричневая).

Выводы

1) целью данной работы было установить кубическую структуру и идентичность "турнбулевой сини"-"берлинской лазури".

2) выращены кристаллы турнбулевой сини и берлинской лазури.

3) визуальный осмотр полученных кубических кристаллов свидетельствует о близости формы и окраски этих кристаллов, в том числе и при осмотре через микроскоп.

4) сделан вывод на основании литературных данных, что за счет валентного перехода Fe II 3 2 превращается в Fe 4 3 , т. е. процесс идет в направлении создания более устойчивого комплекса Fe (II).

5) получено 2,32 грамма триоксалатоферрата Fe(III), что составляет 85% от теоретического выхода

6) получен комплекс железа (III) с ЭДТА

Список литературы

    Теория кристаллического поля.

http://www.college.ru/chemistry/course/content/theory.html - WWW, курс «Открытая Химия 2.5», 2007

    Налбандян В. Б. Курс лекций по общей и неорганической химии. – WWW.: Химический факультет РГУ, 2002.

    Гольданский В.И. Эффект Мёссбауэра. М.: Изд-во АН СССР, 1963;

    Мёссбауэр Р.Л. Резонансное ядерное поглощение квантов в твердых телах без отдачи. Успехи физических наук, 1960, т. 72, вып. 4, с. 658–671.

    И.В. Овчинников, Ю.Г. Галяметдинов. Магнитные жидкие кристаллы на основе координационных соединений. // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). – 2001. – т. XLV, №3. – С. 74-79.

    Леенсон И. Лазурь берлинская.

http://www.krugosvet.ru/articles/111/1011153/1011153a1.htm - WWW, энциклопедия «Кругосвет», 2007.

    Практикум по неорганической химии: Учеб. пособие /под ред. В.П. Зломанова. – М.: Изд-во МГУ, 1994 – 320с.

    Мелентьева Г.А. Фармацевтическая химия: В 2 т. – М.: “Высшая школа”, 1976. – Т.1 – 780 с.; Т. 2. – 827 с.

    Беликов В.Г. Фармацевтическая химия: Учеб. для фармац. ин-тов и фак. мед. ин-тов. – М.: “Высшая школа”, 1985. – 768 с.

    Максютина Н.П и др. Методы анализа лекарств, - Киев: Здоровье,1987

    Пономарев В.Д. Аналитическая химия. – М.: Химия,1982

    Крамаренко В.Ф. Токсикологическая химия. – Киев: Выща школа, 1989 г. - 447 с.

    Справочник школьника по химии 8-11 класс. / под ред. Н.Е. Кузьменко, В.В. Еремина - М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 31 век»:ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. - 624 с.

    Третьяков Ю.Д. Неорганическая химия. Химия элементов: учебник для вузов. В 2 книгах. - М.: Химия, 2001 - 472с.

    Химическая энциклопедия. В 5 томах. Том 1. / под ред. Кнунянца И.Л., Зефирова Н.С., Кулова Н.Н. – М.: Большая российская энциклопедия, 1988 – 624 с.

    В.П. Васильев. Комплексоны и комплексонаты. // Соросовский образовательный журнал. – 1996. – № 4. – с. 39-44.

    Энциклопедия для детей. Том 17. Химия. / глав. ред. В. А. Володин. – М.: Аванта+, 2000. – 640 с.

    Турова Н.Я., Неорганическая химия в таблицах. – М.: Высш. хим. колл. РАН, 1999. – 140 с.

Приложение

Параметры мёссбауэровских спектров:

1) Вероятность эффекта Мёссбауэра в общем случае записывается в виде :

где < x 2 >- средний квадрат смещения ядер в поглотителе из положения равновесия при твердотельных колебаниях в направлении пучка γ-квантов, l -длина волны γ-кванта. Величина 2 > зависит от фононного спектра твердого тела и его абсолютной температур Т. С ростом температуры 2 > растет, а f" падает. Вероятность эффекта Мёссбауэра падает также с уменьшением порядкового номера элемента, так как при этом сильно возрастает энергия первого возбужденного ядерного состояния Е 0 и на ядрах легких элементов эффект не наблюдается. Пока он отмечен для 103 нуклидов 44 элементов.

Исследования зависимостей f" от температуры используют при установлении координационных чисел, для определения фазовых переходов и изучения характерных динамических параметров твердых тел до и после фазового перехода. Особенно эффективен этот метод в области низких и сверхнизких температур и для некристаллических веществ, когда, как правило, затруднены рентгеноструктурные исследования.

Площади спектральных линий, наблюдаемые экспериментально, пропорциональны концентрации исследуемого атома в образце при фиксированной температуре. На измерении этих площадей основано применение мессбауэровской спектрометрии для решения некоторых задач аналитической химии и фазового анализа вещества .

2)Энергетический сдвиг спектра излучения относительно спектра поглощения вычисляется как сумма температурного сдвига dT и изомерного сдвига d .

Температурный (доплеровский) сдвиг линии возникает вследствие изменения энергии γ-квантов при их излучении и поглощении в результате релятивистского изменения массы излучающих и поглощающих ядер соответственно ("красное смещение"). Например, для 57 Fe ожидаемое смещение при переходе от комнатной температуры к Т → 0 близко к естественной ширине линии. Поскольку различие в температурах источника и поглотителя более 300 К встречается редко, вклад dT мал и обычно маскируется более сильным сдвигом, который от температуры не зависит.

Для тождественных ядер в отсутствии электрических и магнитных полей спектр представляет собой одиночную линию (рис. 7, а).

Изомерный (химический) сдвиг связан с электрическим монопольным кулоновским взаимодействием между ядром с зарядовым радиусом r и электронами атома :

где е -элементарный заряд, Z -атомный номер, ∆ -изменение среднего квадрата радиуса ядра при его возбуждении (ядерный параметр), -квадраты волновой функции s-электронов на ядре в поглотителе (а ) и источнике (s ) γ-излучения соответственно (электронные параметры). Последние представляют большой интерес для химии. Вследствие изменения заселенности s-состояний или экранирования s-электронов валентными р-, d-, f-электронами изменяются значения , измеряемые экспериментально по изомерным сдвигам. Например, в комплексах железа, в зависимости от характера участия d-электронов в химической связи (координации, степени электронной делокализации), максимум резонансного поглощения сдвигается на величину δ относительно резонансной линии поглощения (испускания) при u = 0 (рис. 7, б) .


Рис. 7. Схематическое изображение спектров мёссбауэровского резонансного поглощения γ-квантов: I-интенсивность потока γ-квантов, прошедших через поглотитель, u -скорость движения источника γ-квантов относительно поглотителя; а - резонансная линия при u = 0; б, в, г - соответственно изомерный сдвиг (d), квадрупольный дублет (DE Q), магнитная сверхтонкая структура для ядер 57 Fe.

Значения δ отсчитывают от стандарта, который принят для спектроскопии данного ядра. При этом выбирают соединения, стабильное химически и дающее простой мёссбауэровский спектр. Например, в случае 119 Sn δ отсчитывается от значения, соответствующего соединению 119 SnO 2 , а для 57 Fe в качестве стандарта используют нитропруссид натрия.

По величине химического сдвига можно судить о различии в характере химических связей. С помощью мессбауэровской спектроскопии изучено большое число соединений, составлены номограммы, с помощью которые по δ определяют валентность элемента в неизученных соединениях. В зависимости от конфигурации валентных электронных оболочек атомов и ионов могут быть проведены квантовомеханические расчеты для свободных атомов. Однако для атомов в твердых телах эти расчеты носят пока полуколичественный характер.

3) Электрическое квадрупольное взаимодействие возникает вследствие взаимодействия квадрупольного момента ядра Q с градиентом электрического поля q, создаваемого электронной оболочкой атома или кристаллической решеткой твердого тела, в результате чего в спектрах поглощения наблюдается не одна, а несколько линий. Если спин ядра Конспект >> Маркетинг

... (соединений марганца, железа , меди), способностью... при понижении температуры - римскими цифрами (I, II , III и т. д.). Характерные признаки кристаллического состояния... весь комплекс механических свойств материала... включают анализ и синтез , индукцию и дедукцию...

  • Влияние эпифиза и его гормонов на функционирование организма

    Научная работа >> Медицина, здоровье

    Превращается в ангиотензин II , который увеличивает... бугра, амигдалоидного комплекса , миндалин, экстрапирамидной... на синтез тироксина в щитовидной железе ). ... преодолевает снотворные свойства мелатонина. ... течение 4-х суток. III группа - ежедневное однократное...

  • Билеты по анатомии

    Реферат >> Биология

    Со специальными свойствами (ретикулярная, ... сетью и комплексом Гольджи. ... ЖЕЛЕЗЫ ЭНДОКРИННАЯ ЧАСТЬ ПОЛОВЫХ ЖЕЛЕЗ и ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ Щитовидная железа ... II -III - IV-V пальцам. Каждая из I, II , III ... нейросекреторных клетках протеино-синтез преобладает, а...

  • Железо в организме человека (2)

    Реферат >> Химия

    Выраженные основные свойства . Катионы железа (II ) Fe2+ ... целях. Для распознавания соединений железа (II ) и (III ) проводят качественные реакции... синтеза железопорфириновых белков гемоглобина и других составляющих крови. В крови оно переносится в форме комплекса ...

  • Теория принятия решения (1)

    Шпаргалка >> Психология

    Позиция Ребенка (III ). В двух... условных рефлексов. II .Стадия перцептивной психики... волевых и эмоциональных свойств ), характер (синтез отношений и... совокупности различных свойств и частей. Комплекс действующих... инволюция зобной железы и лимфатического...

  • Основы национальной экономики

    Учебное пособие >> Экономика

    Т. д. III вариант. ... двух (I и II ) подразделений хозяйства... угля - 30, железа - 32, никеля... потребительский комплекс . Потребительский комплекс национальной... и сверхвысококачественный синтез энергоносителей; ... заранее заданными свойствами . Применяются наукоемкие...

  • Соединения железа (III)

    Соединœения желœеза (II)

    Соединœения желœеза со степень окисления желœеза +2 малоустойчивы и легко окисляются до производных желœеза (III).

    Оксид желœеза (II) – порошок черного цвета͵ в мелкораздробленном состоянии воспламеняется. Кристаллизуется в структурном типе хлорида натрия (кубическая гранецентрированная решетка).

    Проявляет преимущественно основные свойства. В воде не растворяется, легко растворяется в неокисляющих кислотах:

    FeO + 2HCl = FeCl 2 + H 2 O.

    Проявляет восстановительные свойства:

    3FeO + 10HNO 3 = 3Fe(NO 3) 3 + NO + 5H 2 O.

    Получается разложением оксалата желœеза (II) в атмосфере азота или без доступа воздуха:

    FeC 2 O 4 ·3H 2 O = FeO + 3H 2 O + CO 2 + CO

    или в процессе восстановления оксида желœеза (III) водородом или оксидом углерода (II):

    Fe 2 O 3 + CO = 2FeO + CO 2 .

    Гидроксид желœеза (II) Fe(OH) 2 в свежеосажденном виде имеет серовато-зелœеную окраску, в воде не растворяется, при температуре выше 150 °С разлагается, быстро темнеет вследствие окисления:

    4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH) 3 .

    Проявляет слабовыраженные амфотерные свойства с преобладанием базовых, легко реагирует с неокисляющими кислотами:

    Fe(OH) 2 + 2HCl = FeCl 2 + 2H 2 O.

    Взаимодействует с концентрированными растворами щелочей при нагревании с образованием тетрагидроксоферрата (II):

    Fe(OH) 2 + 2NaOH = Na 2 .

    Проявляет восстановительные свойства, при взаимодействии с азотной или концентрированной серной кислотой образуются соли желœеза (III):

    2Fe(OH) 2 + 4H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 6H 2 O.

    Получается при взаимодействии солей желœеза (II) с раствором щелочи в отсутствии кислорода воздуха:

    FeSO 4 + 2NaOH = Fe(OH) 2 + Na 2 SO 4 .

    Соли желœеза (II). Желœезо (II) образует соли практически со всœеми анионами. Обычно соли кристаллизуются в виде зелœеных кристаллогидратов: Fe(NO 3) 2 ·6H 2 O, FeSO 4 ·7H 2 O, FeBr 2 ·6H 2 O, (NH 4) 2 Fe(SO 4) 2 ·6H 2 O (соль Мора) и др.
    Размещено на реф.рф
    Растворы солей имеют бледно-зелœеную окраску и, вследствие гидролиза, кислую среду:

    Fe 2+ + H 2 O = FeOH + + H + .

    При стоянии на воздухе медленно окисляются растворенным кислородом до солей желœеза (III):

    4FeCl 2 + O 2 + 2H 2 O = 4FeOHCl 2 .

    Качественная реакция на катион Fe 2+ – взаимодействие с гексацианоферратом (III) калия (красной кровяной солью) :

    FeSO 4 + K 3 = KFe↓ + K 2 SO 4

    Fe 2+ + K + + 3- = KFe↓

    в результате реакции образуется осадок синœего цвета – гексацианоферрат (II) желœеза (III) - калия.

    Степень окисления +3 характерна для желœеза.

    Оксид желœеза (III) Fe 2 O 3 – вещество бурого цвета͵ существует в трех полиморфных модификациях.

    Проявляет слабовыраженные амфотерные свойства с преобладанием базовых. Легко реагирует с кислотами:

    Fe 2 O 3 + 6HCl = 2FeCl 3 + 3H 2 O.

    С растворами щелочей не реагирует, но при сплавлении образует ферриты:

    Fe 2 O 3 + 2NaOH = 2NaFeO 2 + H 2 O.

    Проявляет окислительные и восстановительные свойства. При нагревании восстанавливается водородом или оксидом углерода (II), проявляя окислительные свойства:

    Fe 2 O 3 + H 2 = 2FeO + H 2 O,

    Fe 2 O 3 + CO = 2FeO + CO 2 .

    Fe 2 O 3 + 3KNO 3 + 4KOH = 2K 2 FeO 4 + 3KNO 2 + 2H 2 O.

    При температуре выше 1400°С разлагается:

    6Fe 2 O 3 = 4Fe 3 O 4 + O 2 .

    Получается при термическом разложении гидроксида желœеза (III):

    2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

    или окислением пирита:

    4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 .

    Гидроксид желœеза (III) Fe(OH) 3 – кристаллическое или аморфное вещество бурого цвета. Как и оксид, проявляет слабовыраженные амфотерные свойства с преобладанием базовых. Легко реагирует с кислотами:

    Fe(OH) 3 + 3HCl = FeCl 3 + 3H 2 O.

    Реагирует с концентрированными растворами щелочей с образованием гексагидроксоферратов (III):

    Fe(OH) 3 + 3NaOH = Na 3 ,

    при сплавлении со щелочами или щелочными реагентами образует ферриты:

    Fe(OH) 3 + NaOH = NaFeO 2 + 2H 2 O,

    2Fe(OH) 3 + Na 2 CO 3 = 2NaFeO 2 + CO 2 + 3H 2 O.

    В присутствии сильных окислителœей в щелочной среде проявляет восстановительные свойства и окисляется до производных желœеза (VI):

    2Fe(OH) 3 + 3Br 2 + 10KOH = 2K 2 FeO 4 + 6NaBr + 8H 2 O.

    При нагревании разлагается:

    Fe(OH) 3 = FeO(OH) + H 2 O,

    2FeO(OH) = Fe 2 O 3 + H 2 O.

    Получается при взаимодействии солей желœеза (III) с растворами щелочей:

    Fe 2 (SO 4) 3 + 6NaOH = 2Fe(OH) 3 + 3Na 2 SO 4 .

    Соли желœеза (III). Желœезо (III) образует соли практически со многими анионами. Обычно соли кристаллизуются в виде бурых кристаллогидратов: Fe(NO 3) 3 ·6H 2 O, FeCl 3 ·6H 2 O, NaFe(SO 4) 2 ·12H 2 O (желœезные квасцы) и др.
    Размещено на реф.рф
    В растворе соли желœеза (III) значительно более устойчивы, чем соли желœеза (II). Растворы солей имеют желто-бурую окраску и, вследствие гидролиза, кислую среду:

    Fe 3+ + H 2 O = FeOH 2+ + H + .

    Соли желœеза (III) гидролизуют в большей степени, чем соли желœеза (II), по этой причинœе соли желœеза (III) и слабых кислот нельзя выделить из раствора, они мгновенно гидролизуют с образованием гидроксида желœеза (III):

    Fe 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O = 2Fe(OH) 3 + 3CO 2 + 3Na 2 SO 4 .

    Проявляют всœе свойства солей.

    Обладают преимущественно восстановительными свойствами:

    2FeCl 3 + 2KI = 2FeCl 2 + I 2 + 2KCl.

    Качественная реакция на катион Fe 3+ – взаимодействие с гексацианоферратом (II) калия (желтой кровяной солью) :

    FeCl 3 + K 4 = KFe↓ + 3KCl

    Fe 3+ + K + + 4- = KFe↓

    в результате реакции образуется осадок синœего цвета – гексацианоферрат (III) желœеза (II) - калия.

    Вместе с тем, ионы Fe 3+ определяют по характерному кроваво-красному окрашиванию роданида желœеза (III), который образуется в результате взаимодействия соли желœеза (III) с роданидом калия или аммония:

    FeCl 3 + 3KCNS = Fe(CNS) 3 + 3KCl,

    Fe 3+ + 3CNS - = Fe(CNS) 3 .

    Соединения железа (III) - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Соединения железа (III)" 2014, 2015.

  • - III. Время 90 минут.

    Занятие №5 Тормозная система Тема №8 Механизмы управления По устройству автомобильной техники Проведения группового занятия План – конспект Преподаватель цикла ПОПОН подполковник Федотов С.А. "____"... .


  • - III. Стартер включен.

    Из позиции I спокойно поворачиваем ключ на 180°, в позицию II. Как только вы попадете во вторую позицию, на щитке приборов обязательно включатся какие-нибудь лампочки. Это могут быть: контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи, лампочка аварийного давления масла,... .


  • - Эллинистический период (III –I вв. до Р.Х.).

    В эпоху эллинизма в скульптуре усиливается тяга к пышности и гротеску. В одних произведениях показаны чрезмерные страсти, в других заметна излишняя близость к натуре. В это время начали прилежно копировать статуи прежних времён; благодаря копиям мы сегодня знаем многие... .


  • - Французская готическая скульптура. XIII-XIV вв.

    Начала французской готической скульптуры были заложены в Сен-Дени. Три портала западного фасада знаменитой церкви заполняли скульптурные изображения, в которых впервые проявилось стремление к строго продуманной иконографической программе, возникло желание... .Русская скульптура второй пол. XVIII века. Шубин, Козловский, Гордеев, Прокофьев, Щедрин и др.

    Этьенн Морис Фальконе (1716-1791) во Франции и России (с 1766-1778 г.). "Грозящий Амур" (1757, Лувр, ГЭ) и его реплики в России. Памятник Петру I (1765-1782). Замысел и характер монумента, значение его в городском ансамбле. Роль помощницы Фальконе - Мари-Анн Колло (1748-1821) в создании... .




    Случайные статьи