KVALITAN - virtuálne chemické lagoratóriumŽelezo / Reakcie / Katióny III. triedy / Katióny / Teória
Reakcie železa
Reakcie dvojmocného železa
Alkalické sírniky a žltý sírnik amónny zrážajú čierny, v nadbytku zrážadla nerozpustný sírnik železnatý, ktorý je ľahko rozpustný v kyselinách:
FeSO4 + (NH4)2S ⇔ FeS + (NH4)2SO4
FeS + H2SO4 ⇔ FeSO4 + H2S
Sírovodík nezráža minerálnou kyselinou okyslené roztoky solí železnatých. Alkalické lúhy vylučujú za neprístupu vzduchu špinavobielu zrazeninu hydroxidu železnatého, ktorá sa za prístupu vzduchu alebo účinkom oxidačného činidla rýchlo premení na hrdzavohnedú zrazeninu hydroxidu železitého:
FeSO4 + 2 KOH ⇔ Fe(OH)2 + K2SO4
2 Fe(OH)2 + O + H2O ⇔ 2 Fe(OH)3
Amoniak zráža neutrálne roztoky solí železnatých za neprístupu vzduchu len nedokonale a pritom vzniká hydroxid železnatý. Za prítomnosti veľkého množstva solí amónnych amoniak soli železnaté nezráža. Po dlhšom státí na vzduchu sa soľ železnatá oxiduje na soľ železitú a z roztoku sa vylúči hydroxid železitý. Za prítomnosti kyseliny vínnej vznikne komplexná soľ, ktorá sa amoniakom nezráža:
FeSO4 + 2 NH3 + H2O ⇔ FeS + (NH4)2SO4
FeS + H2SO4 ⇔ FeSO4 + H2S
Uhličitan amónny vylúči biely uhličitan železnatý, ktorý zakrátko zozelenie a neskoršie prejde na hnedú zrazeninu hydroxidu železitého:
FeSO4 + 2 Na2CO3 ⇔ FeCO3 + Na2SO4
4 FeCO3 + O2 + 6 H2O ⇔ 4 Fe(OH)3 + 4 CO2
Alkalické octany a mravčany na rozdiel od solí trojmocného železa nezrážajú roztoky dvojmocného železa, lebo pri nich nenastane hydrolýza.
Alkalické fosforečnany zrážajú biely fosforečnan železnatý, ktorý na vzduchu rýchlo zozelenie a potom zmodrie:
FeSO4 + 4 Na2HPO4 ⇔ Fe3(PO4)2 + 3 Na2SO4 + 2 NaH2PO4
Kyanid draselný zráža spočiatku červenohnedý kyanid železnatý, ktorý sa v nadbytku činidla rozpustí v podobe komplexného ferokyanidu draselného:
FeSO4 + 2 KCN ⇔ Fe(CN)2 + K2SO4
Fe(CN)2 + 4 KCN ⇔ K4[Fe(CN)6]
Účinkom ferikyanidu draselného vzniká v roztoku dvojmocného železa tmavomodrá zrazenina feroferikyanidu, tzv. Turnbullova modrá:
FeSO4 + K3[Fe(CN)6] ⇔ KFe[Fe(CN)6] + K2SO4
Rodanid draselný na rozdiel od solí trojmocného železa nevyvoláva v roztokoch dvojmocného železa nijakú zmenu.
Reakcia trojmocného železa
Alkalické sírniky a sírnik amónny vylučujú aj za prítomnosti vínanov čiernu zrazeninu, zmes sírnika železitého a železnatého, ktorá sa za vlhka na vzduchu oxiduje a mení na hydroxid železitý:
6 FeCl3 + 3 (NH4)2S ⇔ Fe2S3 + 6 NH4Cl
Fe2S3 + 6 H2O ⇔ 2 Fe(OH)3 + 3 H2S
Sírovodík v kyslom prostredí redukuje soli trojmocného železa na dvojmocné a zo sírovodíka, ktorý sa pritom oxiduje, vylúči sa síra:
2 FeCl3 + H2S ⇔ 2 FeCl2 + S + 2 HCl
Alkalické hydroxidy a amoniak zrážajú z roztokov solí trojmocného železa hrdzavohnedý, v zriedených kyselinách rozpustný hydroxid železitý. Za prítomnosti organických látok s väčším počtom hydroxylových skupín, ako je kyselina vínna, glycerín atď., zrážanie nenastáva:
2 FeCl3 + 3 KOH ⇔ Fe(OH)3 + HCl
Alkalický uhličitan zráža spočiatku hnedočervený zásaditý uhličitan železitý, ktorý sa za varu hydrolytickým účinkom vody mení na hydroxid železitý. V prítomnosti kyseliny vínnej zrazenina nevznikne:
2 FeCl3 + 3 Na2CO3 + 3 H2O ⇔ 2 Fe(OH)3 + 3 CO2 + 6 NaCl
Účinkom uhličitanu amónneho za studena zrazenina nevznikne, len roztok sa sfarbí na červenohnedo od vzniknutého koloidného hydroxidu železitého.
Uhličitan bárnatý zráža už za studena hydroxid železitý:
2 FeCl3 + 3 BaCO3 ⇔ 2 Fe(CO3)3 + 3 BaCl2
Fe(CO3)3 + 6 H2O ⇔ 2 Fe(OH)3 + 3 H2O + 3 CO2
Vo vode suspendovaný oxid zinočnatý a oxid ortutnatý zrážajú z roztokov solí železitých červenohnedý, zrážadlami prestúpený hydroxid železitý:
2 FeCl3 + 3 ZnO + 3 H2O ⇔ 2 Fe(OH)3 + 3 ZnCl2
Pri zrážaní roztokov solí železitých octanom amónnym alebo alkalickým octanom sa roztok sfarbí na tmavo červeno od vytvoreného hydroxidhexaacetátu železitého, resp. jeho solí. Po dôkladnom rozriedení vodou a zahriatí hydrolytickým účinkom vody vznikne zásaditý octan železitý:
3 FeCl3 + 6 CH3COONH4 ⇔ [Fe3(CH3COO)6]Cl3 + 6 NH4Cl
[Fe3(CH3COO)6]Cl3 + 6 H2O ⇔ 3 Fe(OH)2CH3COO + 3 CH3COOH + 3 HCl
Kyanid draselný vylučuje spočiatku hnedočervený kyanid železitý, ktorý sa ďalším prídavkom činidla rozpustí v podobe ferikyanidu draselného:
2 FeCl3 + 3 KCN ⇔ Fe(CN)3 + 3 KCl
Fe(CN)3 + 3 KCN ⇔ K3[Fe(CN)6]
Účinkom ferokyanidu draselného na soli trojmocného železa vzniká tmavomodrá zrazenina feriferokyanidu, tzv. berlínska modrá:
FeCl3 + K4[Fe(CN)6] ⇔ KFe[Fe(CN)6] + 3 KCl
Ferikyanid soli železité nezráža, len ich sfarbuje na hnedo.
Prídavkom rodanidu amónneho vznikne v roztokoch solí železitých tmavočervené sfarbenie, ktoré pri trepaní s éterom prejde do éterickej vrstvy. Táto reakcia v prítomnosti organických kyselín s hydroxylovými skupinami neprebieha:
FeCl3 + 3 NH4SCN ⇔ Fe(SCN)3 + 3 NH4Cl
Fosforečnan sodný zráža z roztokov solí železitých špinavobiely fosforečnan železitý, ktorý je rozpustný v minerálnych kyselinách a nerozpustný v kyseline octovej:
FeCl3 + Na2HPO4 ⇔ FePO4 + 2 NaCl + HCl
