Качественные реакции на железо (III). Как приготовить водный раствор хлорного железа Примеры решения задач

Железа (II) хлорид

Химические свойства

Формула Хлорида Железа: FeCl2 .

Данное соединение представляет собой среднюю соль соляной кислоты и железа. Вещество – кристаллы без цвета, которые окисляются и желтеют на воздухе. Температура плавления = 677 градусов Цельсия. Средство хорошо растворяется в воде, ацетоне и этиловой спирте , нерастворимо в диэтиловом эфире . Молярная масса вещества = 126,7 грамм на моль.

Хлорид железа 2 имеет свойство выкристаллизовываться из водных растворов. Также вещество в сухом виде при нагревании в присутствии воздуха легко окисляется до хлорида железа 3 , который обладает несколько другими химическими свойствами.

Получение Хлорида Железа

Соединение можно получить путем растворения металла железа в соляной кислоте , например при правлении изделии из стали. Также в лабораторных условиях вещество можно синтезировать из трехвалентного хлорида , прибавляя к нему оксид серы и воду или йодид калия.

Реакции Хлорида Железа

Вещество используют для получения других химических соединений, его используют в ювелирном деле, в медицине препараты железа принимают для лечения железодефицитной анемии .

Лекарство обычно поступает в продажу в виде водного раствора для приема внутрь.

Фармакологическое действие

Противоанемическое.

Фармакодинамика и фармакокинетика

Благодаря данному соединению можно повысить уровень железа в организме, стимулировать процессы образования , регулировать различные жизненно необходимые оксилительно-восстановительные реакции.

При прохождении курса препарата происходит устранение клинических симптомов анемии и улучшение лабораторных показателей.

Обычно вещество заключено в пластическую матрицу-традумет , что обеспечивает медленное высвобождении активного компонента. После попадания в желудочно-кишечный тракт средство начинает всасываться в системный кровоток в тонком кишечнике и двенадцатиперстной кишке. На процессы либерации оказывает влияние присутствии воды, отработанная матрица выводится из организма с каловыми массами, железо усваивается и подвергается активному метаболизму. Чем сильнее выражена анемия, тем лучше усваивается препарат.

Показания к применению

Лекарственное средство используют для профилактики и лечения железодефицитных состояний, в том числе анемии . Особенно востребован препарат при лечении детей и подростков, беременных и кормящих женщин, вегетарианцев и лиц преклонного возраста.

Противопоказания

Средство противопоказано:

  • при на действующее вещество или вспомогательные элементы;
  • пациентам с гемолитической анемией , гемосидерозом , гемохроматозом , апластической анемией , талассемией ;
  • при нарушениях процессов усвоения железа (свинцовая анемия, сидероахрестическая или пернициозная анемии );
  • аллергикам.

Побочные действия

Во время прохождения лечения данным средством могут проявиться:

  • неприятные ощущения в ЖКТ, чувство тяжести, ;
  • потемнение зубной эмали.

Железа Хлорид, инструкция по применению (Способ и дозировка)

Раствор Хлорида Железа принимают внутрь. Его можно разбавлять соком или водой. Чтобы избежать потемнения зубов, лекарство рекомендуется пить через трубочку.

В качестве профилактики, как правило, назначают по 2 мг на кг веса в сутки. Суточную дозировку распределяют на 3-4 приема.

Для лечения анемии используют по 4-6 мг на кг веса в день, кратность приема та же.

Для детей от 1 до 12 лет суточная дозировка составляет до 45 мг.

В возрасте от 12 лет назначают по 45 и более мг лекарства в сутки.

Продолжительность лечения – 60 дней. Иногда целесообразно продлевать лечение до 3 месяцев.

Максимальная суточная дозировка препарата – 200 мг.

Передозировка

При передозировке наблюдаются болезненные ощущения в области живота, рвота, сонливость, тошнота, общая слабость и бледность, могут развиться шок или .

Пострадавшему необходимо промыть желудок, проводить симптоматическое лечение, показан прием дефероксамина .

Взаимодействие

Тетрациклины замедляют процесс усвоения препарата. При этом лекарство снижает всасывание тетрациклинов .

Особые указания

Для снижения вероятности развития побочных эффектов средство рекомендуется принимать во время или после приема пищи.

Если во время лечения у пациента возникла , значит нужно уменьшить разовую дозу, но увеличить кратность приема.

При проведении терапии лекарством стул может окрашиваться в черный цвет, это происходит из-за того, что избыток железа выводится с калом.

Препараты, в которых содержится (Аналоги)

Совпадения по коду АТХ 4-го уровня:

Хлорид железа содержится в препарате и сиропе Алоэ с железом .

Хлорид железа (FeCl₃ , хлорное железо, трихлорид железа) – это соль трехвалентного железа и . Представляет собой мягкое вещество красно-коричневого, зеленоватого или фиолетового оттенка с характерным металлическим блеском. При с воздухом хлорид железа приобретает оттенок и по цвету и консистенции становится похожим на влажный .

Целый ряд свойств, которыми обладает хлорид железа благодаря своему химическому составу, делает это вещество незаменимым в промышленности. Так, хлорное железо используется в радиоэлектронике для потравы плат; в пищевой промышленности участвует в процессе пивоварения и выпечки хлебобулочных изделий; входит в состав реактивов, которые используются при печати фотографий; в текстильной промышленности участвует в производстве тканей; при помощи хлорного железа очищают воду в промышленных масштабах; хлорид железа является важным элементом в металлургической и химической промышленности.

Кроме этого, хлорное железо необходимо человеку для нормальной жизнедеятельности организма. Оно помогает организму восполнить нехватку железа, связанную с потерей крови или при нарушении усвояемости железа. Поскольку нехватка хлорного железа может негативно отразиться на работе организма, в фармакологии существует множество препаратов, в состав которых входит FeCl₃.

Способы получения

Существует несколько способов получения трихлорида железа. Так, хлорид железа в результате взаимодействия одновалентного железа с чистым хлором: 2Fe + 3Cl2 = FeCl₃.

Кроме того, хлорид железа можно получить путем окисления двухвалентного хлорида железа хлором: 2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl₃.

Также хлорид железа получается в процессе окисления хлорида железа (II) сернистым газом. В этом случае происходит более сложная химическая реакция: 4FeCl2 + SO2 + 4HCl = 4FeCl3 + S + 2H2O.

В домашних условиях можно провести несколько интересных экспериментов, в ходе которых удастся получить хлорид железа.

Эксперимент 1.

Потребуется сильно проржавевшая железная стружка (подойдет обычная ржавчина со старой трубы) и раствор соляной кислоты в пропорциях 1:3. Железо необходимо положить в стеклянную емкость и залить соляной кислотой. Поскольку химическая реакция в данном случае протекает достаточно медленно, придется подождать несколько дней. Когда реактив приобретет характерных желто-коричневый оттенок, жидкость из емкости сливается, а полученный осадок фильтруется.

Эксперимент 2.

В стеклянной емкости в пропорциях 2:2:6 смешать 30-процентный раствор перекиси водорода, соляную кислоту и воду. В результате химической реакции образуется раствор хлорида железа.

Эксперимент 3.

Хлорид железа также можно получить в результате реакции соляной кислоты и оксида железа Fe2O3. Для этого соляная кислота помещается в стеклянную емкость. Осторожно, маленькими порциями в нее добавляется оксид железа (железный сурик).

Важно помнить, что соляная кислота очень токсична и при попадании на кожу вызывает серьезные ожоги. Кроме того, в ходе химических реакций выделяются пары железа, которые могут вызвать поражения дыхательных и зрительных органов. Резиновые перчатки, защитная маска и очки помогут предотвратить эти негативные последствия.

Качественные реакции на железо (III)

Ионыжелеза (III ) в растворе можно определить с помощью качественных реакций. Проведем некоторые из них. Возьмем для опыта раствор хлорида железа (III ).

1. III )– реакция со щелочью.

Если в растворе есть ионы железа (III ), образуется гидроксид железа (III ) Fe(OH) 3 . Основание нерастворимо в воде и бурого цвета. (Гидроксид железа (II ) Fe(OH) 2 . – также нерастворим, но серо-зеленого цвета). Бурый осадок указывает на присутствие в исходном растворе ионов железа (III ).

FeCl 3 + 3 NaOH = Fe(OH) 3 ↓+ 3 NaCl

2. Качественная реакция на ион железа ( III ) – реакция с желтой кровяной солью.

Желтая кровяная соль – это гексацианоферраткалия K 4 [ Fe ( CN ) 6 ]. (Для определения железа (II ) используют красную кровяную соль K 3 [ Fe ( CN ) 6 ]). К порции раствора хлорида железаприльемраствор желтой кровяной соли. Синий осадок берлинской лазури* показывает на присутствие в исходном растворе ионов трехвалентного железа.

3 К 4 +4 FeCl 3 = K Fe ) ↓ + 12 KCl

3. Качественная реакция на ион железа ( III ) – реакция с роданидом калия.

Вначале разбавляем испытуемый раствор – иначе не увидим ожидаемой окраски. В присутствии иона железа (III ) при добавлении роданида калия образуется вещество красного цвета. Это ‑ роданид железа (III ). Роданид от греческого "родеос" - красный.

FeCl 3 + 3 К CNS = Fe ( CNS ) 3 + 3 KCl

Берлинская лазурь была получена случайно в начале 18 века в Берлине красильных дел мастером Дисбахом. Дисбах купил у торговца необычный поташ (карбонат калия): раствор этого поташа при добавлении солей железа получался синим. При проверке поташа оказалось, что он был прокаленс бычьей кровью. Краска оказалась подходящей для тканей: яркой, устойчивой и недорогой. Вскоре стал известен и рецепт получения краски: поташ сплавляли с высушенной кровью животных и железными опилками. Выщелачиванием такого сплава получали желтую кровяную соль. Сейчас берлинскую лазурь используют для получения печатной краски и подкрашивания полимеров.

Оборудование: колбы, пипетка.

Техника безопасности . Соблюдать правила обращения с растворами щелочей и растворами гексацианоферратов. Не допускать контакта растворов гексацианоферратов с концентрированными кислотами.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Общие сведения о гидролизе хлорида железа (III)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Хлорид железа (III) – средняя соль, образованная слабым основанием – гидроксидом железа (III) (Fe(OH) 3) и сильной кислотой – соляной (хлороводородной) (HCl). Формула – FeCl 3 .

Представляет собой вещество с кристаллической структурой черно-коричневого, темно-красного, фиолетового или зеленого цвета, в зависимости от угла падающего света. Молярная масса – 162 г/моль.

Рис. 1. Хлорид железа (II). Внешний вид.

Гидролиз хлорида железа (III)

Гидролизуется по катиону. Характер среды – кислый. Теоретически возможны вторая и третья ступени. Уравнение гидролиза выглядит следующим образом:

Первая ступень:

FeCl 3 ↔ Fe 3+ +3Cl — (диссоциация соли);

Fe 3+ + HOH ↔ FeOH 2+ + H + (гидролиз по катиону);

Fe 3+ +3Cl — + HOH ↔ FeOH 2+ +3Cl — + H + (ионное уравнение);

FeCl 3 + H 2 O ↔ Fe(OH)Cl 2 + HCl (молекулярное уравнение).

Вторая ступень:

Fe(OH)Cl 2 ↔ FeOH 2+ + 2Cl — (диссоциация соли);

FeOH 2+ + HOH ↔ Fe(OH) 2 + + H + (гидролиз по катиону);

FeOH 2+ + 2Cl — + HOH ↔ Fe(OH) 2 + + 2Cl — + H + (ионное уравнение);

Fe(OH)Cl 2 + H 2 O ↔ Fe(OH) 2 Cl+ HCl (молекулярное уравнение).

Третья ступень:

Fe(OH) 2 Cl ↔ Fe(OH) 2 + + Cl — (диссоциация соли);

Fe(OH) 2 + + HOH ↔ Fe(OH) 3 ↓ + H + (гидролиз по катиону);

Fe(OH) 2 + + Cl — + HOH ↔ Fe(OH) 3 ↓ + Cl — + H + (ионное уравнение);

Fe(OH) 2 Cl + H 2 O ↔ Fe(OH) 3 ↓ + HCl (молекулярное уравнение).

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание К раствору гидроксида натрия массой 150 г (ω=10%) прилили раствор хлорида железа (III), в результате чего выпал осадок бурого цвета – гидроксид железа (III). Определите его массу.
Решение Запишем уравнение реакции взаимодействия гидроксида натрия и хлорида железа (III):

3NaOH + FeCl 3 = Fe(OH) 3 ↓ + 3NaCl.

Рассчитаем массу растворенного вещества гидроксида натрия в растворе:

ω = m solute / m solution ×100%;

m solute = m solution ×ω/100%;

m solute (NaOH) = m solution (NaOH) × ω(NaOH)/100%;

m solute (NaOH) = 150× 10/100% = 15г.

Найдем количество вещества гидроксида натрия (молярная масса – 40 г/моль):

υ(NaOH) = m solute (NaOH)/ M(NaOH) = 15/40 = 0,375моль.

Согласно уравнению реакции

υ(Fe(OH) 3) = 3×υ(NaOH) =3×0,375=1,125моль.

Тогда рассчитаем массу осадка гидроксида железа (III) (молярная масса – 107 г/моль):

m(Fe(OH) 3)= υ(Fe(OH) 3)×M(Fe(OH) 3)= 1,125 ×107 = 120,375г.

Ответ Масса гидроксида железа (III) равна 120,375 г.

ПРИМЕР 2

Задание Рассчитайте массовые доли каждого из элементов, входящих в состав хлорида железа (III).
Решение Массовая доля элемента рассчитывается следующим образом:

ω(X) = n×Ar(X)/Mr×100%,

т.е. отношение относительной атомной массы с учетом количества атомов, входящих в состав вещества, к молекулярной массе этого вещества, выраженное в процентах. Молекулярная масса хлорида железа (III) равна 162.

Рассчитаем массовые доли элементов:

железо :

ω(Fe) = n×Ar(Fe)/Mr (FeCl 3) ×100%;

ω(Fe) = 1×56/162 ×100% =34,27%.

хлор :

ω(Cl) = n×Ar(Cl)/Mr (FeCl 3) ×100%;

ω(Cl) = 3×35,5/162 ×100% = 65,73%.

Чтобы проверить правильность расчета, путем складывания полученных массовых долей мы должны получить 100%:

ω(Fe) +ω(Cl) = 34,27 +65,73 = 100%.

Ответ Массовая доля железа равна 34,27%, массовая доля хлора равна 65,73.

РАЗДЕЛ II. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

8. Металлические элементы и их соединения. Металлы

8.5. Ферум

8.5.2. Соединения Железа ( III )

Ферум(ІІІ) оксид Fe 2 О 3 - самая устойчивая естественная спорка Железа, порошок бурого цвета, имеет атомные кристаллические решетки, в воде не растворяется. Ферум(ІІІ) оксид проявляет слабые амфотерные свойства (с преобладанием основных) - легко реагирует с кислотами:

Проявляет слабые кислотные свойства сплава при со щелочами и карбонатами щелочных металлических элементов:

Натрий феррит, образовавшийся в водном растворе полностью разлагается водой (гидролизует):

Восстановители восстанавливают железо(III) оксид к железу:

Добыча феррум(ІІІ) оксида Ферум(ІІІ) оксид получают термическим разложением ферум(ІІІ) гидроксида или феррум(III) нитрата:

Его также получают во время обжига пирита FeS 2 :

Феррум(III) гидроксид Fe (OH ) 3 1 - нерастворимое в воде вещество бурого цвета со слабыми амфотерными свойствами (с преобладанием основных):

Реакции с концентрированными растворами щелочей протекают лишь при длительном нагревании. При этом образуется устойчивый гідроксокомплекс K 3 [ Fe (OH ) 6 ]:

Добыча феррум(ІІІ) гидроксида

Феррум(III) гидроксид получают из растворимых в воде солей Железа(III) при их взаимодействии с щелочами:

Соли Железа(III), образованные сильными кислотами, хорошо растворяются в воде, могут образовывать кристаллогидраты: Fe (N О 3 ) 3 · 9Н 2 O, Fe 2 (S O 4 ) 3 · 9Н 2 О, FeCl 3 · 6Н 2 О. Соли Fe 3+ гидролизуют по катиона:

Соединения Железа(III) проявляют окислительные свойства, а потому при взаимодействии с восстановителями Fe 3+ превращается в Fe 2+ :

Качественные реакции на ион Fe 3+ :

1. Реактив - калий гексаціаноферат(II) (желтая кровяная соль). Образуется темно-синий осадок - берлинская лазурь:

2. Реактив - калий (или аммоний) тиоцианат. Образуется феррум(III) тиоцианат кроваво-красного цвета:

Использование железа и соединений Железа

Черная металлургия (производство железа и его сплавов) составляет 90 % мировой металлургии. Черная металлургия является основой развития многих отраслей производства: машиностроение уходит треть черного металла, на строительство (как конструкционный материал, для изготовления железобетона) - четверть; значительную часть используют также в транспорте.

Сплавы на основе железа (ферромагнитные) применяют в электротехнике в производстве трансформаторов и электродвигателей.

Ферум(ІІ) оксид FeO является одним из компонентов керамики, пигмент для красок и термостойкой эмали.

Ферум(ІІІ) оксид Fe 2 О 3 используют как минеральную краску охру.

Магнетит Fe 3 О 4 применяют в производстве жестких дисков, а ультрадисперсний порошок - как тонер в черно-белых лазерных принтерах.

Железный купорос (железо(II) сульфат гептагидрат) FeS В 4 · 7Н 2 О используют для борьбы с вредителями растений, при производстве минеральных красок, в строительстве.

Феррум(III) хлорид применяют для очистки воды, как протраву при крашении тканей, в радиотехнике для протравливания печатных плат, в органическом синтезе - как катализатор.

Водные растворы FeCl 2 , FeCl 3 , FeS В 4 используют как коагулянты, чтобы очистить воду для промышленных предприятий.

Феррум(III) нитрат нонагідрат Fe (N О 3 ) 3 · 9Н 2 В применяют как протраву в процессе окрашивания тканей.

1 Как и в случае с Fe 3 О 4 , вещества с формулой Fe (OH ) 3 не существует. При попытке ее получения образуется Fe 2 O 3 · n Н 2 O или FeO (OH ) - феррум(III) метагідроксид.


Поделиться