Właściwości związków żelaza – tlenki, wodorotlenki i sole

<

Żelazo tworzy tlenki i wodorotlenki, których wzory i barwy przedstawiłam w poniższej tabeli. Warto także pamiętać o barwach roztworów wodnych soli żelaza.

Wbrew powszechnej opinii tlenki i wodorotlenki żelaza mają charakter zasadowy, a nie amfoteryczny. Potwierdzają to doświadczenia z zasadami. Ani tlenki ani wodorotlenki żelaza zarówno na +II, jak i +III stopniu utlenienia nie roztwarzają się w zasadach w temperaturze pokojowej. Jedynie ze stężonym roztworem KOH w wysokiej temperaturze można zaobserwować częściowe roztwarzanie. Jednak większość doświadczeń opisywanych w zadaniach maturalnych przebiegają w temperaturze pokojowej!

Otrzymywanie tlenków żelaza

3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄

3Fe + 4H₂O –^T→ Fe₃O₄ + 4H₂

FeCO₃ –^ogrzewanie→ FeO + CO₂

2Fe(OH)₃ –^ogrzewanie→ Fe₂O₃ + 3H₂O

Otrzymywanie wodorotlenków żelaza

Przykładowe reakcje strącania:

FeBr₂ + 2KOH → Fe(OH)₂ + 2KBr

FeBr₃ + 3KOH → Fe(OH)₃ + 3KBr

Utlenianie wodorotlenku żelaza (II) do wodorotlenku żelaza (III)

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃

2Fe(OH)₂ + H₂O₂ → 2Fe(OH)₃

Wodorotlenek żelaza (II) szybko utlenia się pod wpływem np. tlenu zawartego w powietrzu lub roztworu H₂O₂ Produktem tej reakcji jest wodorotlenek żelaza (III). Podczas reakcji obserwujemy zmianę barwy osadu z zielonej na brunatną.

W podobny sposób mogą utleniać się jony Fe²⁺ do jonów Fe³⁺, których źródłem są sole rozpuszczalne w wodzie. Reakcja zachodzi w kwasowym środowisku.

4Fe²⁺ + O₂ + 4H⁺→ 4Fe³⁺ + 2H₂O