Sắt (III) hiđroxit (Fe(OH)3 )

- Cho dung dịch H2O2 30% tác dụng với hổn hợp CrO3 và KO Hở 00C hay

3.5. Sắt (III) hiđroxit (Fe(OH)3 )

8.Là chất rắn màu nâu đỏ, không tan trong nước (tích số tan của Fe(OH)3 : 10-38 ) và tan trong dung dịch NH3 bền trong không khí

9.Có cấu tạo và tính chất giống với Al(OH)3 và Cr(OH)3

10. Bị nhiệt phân : (ở nhiệt độ cao Fe(OH)3 mất nước thành Fe2O3) 2Fe(OH)3 →500oC Fe2O3 + 3H2O

11. là bazơ yếu :

Fe(OH)3 + 3HCl  FeCl3 + 3H2O

2Fe(OH)3 + 3H2SO4(đ) Fe2(SO4)3 + 6H2O

12. khi đun nóng trong dung dịch kiềm mạnh và đặc Fe(OH)3 mới điều chế có

thể tan tạo thành hiđroxoferit Fe(OH)3 + 3KOH  K3[Fe(OH)6]

13. Fe(OH)3 tan trong kiềm nóng chảy tạo nên ferit người ta biết dược các ferit MFeO2 ( M: Li+, Na+, K+ )và M’(FeO2)2 (ở đây M’: Mn2+, Co2+, Ni2+, Cu2+)

14. Các ferit MFeO2 thuỷ phân mạnh trong dung dịch NaFeO2 + 2H2O  Fe(OH)3 + NaOH

15. Nhưng ferit M’(FeO2)2 có kiến trúc tinh thể giống Fe3O4 và cũng có tính sắt từ nên được dùng trong điện kĩ thuật ( làm băng từ để ghi âm)

16. Điều chế :Fe(OH)3 được điều chế bằng cách tác dụng của muối sắt (III) với dung dịch kiềm.

Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3↓

3.6. Các muối ferat :

3.6.1 Muối ferat(II) và muối ferat(III) :

17. Sắt (II) và sắt(III) hidroxit mang tính chất lưỡng tính yếu trong dung dịch bazơ dặc nóng người ta có thể điều chế được các hidroxoferat từ các hiđroxit trên. Vd : Natri tetra hidroxo ferat(II) Na2[Fe(OH)4] hay Natri octa hidroferat(III) Na5[Fe(OH)8].6H2O.

Fe(OH)2 + NaOH  Na2[Fe(OH)4].

18. Các muối ferat khan dược điều chế bằng cách nung nóng chảy Fe2O3 với kiềm VD : LiFeO2 là hợp chất rắn kết tinh giống dạng NaCl

Fe2O3 + 2LiOH  2LiFeO2 + H2O

19. KFeO2 kết tịnh giống dạng tinh thể Silic(IV) oxit nhưng các muối ferat thường có màu. Các muối ferat (III) của Mg, Zn, Cu, Ni, Co, Mn có cấu trúc tinh thể dạng spinenvà có tính sắt từ nên được dùng để sản xuất các lõi từ trong công nghiệp điện tử cũng như sản xuất các loại nam châm vĩnh cữu.

3.6.2 Muối ferat(IV):

20. Được điều chế bằng cách OXH huyền phù Fe(OH)3 trong môi trường kiềm

mạnh với Cl2 hoặc Br2 hay nung chảy bột sắt với muối nitrat của các kim loại kiềm hay hoà tan sắt ở điện cực anôt trong môi trường kiềm dặc nóng.

21. Về tính tan ferat giống với Cr và Sunfat. Các ferat kim loại kiềm và canxi tan trong nước còn các ferat stronti và bari ko tan. Khi tan trong nước ferat phân huỷ giải phóng khí oxi: FeO42- + 2OH+ 4Fe2+ + 10H2O + 3O2

Vd: 4K2FeO4 + 10H2O  4Fe(OH)3 + 3O2 + 8KOH

22. Là chất OXH rất mạnh mạnh hơn cả KMnO4 và phản ứng xảy đặc biệt

nhanh chóng trong môi trường axit. Vd: Nó OXH NH3 đến NO32-, Cr3+ đến CrO42-, AsO33- đến AsO43-…

23. K2FeO4 và BaFeO4 được nghiên cứu kĩ hơn hết:

24. K2FeO4 (kali ferat) được điều chế bằng cách oxh huyền phù Fe(OH)3 trong dung dịch kiềm mạnh bằng Cl2 hoặc Br2.

2Fe(OH)3 + 3Br2 + 10KOH  2K2FeO4 + 6KBr + 8H2O

25. hoặc nung nóng chảy hỗn hợp Fe2O3, KNO3 và KOH Fe2O3 + 3KNO3 + 4KOH  2K2FeO4 + 3KNO2 + 2H2O

4.Các muối sắt: 4.1 Muối sắt (II)

26. muối khan có màu trắng, tan trong nước hay ngậm nước thì có màu xanh lục

(lục nhạt) do khi tan trong nước các muối đều cho ion bát diện [Fe(H2O)6]2+ có màu đặc trưng. Ion bát diện [Fe(H2O)6]2+ cùng tồn tại trong một số ion tinh thể hiđrat, Fe(ClO4)Fe(OH)2.6H2O nàu lục FeSO4.7H2O màu lục,

(NH4)2Fe(SO2)Fe(OH)2.6H2O: màu lục. màu lục của [Fe(H2O)6]2+ rất yếu nên dung dịch của muối Fe2+ thục tế không có màu. Trong nhiều tinh thể hiđrat khác ko có ion [Fe(H2O)6]2+ như trong FeCl2.6H2O không có ion [Fe(H2O)6]2+ mà có ion [Fe(H2O)4Cl2]2+ trong nước ion [Fe(H2O)6]2+ bị thuỷ phân một phần làm cho dung dịch có phản ứng axit yếu.

4.1.a Đihalogenua : FeX2(X: Cl, Br, I, F )

27. Khi kết tinh từ dung dịch nước, muối halogenua thươnmgf ở dạng tinh thể

hiđrat FeX2.6H2O(trừ floua) ở các hexahidrat dễ tan không những trong nước mà cả trong rượu ở dạng khan màu của muối phụ thuộc vào bản chất của anion.

28. FeCl2 : màu trắng.

29. FeBr2 : màu vàng - lục.

30. FeI2 : màu nâu - đỏ.

31. FeF2 : màu trắng.

32. FeX2 Khan có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi khá cao.

33. FeCl2 nóng chảy ở 672oC và sôi ở 1030oC ( trong hơi của FeCl2 có cân bằng Fe2Cl4 ‡ ˆˆˆ ˆ† 2FeCl2

34. FeX2 có thể kết hợp với halogen kim loại kiềm(M) tạo nên muối kép M(FeX3) hay M2[FeX4]

Vd: FeCl2 + NaCl  Na[FeCl3]

35. Điều chế : Fe + HCl  FeCl2 + H2

Fe + Cl2 FeCl2

36. FeX2 có thể điều chế bằng tác dụng của kim loại với dung dich HX làm mất nước khi đun nóng các tinh thể hidrat thu được trong dòng khí HX sẽ thu được muối khan.

Fe + 2HCl + 6H2O  FeCl2.6H2O FeCl2.6H2O  FeCl2 + 6 H2O

• FeCl2 :

37. Được diều chế bằng cách hoà tan bột Fe vào axit HCl và cô đặc dung dịch

có kết tủa dạng FeCl2.6H2O hợp chất có màu lục hạt dễ tan trong nước

38. Dạng FeCl2 khan được điều chế bằng cách cho bột Fe tác dụng với khí hiđroclorua. Muối này dễ hình thành muối kép với các muối halogen của kim loại kiềm.

4.1.c) Sắt (II) sunfua(FeS):

39. Có trong tự nhiên dưới dáng sunfua sắt từ

40. Được điều chế từ sắt và lưu huỳnh ở nhiệt độ cao Fe + S →to FeS

41. Hoặc cho kết tủa từ dung dịch muối sắt (II) với khí sunfua kết tủa FeS khi còn vớt dễ bị OXH ngoài không khí.

42. FeS cũng có thể được điều chế từ pirit và Fe ở nhiệt độ cao FeS2 + Fe →to 2FeS

4.1.d) pirit (FeS2):

43. kết tinh giống NaCl FeS2 nguyên chất có màu vàng, có ánh kim, ở nhiệt độ cao dễ giải phóng S. Có trong tự nhiên và là nguyên liệu chính để điều chế khí sunfurơ trong sản xuất axit H2SO4

4.1.e) Sắt (II) sunfat :

44. Là chất dạng tinh thể, có màu trắng, phân huỷ ở trên 580oC

45. Hút ẩm và dễ tan trong nước và rượu. Kết tinh từ dung dịch nước ở nhiệt độ thường thu được tinh thể hiđrat hệ đơn tà FeSO4.7H2O có màu lục nhạt nóng chảy ở 64oC.

46. Khi đun nong tinh thể hiđrat FeSO4.7H2O mất dần nước và cuối cung f biến thành muối khan:

FeSO4.7H2O →60oC−800C FeSO4.4H2O 110oC−1600C→ FeSO4.H2O →300oC

FeSO4

47. Ở nhiệt độ cao muối khan phân huỷ thành oxit

2 FeSO4 580

oC

>

48. Trong không khí FeSO4.7H2O kém bền tinh thể FeSO4.7H2O một mặt lên hoa do mất nước, mặt khác bị oxh dần bởi oxi biến thành lớp màu vàng – nâu trên bề mặt

4FeSO4 + O2 + H2O  FeOHSO4

49. Dung dịch khi có mặt H2SO4 sẽ bền hơn đối với không khí nên được dùng làm chất khử trong nhiều phản ứng:

10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

6 FeSO4 + K2Cr2O7 +7H2SO4 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4FeSO4 + H2SeO3 + 2H2SO4 2 Fe2(SO4)3 + Se + 3H2O 3 FeSO4 + 3AgNO3 Fe2(SO4)3 + Fe(NO3)3 + 3Ag 6 FeSO4 + 3Hg(NO3)2 2 Fe2(SO4)3 + 2Fe(NO3)3 + Hg

2 FeSO4 + 2NaNO2 + H2O  Fe2(SO4)3 + Na2SO4 + 2NO + 2H2O

50. Với sunfut kim loại kiềm hay ôamoni muối FeSO4 dễ tạo nên muối kép M2

Fe(SO4)2.6H2O trong đó quan trọng đối với thực tế là (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O được gọi là muối Mo. Tinh thể muối Mo có màu lục, dễ kết tinh, ko hút ẩm và bền đối với oxi không khí hơn FeSO4.7H2O nên dược dùng trong hóa phân tích để pha dung dịch chuẩn của Fe2+ và dùng để định cỡ chất từ tính

51. FeSO4.7H2O được dùng đễ làm chất cắn màu của mực đen và dùng đễ chế các bột màu

52. Các tinh thể FeSO4.7H2O được điều chế bằng cách tác dung của kim loại, oxit kim loại, cacbonat kim loại với axit H2SO4

53. Muối khan được điều chế bằng cách làm mất nước của tinh thể FeSO4.7H2O khi đun nóng ( trong chân không hay dòng khí hidro đối với FeSO4 ) hoặc khi đun nóng với axit H2SO4 đặc

4.2Muối Sắt (III)

54. Dễ tan trong nước cho dung dịch chứa ion bát diện [Fe(H2O)6]3+ màu tím nhạt khi kết tinh từ dung dịch muối Fe(III) thường ở dạng tinh thể hidrat như FeF3.3H2O màu đỏ. FeCl3.6H2O màu nâu vàng, Fe(NO3)3.9H2O:màu tím, Fe(ClO4).10H2O : màu hồng, Fe2(SO4)3.12H2O: màu vàng và phèn sắt M(Fe(SO4)2.12H2O trong đó M: Na+, K+, Cs+, NH+) màu tím nhạt. 55. Màu của muối khan tuỳ thuộc vào bản chất của anion

56. Fe F3 : màu lục

57. FeCl3 : màu nâu - đỏ

58. FeBr3 : màu đỏ thẫm

59. Fe2(SO4)3 : màu trắng

60. Fe(SCN)3 : màu đỏ máu

61. Muối sắt (III) thuỷ phân mạnh hơn muối sắt (II)nên dung dịch có màu nâu và phản ứng axit mạnh tuỳ theo nòng độ pH của dung dịch có thể vào khoảng 2-3

[Fe(H2O)6]3+ + H2O ‡ ˆˆˆ ˆ† [FeOH(H2O)5]2+ + H3O+

[FeOH(H2O)5]2+ + H2O ˆ ˆ†‡ ˆˆ [Fe(OH)2(H2O)4]+ + H3O+

62. Muối sắt (III) trong dung dịch bị khử tương đối dễ bởi những ion I-, S2-, Sn2+, S2O32-.

Fe2(SO4)3 + 6KI  2FeI2 + I2 + 3K2SO4

FeCl3 + H2S  FeCl2 + 2HCl + S 2FeCl3 + SnCl2 2FeCl2 + SnCl4

2FeCl3 + 2Na2S2O3 2FeCl2 + Na2S4O6 + 2NaCl

63. Bởi vậy tù dung dịch không thể tách ra những hợp chất FeI3 và Fe2S3

Các hợp chất sắt (III) tiêu biểu :

a) Sắt (III) florua (FeF3):

64. Được điều chế bằng cách hoà tan Fe(OH)3 vào HF tạo thành kết tinh dạng muối hidrat FeF3.2H2O

65. Cho một lượng dư muối florua của kim loại kiềm vào dung dịch sắt (III) florua thu được các phức chất Vd: cho muối kali florua vào dung dịch sắt (III)florua sẽ có sự tạo thành kali hexafloroferat(III) ( K3[FeF6])

66. Dung dịch muối sắt (III) ban đầu có màu vàng khi tạo phức sẽ mất màu

b) Sắt (III) clorua (FeCl3)

67. Được điều chế từ bột sắt và flo : 2Fe + 3Cl2

o

t

→ 2FeCl3

68. hoặc dùng muối FeCl2 Tác dụng với clo: 2FeCl2 + Cl2

o

t

→ 2FeCl3

69. Hợp chất có màu nâu và dễ thăng hoa, nhiệt độ thăng hoa của FeCl3 ở 529K

70. Ở trạng thái khí và ở 700oC FeCl3 tồn tại dạng đime( Fe2Cl6) ở trên 700oC Fe2Cl6 phân huỷ thành monome FeCl3

71. FeCl3 dễ hoà tan trong nước, trong rượu etylic và hình thành một dãy hiđrat với nước.

72. Dung dịch FeCl3 khi cho HCl hay các ion Cl- vào dung dịch FeCl3 sẽ có sự thay đổi màu từ máu nâu sang màu nâu rất nhạt điều này chứng tỏ hình thành các ion phức

FeCl3 + Cl- [FeCl4]-

73. Là chất oxh khi tác dụng với các chất khử : 2FeCl3 + 2KI  FeCl2 + I2 + 2KCl 2FeCl3 + Fe  3FeCl2

2FeCl3 + Cu  2FeCl2 + CuCl2

2FeCl3 + H2S  2FeCl2 + S + 2HCl

74. Dùng làm chất bám màu trên vải sợi và dùng làm chất oxh trong tổng hợp hữu cơ.

c) Sắt (III) sunfat (Fe2(SO4)3)

75. Được điều chế bằng cách đun Fe2O3 trong axit sunfurit đặc, cô đặc dung dịch sẽ có kết tủa Fe2(SO4)3 màu vàng không ngậm nước

2FeO + 4H2SO4(đ) o t → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O Fe2O3 + 3H2SO4 o t → Fe2(SO4)3 + H2O

76. Fe2(SO4)3 có thể hình thành một loạt các hiđrat và nhiều loại phèn khác thông dụng nhất là phên amoni- sắt màu tím (NH4Fe(SO4)Fe.12H2O) dung dịch phèn này có màu nâu, do có một phần phèn bị thuỷ phân.

B: HỌ PLATIN

 CÁC ĐƠN CHẤT: I, Đặc điểm chung:

- Họ platin gồm các nguyên tố: Ruteni(Ru), Rođi(Rh), Palađi(Pd), Osmi(Os), Iriđi(Ir), Platin(Pt).

- Những nguyên tố họ Platin khác nhau nhiều về độ bền, trạng thái OXH,….Và cũng không giống nhiều với nguyên tố họ sắt.

Đặc của các nguyên tố họ platin:

Nguyê n tố

(E)

ST T

Năng lượng ion hoá eV thế điện cực chuẩn V M2+/M I1 I2 I3 I4 Ru 44 7.36 16.76 28.46 46.52 0.45 Rh 45 7.46 18.07 31.05 45.63 0.60 Pd 46 8.33 19.42 32.93 48.77 1.0 Os 76 8.7 15 25 40 0.85 Ir 77 9.2 16 27 39 1.15 Pt 78 9.0 8.56 28.55 41.13 1.2

- Cấu hình electron chung: (n-1)d6-10ns0-2.

- Có nhiều số OXH khác nhau trong các hợp chất.

- Các số OXH đặc trưng nhất biến đổi đều theo hàng và nhóm:

+ Trong một hàng từ trái qua phải số OXH của các nguyên tố giảm xuống.

+ Từ trên xuống dưới trong một nhóm độ bền của số OXH đặc trưng tăng lên.

Những nét chung của họ platin:

• Trong hợp chất liên kết hoá học chủ yếu là liên kết CHT.

• Các hợp chất: Oxit, halogen, sunfua, photphin không có vai trò quan trọng về lý thuyết và thực tế.

• Đặc điểm nổi bật của các nguyên tố họ platinlà khả năng tạo nên nhiều phức chất.

• Tất cả các nguyên tố (trừ Pd và Pt) đều tạo nên những cacbonyl kim loại.

• Đa số phức chất của kim loại họ platin ở trạng thái hoá trị 3 và 4 có cấu hìnhbát diện.

• Các kim loại có hoạt tính xúc tác cao nhất là Pd và Pt.

II, Trạng thái tự nhiên:

- Các nguyên tố platin luôn đồng hành với nhau và là các nguyên tố rất hiếm. - Trử lượng của chúng trong vỏ Trái Đất là vào khoảng 10-6% tổng số nguyên

- Những lượng nhỏ kim loại họ platin còn có trong khoáng vật của ni ken và đồng.

- Quặng Platin độc lập thường tồn tại dưới dạng platin asennua(PtAs2). - Quặng Platin đi kèm với Plađi, Niken thông thường tồn tại dưới dạng

sunfua(Pt, Pd, Ni)S

- Palađi thường đi kềm với thuỷ ngân, vàng, Atimon dưới dạng hợp kim:

III, Tính chất vật lý:

− Các nguyên tố họ platin là kim màu trắng bạc và có ánh kim.

− Tinh thể của Ru và Os có mạng lưới lục phương, 4 kim loại còn lại có mạng lưới tinh thể lập phương tâm diện.

− Hằng số vật lý quan trọng của kim loại họ platin:

Kim loại E Nđnc, oC Nđs, oC Nhiệt thăng hoaKj/mol Tỉ khối Độ cứng (thang Moxơ) Độ dẫn điện (Hg=1) Ru 2250 4200 603 12.4 6.4 10 Rh 1963 3700 447 12.4 6.0 19 Pd 1554 2940 381 12.0 4.8 10 Os 3027 5000 670 22.7 7.0 11 Ir 2450 4500 669 22.6 6.25 16 Pt 1769 3800 556 21.5 4.3 10

− Các kim loại họ platin đều khó nóng chảy và khó sôi nhất là Os.

− Platin là kim loại dẻo dai nhất, dể kéo sợi và dể dát mỏng, Plađi mềm, Iriđi cứng và chắc, Ruteni và Osmi dòn.

− Các kim loại họ platin có khả năng tọ hợp kim với nhau và với các kim loại khác.

IV, Tính chất hoá học;

- Kim loại họ platin hoạt động hoá học kém hơn nhiều so với họ sắt. Chúng là

những kim loại quý cùng với vàng và bạc.

 Ở điều kiện thường không bị gỉ trong không khí.

 Ru, Os ở dạng bột khi đun nóng với O2 tạo RuO2, OsO4. Ru + O2 → RuO2

Os + 2O2 → OsO4

 Ở nhiệt độ nóng đỏ Rh, Ir, Pd tác dụng với O2 tạo Rh2O3, IrO2, PdO Ir + O2 → IrO2

Rh + O2 → Rh2O3

2Pd + O2 → 2PdO

 Ở nhiệt độ cao các Oxit phân huỷ, kim loại ngừng tác dụng với O2.

 Platin bền nhất đối với O2 ở nhiệt độ cao.

 Br2 lỏng tác dụng chậm với plađin ở nhiệt độ thường.

 Khi đun nong họ platin tác dụng hầu hết với phi kim như; S, P, Si, As.

 Plađin có thể tác dụng với HNO3đặc, H2SO4đặc còn Pt chỉ tan trong nước cường thuỷ:

 3Pt + 4HNO3 +18 HCl 3H2PtCl6 + 4NO + 8H2O

Kim loại họ platin tác dụng với kiềm nóng chảy khi có O2 hay chất OXH khác.

Khả năng hấp thụ hiđrô của platin và palađi rất cao. Ở áp suất thường và 80oC 1 thể tích platin hấp thụ100 và palađi hấp thụ 900 thể tích hiđrô .

V

, Ứng dụng của các kim loại họ platin:

- Platin là vật liệu quan trọng để chế tạo các dụng cụ và thiết bị của các phòng thí nghiệm hoá học.Dùng sản xuất các lưới platin làm xúc tác. Dùng làm điện cực công nghiệp, làm các pin nhiệt điện, các nhiệt kế điện trở. Một phần nhỏ platin và hợp kim dùng sản xuất đồ trang sức.

- Palađi làm chất xúc tác trong công nghiệp.

Palađi hợp kim với vàng tạo thành vàng trắng dùng để bít răng và làm răng giả. Rođi dưới dạng hợp kim với platin dùng để sản xuất các pin nhiệt điện, lưới platin cho các quá trình xúc tác, sản xuất các dây điện trở cho lò điện và lò nung cao cấp.

- Iriđi dùng để sản xuất đầu ngòi bút máy, dùng cho hợp kim với platin để tăng cường độ cứng của platin.

- Ruteni và osimi có ứng dụng như iriđi.

B, CÁC HỢP CHẤT:

I, Hợp chất của Ru và Os:

1, Cacbonyl kim loại:

- Ru và Os tạo nên những hợp chất Cacbonyl kim loại như: Ru(CO)5 : chất lỏng không màu.

Os(CO)5 : chất lỏng không màu. Ru3(CO)12: chất rắn màu lục.

Os3(CO)12: chất rắn màu vàng, tnc= 224oC [Ru(CO)4Cl2]; [Os(CO)4Cl2]...

2, Các đioxit EO2

a, tính chất vật lý:

Ruteni oxit (RuO2) và Osimi oxit(OsO2) là chất ở dạng tinh thể màu đen. RuO2 : tnc = 955oC, tphân huỷ = 1100oC

OsO2 : phân huỷ ở 500oC

b, tính chất hoá học:

- Bị H2 khử thành kim loại khi đun nóng: RuO2 + 2H2 → Ru + 2H2O OsO2 + 2H2 → Os + 2H2O

- Tan trong dung dịch HCltạo thành phức chất: EO2 + 6HCl → H2ECl2 + 2 H2O

Ru + O2 RuO2 - Đốt RS2 trong O2 RS2 + 3O2 → RuO2+ 2SO2 Os + OsO4 2 OsO2 3, Hợp chất Ru(VI) và Os(VI): a, Tính chất vật lý:

OsF6 : chất dạng tinh thể màu vàng, có tnc = 34,5oC, ts= 47,5oC.Hơi không màu ,