Нитрат железа(III)

11.06.2021

Нитрат железа(III) — неорганическое химическое соединение, соль азотной кислоты и трехвалентного железа.

Физические свойства

При обычной температуре в зависимости от концентрации и содержания в растворе кислоты нитрат железа (III) кристаллизуется в виде почти бесцветных кубиков, имеющих состав Fe(NO3)3·6H2O, или в моноклинных кристаллах состава Fe(NO3)3·9H2O.

Гексагидрат нитрата железа(III) Fe(NO3)3·6H2O — светло-фиолетовые гигроскопичные кристаллы с кубической решёткой. Образуется при кристаллизации из водных растворов с содержанием HNO3 не менее 57 % и 28 % Fe(NO3)3.

Нонагидрат нитрата железа(III) Fe(NO3)3·9H2O — очень гигроскопичные светло-фиолетовые кристаллы с моноклинной решёткой (a = 0,140 нм, b = 0,970 нм, c = 1,103 нм, β=95,52°, пространственная группа P21/с). Хорошо растворяются в воде. При нагревании плавится при 50,1 °C. Процесс сопровождается частичным разложением исходного продукта с выделением HNO3 и последующим кипячением раствора при 125 °C.

Таблица растворимости нитрата железа (III) в воде (в пересчете на безводную соль):

Растворяется также в ацетоне, эфире, этаноле.

Безводный нитрат железа(III) получить не удалось.

В растворе бледно-фиолетовый гексааквакатион [Fe(H2O)6]3+ преобладает только в том случае, если pH~0. При более высоких значениях pH раствор желтеет из-за гидролиза, а если pH выше 2-3, происходит дальнейшая конденсация и начинается образование коллоидных гелей, и в конечном итоге образуется красновато-коричневый осадок гидратированного оксида железа (III).

Получение

  • Нитрат железа(III) получают взаимодействием железной стружки с 20-30 % раствором азотной кислоты:
F e + 4 H N O 3 ⟶ F e ( N O 3 ) 3 + 2 H 2 O + N O ↑ {displaystyle {mathsf {Fe+4HNO_{3}longrightarrow Fe(NO_{3})_{3}+2H_{2}O+NOuparrow }}}
  • В производстве этот процесс проводят, продувая через раствор воздух:
4 F e + 12 H N O 3 + 3 O 2 ⟶ 4 F e ( N O 3 ) 3 + 6 H 2 O {displaystyle {mathsf {4Fe+12HNO_{3}+3O_{2}longrightarrow 4Fe(NO_{3})_{3}+6H_{2}O}}}
  • В лабораторной практике нитрат железа(III) можно получить обменной реакцией:
F e 2 ( S O 4 ) 3 + 3 B a ( N O 3 ) 2 ⟶ 2 F e ( N O 3 ) 3 + 3 B a S O 4 ↓ {displaystyle {mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}+3Ba(NO_{3})_{2}longrightarrow 2Fe(NO_{3})_{3}+3BaSO_{4}downarrow }}}
  • Добавив к гидроксонитрату церия(IV) азотную кислоту и сульфат железа(II), получим следующие продукты реакции:
C e ( N O 3 ) 3 O H + 3 H N O 3 + F e S O 4 ⟶ C e ( N O 3 ) 3 + F e ( N O 3 ) 3 + H 2 S O 4 + H 2 O {displaystyle {mathsf {Ce(NO_{3})_{3}OH+3HNO_{3}+FeSO_{4}longrightarrow Ce(NO_{3})_{3}+Fe(NO_{3})_{3}+H_{2}SO_{4}+H_{2}O}}}

Химические свойства

  • В водных растворах нитрат железа(III) подвергается сильному гидролизу:
F e ( N O 3 ) 3 + 2 H 2 O ⇄ F e ( O H ) 2 N O 3 + 2 H N O 3 {displaystyle {mathsf {Fe(NO_{3})_{3}+2H_{2}O ightleftarrows Fe(OH)_{2}NO_{3}+2HNO_{3}}}}

Равновесие можно сместить в обратную сторону сильно подкислив раствор HNO3.

  • Разрушается разбавленными щелочами:
2 F e ( N O 3 ) 3 + 6 N a O H + ( n − 6 ) H 2 O ⟶ F e 2 O 3 ⋅ n H 2 O ↓ + 6 N a N O 3 {displaystyle {mathsf {2Fe(NO_{3})_{3}+6NaOH+(n-6)H_{2}Olongrightarrow Fe_{2}O_{3}cdot nH_{2}Odownarrow +6NaNO_{3}}}}
  • При нагревании разлагается:
4 F e ( N O 3 ) 3 →   t   2 F e 2 O 3 + 12 N O 2 ↑ + 3 O 2 ↑ {displaystyle {mathsf {4Fe(NO_{3})_{3}{xrightarrow { t }}2Fe_{2}O_{3}+12NO_{2}uparrow +3O_{2}uparrow }}}

- Выступает в роли окислителя с металлами, например, с медью:

9Cu + 8Fe(NO3)3 = 9Cu(NO3)2 + 6NO + 4Fe2O3

Применение

  • Применяется как коагулянт при очистке сточных вод.
  • При окраске тканей и шерсти используют нитрат железа(III) как протраву.
  • Нитрат железа(III) является катализатором для синтеза амида натрия из раствора натрия в аммиаке:
2 N H 3 + 2 N a → F e ( N O 3 ) 3 2 N a N H 2 + H 2 {displaystyle {mathsf {2NH_{3}+2Na{xrightarrow {Fe(NO_{3})_{3}}}2NaNH_{2}+H_{2}}}}
  • Некоторые глины, пропитанные нитратом железа(III), являются полезными окислителями в органическом синтезе.
  • Используется ювелирами и кузнецами для протравки серебра и его сплавов.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий: