Ako sa dvojmocné železo líši od trojmocného železa?

Predtým, než pôjdeme do detailov, pokúsime sa dohodnúť na definíciách a pripomenúť čitateľovi, že v úzkom terminologickom zmysle je valencia prvku (v tomto prípade železa) zvyčajne chápaná ako schopnosť jeho atómov tvoriť určitý počet kovalentných väzieb s inými prvkami.

Keďže termín „kovalentná väzba“ znamená podstatnú silu tejto väzby, v prípade následného zváženia takýchto tried zlúčenín ako „čistých“ solí železa bude vhodnejšie používať výrazy „oxidačný stav“ alebo „náboj“ v diskusii a koordináciu a komplexnosť pokiaľ je to možné, zlúčeniny v tejto situácii by mali byť vo všeobecnosti vylúčené z úvahy - inak by bolo zbytočné tvrdiť, čo presne je „pravá valencia“ a ako presne by sa mali brať do úvahy.

Situácia so železom je zaujímavá skutočnosťou, že v niektorých prípadoch nie je možné jasne rozlíšiť medzi zlúčeninami dvoch (II) a troch (III) valenčných železníc: napríklad oxid železitý (II) - čierny, známy v prírode ako wustitový minerál (je to oxid železitý); oxid železitý (III) - minerál hematitu minerál červenohnedý (tiež známy ako oxid železitý); a nakoniec oxid železitý (II, III) - feromagnetický čierny minerálny magnetit (tiež známy ako oxid železitý) - na rozdiel od prvých dvoch má nielen veľmi silné magnetické vlastnosti, ale má aj významnú elektrickú vodivosť, - čo z neho robí špeciálne elektródy pre niekoľko špecifickýchprípady. Vo všeobecnom prípade železo tvorí dve oddelené série zlúčenín pre každú valenciu a predovšetkým soli so širokou škálou kyselín (vrátane organických).

Z praktického hľadiska je oveľa zaujímavejšie, že ióny železa (II) a (III) majúveľký rozdiel v elektrochemickom potenciálipri transformácii z jedného oxidačného stavu na druhý (podľa referenčnej knihy Lurie, známej každému chemikovi). pre normálne podmienky je jeho hodnota definovaná ako ~ 0,77 voltov) - a to znamená, že vo väčšine prípadov zlúčeniny železa (II) môžu pôsobiť ako redukčné činidlá, zatiaľ čo sú oxidované na železo (III) a zlúčeniny železa (III) môžu pôsobiť ako oxidačné činidlá izoláciou na železo (II).

Dva jednoduché príklady domácnosti na ilustráciu

V predajni záhradných potrieb nájdete plastové utesnené vrecká s modrozeleným hydrátom síranu železitého (II), ktorý sa tiež nazýva „síran železitý“ a často sa používa ako fungicíd - ale ak urobíte dieru vo vrecku pre úplne voľný vzduch, potom len niekoľko dní okolo neho sa vytvára špinavá červenohnedá škvrna zo základných síranov železitých (III) v dôsledku oxidácie vzduchu kyslíkom.

Prakticky každý rádioamatér vie, že chlorid železitý sa môže použiť na prototyp dosiek s plošnými spojmi doma, ktorého teplé riešenie „zje“ nechránenú medenú fóliu na palube obrobkov v priebehu niekoľkých minút - hoci za normálnych podmienok je meď veľmi, veľmi stabilná!

Tu na konciBude zaujímavé poznamenať, že hemoglobín obsahujúci bielkoviny železa v našej krvi má železo (II), ale jeho schopnosť reverzibilne viazať kyslík a transportovať ho cez tkanivá tela s vyššie uvedeným prechodom valencie železa (II) a naopak V žiadnom prípade nie sú prepojené - aj keď existujú zvedavé teórie, ktoré ukazujú potenciálne mechanizmy pre generovanie „anorganického proto-života“ na starovekej Zemi práve vďaka relatívne ľahkej reverzibilite prechodu železom (II) /(III).

Takže zhrnieme: z hľadiska valencie (II) /(III) železo ľahko tvorí tri triedy zlúčenín:

  1. Kde je dvojmocný - a takéto zlúčeniny sú často dosť silné redukčné činidlá.
  2. Tam, kde je trojmocný - a takéto zlúčeniny môžu zvyčajne pôsobiť ako stredné oxidanty.
  3. Tam, kde je to v rovnakom čase av skutočnosti av inom štáte - správanie sa takýchto zlúčenín môže byť úplne odlišné v závislosti od podmienok (vrátane reakcie proproporcionácie).