Изучение свойств оксида и гидроксидов железа (III), получение гидроксидов железа (III)

Гидроксид железа(III)

— неорганическое соединение, полигидрат оксида железа (III) (гидроксид металла железа) с формулой Fe2O3*nH2O, красновато-коричневые кристаллы, не растворяется в воде. Соединение стехиометрического состава Fe(OH)3 не выделено.[1] Проявляет слабые амфотерные свойства с преобладанием основных. При выдерживании под щелочным раствором переходит в метагидроксид железа (FeO(OH)).[1]

Химические свойства

• При частичной дегидратации разлагается до железистой кислоты (или метагидроксида железа):

\mathsf{Fe_2O_3* nH_2O \ \xrightarrow{T}\ FeO(OH) + (n-1)H_2O } (200-250^\circ C)

• Разлагается при нагревании:

\mathsf{Fe_2O_3*nH_2O \ \xrightarrow{500-700}\ Fe_2O_3 + nH_2O }

• Реагирует с кислотами:

\mathsf{Fe_2O_3 * nH_2O + 6HCl \ \xrightarrow{}\ 2FeCl_3 + (n+3)H_2O }

• и щелочами:

\mathsf{Fe_2O_3 * nH_2O + 3KOH \ \xrightarrow{concentrated}\ Fe_2O_3 (colloid) + (K_3[Fe(OH)_6] impurity) }

Соли железа

• Соли, в которых железо имеет степень окисления +2 (FeCl2, FeSO4), обладают восстановительными свойствами: сульфат железа FeSO4 применяют в качестве фунгицидов, консерванта древесины, как компонент электролитов;
• хлорид железа FeCl2 применяют для получения хлорида железа (III), в качестве катализатора в органическом синтезе.

В начало страницы

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.-Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Рипан Р., Четяну И.
  Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.

Получение

Гидроксид железа (II) может быть получен в виде осадка в обменных реакциях растворов солей железа (II) со щёлочью, например:

FeSO4 + 2KOH ⟶ Fe(OH)2↓ + K2SO4

Образование гидроксида железа (II) является одной из стадий ржавления железа:

2Fe + 2H2O + O2 ⟶ 2Fe(OH)2 Также гидроксид железа (II) может быть получен электролизом раствора солей щелочных металлов(например хлорида натрия) при перемешивании. Сначала образуется соль железа, которая при реакции с образовавшимся гидроксидом натрия даёт гидроксид железа. Чтобы получить двухвалентный гидроксид нужно вести электролиз при большой плотности тока. Реакция в общем виде: Fe + 2H2O ⟶ Fe(OH)2↓ + H2

Отрывок, характеризующий Гидроксид железа(III)

– Мама расскажите, что с вами было в амбаре? Пелагея Даниловна улыбнулась. – Да что, я уж забыла… – сказала она. – Ведь вы никто не пойдете? – Нет, я пойду; Пепагея Даниловна, пустите меня, я пойду, – сказала Соня. – Ну что ж, коли не боишься. – Луиза Ивановна, можно мне? – спросила Соня. Играли ли в колечко, в веревочку или рублик, разговаривали ли, как теперь, Николай не отходил от Сони и совсем новыми глазами смотрел на нее. Ему казалось, что он нынче только в первый раз, благодаря этим пробочным усам, вполне узнал ее. Соня действительно этот вечер была весела, оживлена и хороша, какой никогда еще не видал ее Николай. «Так вот она какая, а я то дурак!» думал он, глядя на ее блестящие глаза и счастливую, восторженную, из под усов делающую ямочки на щеках, улыбку, которой он не видал прежде. – Я ничего не боюсь, – сказала Соня. – Можно сейчас? – Она встала. Соне рассказали, где амбар, как ей молча стоять и слушать, и подали ей шубку. Она накинула ее себе на голову и взглянула на Николая. «Что за прелесть эта девочка!» подумал он. «И об чем я думал до сих пор!» Соня вышла в коридор, чтобы итти в амбар. Николай поспешно пошел на парадное крыльцо, говоря, что ему жарко. Действительно в доме было душно от столпившегося народа. На дворе был тот же неподвижный холод, тот же месяц, только было еще светлее. Свет был так силен и звезд на снеге было так много, что на небо не хотелось смотреть, и настоящих звезд было незаметно. На небе было черно и скучно, на земле было весело. «Дурак я, дурак! Чего ждал до сих пор?» подумал Николай и, сбежав на крыльцо, он обошел угол дома по той тропинке, которая вела к заднему крыльцу. Он знал, что здесь пойдет Соня. На половине дороги стояли сложенные сажени дров, на них был снег, от них падала тень; через них и с боку их, переплетаясь, падали тени старых голых лип на снег и дорожку. Дорожка вела к амбару. Рубленная стена амбара и крыша, покрытая снегом, как высеченная из какого то драгоценного камня, блестели в месячном свете. В саду треснуло дерево, и опять всё совершенно затихло. Грудь, казалось, дышала не воздухом, а какой то вечно молодой силой и радостью. С девичьего крыльца застучали ноги по ступенькам, скрыпнуло звонко на последней, на которую был нанесен снег, и голос старой девушки сказал: – Прямо, прямо, вот по дорожке, барышня. Только не оглядываться. – Я не боюсь, – отвечал голос Сони, и по дорожке, по направлению к Николаю, завизжали, засвистели в тоненьких башмачках ножки Сони. Соня шла закутавшись в шубку. Она была уже в двух шагах, когда увидала его; она увидала его тоже не таким, каким она знала и какого всегда немножко боялась. Он был в женском платье со спутанными волосами и с счастливой и новой для Сони улыбкой. Соня быстро подбежала к нему. «Совсем другая, и всё та же», думал Николай, глядя на ее лицо, всё освещенное лунным светом. Он продел руки под шубку, прикрывавшую ее голову, обнял, прижал к себе и поцеловал в губы, над которыми были усы и от которых пахло жженой пробкой. Соня в самую середину губ поцеловала его и, выпростав маленькие руки, с обеих сторон взяла его за щеки. – Соня!… Nicolas!… – только сказали они. Они подбежали к амбару и вернулись назад каждый с своего крыльца. Когда все поехали назад от Пелагеи Даниловны, Наташа, всегда всё видевшая и замечавшая, устроила так размещение, что Луиза Ивановна и она сели в сани с Диммлером, а Соня села с Николаем и девушками. Николай, уже не перегоняясь, ровно ехал в обратный путь, и всё вглядываясь в этом странном, лунном свете в Соню, отыскивал при этом всё переменяющем свете, из под бровей и усов свою ту прежнюю и теперешнюю Соню, с которой он решил уже никогда не разлучаться. Он вглядывался, и когда узнавал всё ту же и другую и вспоминал, слышав этот запах пробки, смешанный с чувством поцелуя, он полной грудью вдыхал в себя морозный воздух и, глядя на уходящую землю и блестящее небо, он чувствовал себя опять в волшебном царстве. – Соня, тебе хорошо? – изредка спрашивал он. – Да, – отвечала Соня. – А тебе ? На середине дороги Николай дал подержать лошадей кучеру, на минутку подбежал к саням Наташи и стал на отвод. – Наташа, – сказал он ей шопотом по французски, – знаешь, я решился насчет Сони. – Ты ей сказал? – спросила Наташа, вся вдруг просияв от радости. – Ах, какая ты странная с этими усами и бровями, Наташа! Ты рада? – Я так рада, так рада! Я уж сердилась на тебя. Я тебе не говорила, но ты дурно с ней поступал. Это такое сердце, Nicolas. Как я рада! Я бываю гадкая, но мне совестно было быть одной счастливой без Сони, – продолжала Наташа. – Теперь я так рада, ну, беги к ней. – Нет, постой, ах какая ты смешная! – сказал Николай, всё всматриваясь в нее, и в сестре тоже находя что то новое, необыкновенное и обворожительно нежное, чего он прежде не видал в ней. – Наташа, что то волшебное. А? – Да, – отвечала она, – ты прекрасно сделал. «Если б я прежде видел ее такою, какою она теперь, – думал Николай, – я бы давно спросил, что сделать и сделал бы всё, что бы она ни велела, и всё бы было хорошо». – Так ты рада, и я хорошо сделал? – Ах, так хорошо! Я недавно с мамашей поссорилась за это. Мама сказала, что она тебя ловит. Как это можно говорить? Я с мама чуть не побранилась. И никому никогда не позволю ничего дурного про нее сказать и подумать, потому что в ней одно хорошее. – Так хорошо? – сказал Николай, еще раз высматривая выражение лица сестры, чтобы узнать, правда ли это, и, скрыпя сапогами, он соскочил с отвода и побежал к своим саням. Всё тот же счастливый, улыбающийся черкес, с усиками и блестящими глазами, смотревший из под собольего капора, сидел там, и этот черкес был Соня, и эта Соня была наверное его будущая, счастливая и любящая жена. Приехав домой и рассказав матери о том, как они провели время у Мелюковых, барышни ушли к себе. Раздевшись, но не стирая пробочных усов, они долго сидели, разговаривая о своем счастьи. Они говорили о том, как они будут жить замужем, как их мужья будут дружны и как они будут счастливы. На Наташином столе стояли еще с вечера приготовленные Дуняшей зеркала. – Только когда всё это будет? Я боюсь, что никогда… Это было бы слишком хорошо! – сказала Наташа вставая и подходя к зеркалам. – Садись, Наташа, может быть ты увидишь его, – сказала Соня. Наташа зажгла свечи и села. – Какого то с усами вижу, – сказала Наташа, видевшая свое лицо.

Норма железа в крови (Fe, Iron)

Для поддержания жизнедеятельности каждой клетке нужен кислород. Его доставка осуществляется специальными кровяными тельцами, внутри которых расположен непосредственный переносчик – гемоглобин. Структура данного белка довольно сложная, одна из ключевых особенностей – наличие в нем ионов Fe, без которого протеин полностью утрачивает свои способности и не может выполнять функцию газообмена. Таким образом, основная роль данного макроэлемента – участие в обеспечении всех органов и тканей кислородом.

Железо, которое находится внутри эритроцитов, не определяется при стандартной биохимии. Существует еще депонированное (в печени, селезенке) и внеклеточное (сывороточное).

Сывороточное – находится в плазме и делится на две фракции – свободное и белковосвязанное. Свободное очень токсично, поэтому быстро выводится из кровотока либо в направлении утилизации, либо связывается с белками.

Белковосвязанное соединено с трансферином, и именно оно учитывается при биохимическом анализе. Несмотря на то, что эта фракция относительно мала по сравнению с другими, уровень белковосвязанного наилучшим образом отражает обмен макроэлемента.

Активность клеточного дыхания зависит от многих факторов: массы тела, роста, возраста, физической и умственной нагрузки, метаболизма. Соответственно кислородной потребности у организма изменяется и необходимость ферруме. Так, у детей до 1 года норма Iron составляет 7,2 – 18,0 мкмоль/л. У детей до 14 лет – от 9,0 до 21,5. У взрослых показатель зависит от пола:

Мужчины: 10,7 – 30,4;

Женщины: 9,0 – 23,3.

Увеличение встречается несколько реже и связано с:

• Гемолитической анемией (повреждение эритроцитарной мембраны);
• Недостатком фолиевой кислоты, витаминов В6 и В12;
• Генетической патологией форменных элементов красной крови и тонкого кишечника;
• Вирусным, токсическим гепатитом, пиелонефритом, гломерулонефритом;
• Передозировкой железосодержащими препаратами.

Специфической клиники повышенного содержания феррума – нет, однако такому состоянию сопутствуют патологически высокий гемоглобин на фоне снижения количества эритроцитов, нарушение пигментации кожи, боли в верхней половине живота.

Значительно чаще встречается нехватка металла в организме, что указывает на:

• Недостаточное его поступление с пищей (в сутки для среднестатистического человека нужно 10-15 мг);
• Частые или хронические инфекции, особенно желудочно-кишечного тракта, гепато-билиарной системы;
• Недостаточное всасывание в тонком кишечнике;
• Цирроз, тяжелые гепатозы (печень не способна вырабатывать белки-переносчики);
• Хронические кровотечения (язва желудка, язвенный колит, геморрой, анальная трещина);
• Злокачественные опухоли (большие, с распадом, генерализованные, системные, метастатические).

Концентрация может уменьшаться при беременности, хотя это больше физиологический процесс, нежели патология.

Симптомы сниженного содержания – это, в первую очередь, клиника малокровия:

• Слабость;
• Одышка;
• Сердцебиение;
• Бледность кожных покровов и слизистых;
• Повышенная утомляемость.

Кроме того, дефицит приводит к:

• Патологическим изменениям в системе иммунитета, что проявляется частыми инфекционными заболеваниями;
• Расстройству пищеварения и всасывания многих полезных веществ, в том числе и витаминов;
• Ухудшению здоровья кожи и слизистых (нарушение их барьерной функции);
• Общей задержке роста и развития;
• Когнитивным расстройствам.

Измерение Fe в биохимическом анализе является обязательным при подозрении на анемию (наличие симптомов, сдвиги в других исследованиях). Для диагностики иных состояний железо должно определяться в комплексе с дополнительными методами.