Залізо - загальна характеристика елемента, хімічні властивості заліза та його сполук. Визначення радіусів атомів та іонів Максимальний радіус атома має залізо

Рис 46. Частки, що стикаються, в кристалі

Застосування рентгенових променів до дослідження кристалів дає можливість не тільки встановлювати внутрішню будову останніх, а й визначати розміри частинок.утворюють кристал, - атомів чи іонів.

Щоб зрозуміти, як виробляються такі обчислення, уявімо, що частинки, з яких побудований кристал, мають сферичну форму і стикаються одна з одною. У такому разі ми можемо вважати, що відстань між центрами двох сусідніх частинок дорівнює сумі їх радіусів (рис. 46). Якщо частинками є атоми простого і відстань з-поміж них виміряно, цим визначається і радіус атома, очевидно, рівний половині знайденого відстані. Наприклад, знаючи, що для кристалів металевого натрію константа решітки dдорівнює 3,84 ангстрема, знаходимо, що радіус rатома натрію дорівнює.

Дещо складніше виробляється визначення радіусів різних іонів. Тут не можна просто ділити відстань між іонами навпіл, оскільки розміри іонів неоднакові. Але якщо радіус одного з іонів r 1 відомий, радіус іншого r 2 легко перебуває простим відніманням:

r 2 = d - r 1

Звідси випливає, що з обчислення радіусів різних іонів за константами кристалічних ґрат потрібно знати радіус хоча б якогось одного іона. Тоді знаходження радіусів решти всіх іонів вже не представить труднощів.

За допомогою оптичних методів вдалося досить точно визначити радіуси іонів фтору F (1,33 А) та кисню O - (1,32 А); ці радіуси і є вихідними величинами при обчисленні радіусів інших іонів. Так, наприклад, визначення константи грат окису магнію MgO показало, що вона дорівнює 2,1 ангстрема. Віднімаючи звідси величину радіусу іона кисню, знаходимо радіус іона магнію:

2,1 - 1,32 = 0,78 Å

Константа грат фтористого натрію дорівнює 2,31 Å; так як радіус іона фтору 1,33 ангстрема, радіус іона натрію повинен дорівнювати:

2,31 -1,33 = 0,98 Å

Знаючи радіус іона натрію та константу грат хлористого натрію, легко розрахувати радіус іону хлору і т.д.

Таким шляхом визначено радіуси майже всіх атомів та іонів.

Загальне уявлення розміри цих величин дають дані, наведені в табл. 7.

Таблиця 7

Радіуси атомів та іонів деяких елементів

Як показують ці дані, у металів радіуси атомів більше, ніж радіуси іонів, у металоїдів, навпаки, радіуси іонів більше, ніж радіуси атомів.

Відносні розміри іонів, що утворюють кристал, впливають на структуру просторової решітки. Так, наприклад, два дуже подібні за своєю хімічною природою - CsCl і NaCl проте утворюють грати різного типу, причому в першому випадку кожен позитивний іон оточений вісьмома негативними іонами, а в другому - тільки шістьма. Ця відмінність пояснюється тим, що розміри іонів цезію

і натрію неоднакові. Ряд міркувань змушує прийняти, що іони повинні розташовуватися в кристалі так, щоб кожен менший іон по можливості повністю заповнював простір між навколишніми великими іонами і навпаки; Іншими словами, негативні іони, які майже завжди більші за позитивні, повинні можливо тісніше оточувати позитивні іони, інакше система буде нестійкою. Так як радіус іона Cs + дорівнює 1,65 Å, а іона Na + тільки 0,98 Å, то очевидно, що навколо першого може розміститися більше іонів Сl - ніж навколо другого.

Число негативних іонів, що оточують кожен позитивний іон у кристалі, називається координаційним числом цієї решітки. Вивчення структури різних кристалів показує, що найчастіше зустрічаються такі координаційні числа: 2, 3, 4, 6, 8 та 12.

Координаційне число залежить від ставлення радіусу позитивного іона до радіусу негативного іона: чим ближче це ставлення до одиниці, тим більше координаційне число. Розглядаючи іони як кулі, розташовані в кристалі за способом найбільш щільної упаковки, можна розрахувати, при якому співвідношенні між радіусом позитивного та негативного іонів має вийти те чи інше координаційне число.

Нижче наведені обчислені теоретично найбільші координаційні числа даного відношення радіусів.

Неважко переконатися, що координаційні числа для NaCl і CsCl, знайдені за цією таблицею, якраз відповідають дійсному розташуванню іонів у кристалах зазначених речовин.

Заліза, і навіть його розташування таблиці Менделєєва. Виявимо основні фізичні та хімічні властивості даного елемента, галузі використання.

Положення в ПС

Залізо є д-елементом 8 групи (побічної підгрупи). Має 26 порядковий номер, відносну атомну масу – 56, у його атомі міститься 26 протонів, 26 електронів, а також 30 нейтронів. Цей метал має середню хімічну активність, виявляє відновлювальні властивості. Характерні ступені окислення: +2, +3.

Особливості будови атома

Що таке електронна залоза? Якщо розглядати розподіл електронів за енергетичними рівнями, то отримаємо наступний варіант:

2е; 8е; 14 е; 2е. Така будова електронної оболонки атома заліза свідчить про його розташування в побічній підгрупі, що підтверджує належність до д-родини елементів.

Знаходження у природі

Залізо одна із найпоширеніших у природі хімічних елементів. У земній корі його відсотковий вміст становить близько 5,1%. У більшій кількості в надрах нашої планети є лише три елементи: кремній, алюміній, кисень.

Залізні руди зустрічаються у різних регіонах Землі. Алхіміками були виявлені сполуки даного металу у ґрунтах. При виробництві заліза вибирають руди, у яких його вміст перевищує 30 відсотків.

У магнітному залізняку міститься близько сімдесяти двох відсотків металу. Основні родовища магнетиту розташовуються у Курській магнітній аномалії, і навіть на Південному Уралі. У кривавику відсоткова кількість заліза сягає 65 відсотків. Гематит було виявлено у Криворізькому районі.

Значення для рослин та тварин

Яку роль живих організмах виконує залізо? Будова атома пояснює його відновлювальні властивості. Даний хімічний елемент надаючи йому характерного червоного забарвлення. Близько трьох грамів чистого заліза, більшу частину якого включено до гемоглобіну, виявлено в організмі дорослої людини. Основним призначенням є перенесення до тканин з легких активного кисню, а також виведення вуглекислого газу, що утворюється.

Необхідний цей метал та рослинам. Входячи до складу цитоплазми, він бере активну участь у процесах фотосинтезу. Якщо в рослині недостатньо заліза, його листя має біле забарвлення. При мінімальному підживленні солями заліза листя рослин набуває зеленого кольору.

Фізичні властивості

Ми розглянули будову атома заліза. Схема підтверджує наявність у даного елемента металевого блиску (є валентні електрони). У сріблясто-білого металу досить висока температура плавлення (1539 градусів за Цельсієм). Завдяки гарній пластичності цей метал легко піддається прокатці, штампуванню, куванні.

Здатність до намагнічування та розмагнічування, характерна для заліза, зробила його відмінним матеріалом для виробництва сердечників потужних електромагнітів у різних апаратах та електричних машинах.

Наскільки активно залізо? Будова атома показує наявність на зовнішньому рівні двох електронів, які будуть віддані під час хімічної реакції. Для збільшення його твердості та міцності здійснюють додаткову прокатку та загартування металу. Такі процеси не супроводжуються зміною будови атома.

Різновиди заліза

Електронна будова атома заліза, схема якого було розглянуто вище, пояснює його хімічні характеристики. У технічно чистому металі, що є низьковуглецевою сталлю, основним компонентом є залізо. Як домішки виявлено близько 0,04 відсотка вуглецю, також є фосфор, азот, сірка.

Хімічно чисте залізо за своїми зовнішніми параметрами аналогічне платині. Воно має підвищену стійкість до процесів корозії, стійке до дії кислот. За найменшого введення домішок у чистий метал його унікальні характеристики зникають.

Варіанти отримання

Будова атомів алюмінію та заліза свідчать про належність амфотерного алюмінію до головної підгрупи, можливість використання його в процесі виділення заліза з його оксидів. Алюмотермія, що здійснюється при підвищеній температурі, дозволяє виділяти чистий метал із природних руд. Крім алюмінію як сильні відновники вибирають вуглецю (2), вугілля.

Особливості хімічних властивостей

Які хімічні властивості має залізо? Будова атома пояснює його відновлювальну активність. Для заліза характерне утворення двох рядів сполук, що мають ступеня окиснення +2, +3.

У вологому повітрі відбувається процес іржавлення (корозії) металу, внаслідок чого утворюється гідроксид заліза (3). З киснем нагрітий залізний дріт реагує з появою чорного порошку оксиду заліза (2,3), званого залізною окалиною.

За високої температури метал здатний взаємодіяти з парами води, утворюючи у своїй змішаний оксид. Процес супроводжується виділенням водню.

Реакція з неметалами відбувається лише за попереднього нагрівання вихідних компонентів.

Залізо можна розчинити у розведеній сірчаній чи соляній кислотах без попереднього підігріву суміші. Концентровані сірчана та соляна кислоти пасивують цей метал.

Які ще хімічні властивості має залізо? Будова атома цього елемента свідчить про його середню активність. Це підтверджується розташуванням заліза до водню (Н2) у низці напруг. Отже, воно може витісняти із солей усі метали, що розташовуються правіше у ряді Бекетова. Так, у реакції з хлоридом міді (2), що здійснюється при нагріванні, відбувається виділення чистої міді та отримання розчину хлориду заліза (2).

Області застосування

Основну частину всього заліза використовують у виробництві чавуну та сталі. У чавуні відсотковий вміст вуглецю становить 3-4 відсотки, у сталі - не більше 1,4 відсотка. Цей неметал виконує функцію елемента, що підвищує міцність з'єднання. Крім того, він позитивно впливає на корозійні властивості сплавів, що підвищує стійкість матеріалу до підвищеної температури.

Добавки ванадію необхідні підвищення механічної міцності стали. Хром підвищує стійкість до дії агресивних хімічних речовин.

Феромагнітні властивості цього хімічного елемента зробили його затребуваним у промислових установках, що включають до складу електромагніти. Крім того, залізо знайшло своє використання і у сувенірній промисловості. На його основі виготовляють різні сувеніри, наприклад, барвисті магнітики на холодильник.

Міцність та ковкість дозволяють застосовувати метал для створення броні, різних видів зброї.

Хлорид заліза (3) застосовують для очищення води від домішок. У медицині елемент застосовують при лікуванні такого захворювання, як анемія. У разі нестачі червоних кров'яних тілець виникає швидка стомлюваність, шкіра набуває неприродного блідого кольору. Препарати заліза допомагають усувати подібну проблему, повертати організм до повноцінної діяльності. Особливе значення має залізо для діяльності щитовидної залози, печінки. Щоб в організмі людини не виникало серйозних проблем, достатньо вживати за день близько 20 мг цього металу.

ПІДРУЧНИКЗАДАЧНИКЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМНАУКОВІ РОЗПОВІДІ ДЛЯ ЧИТАННЯ

Продовження. Див. № 4-14, 16-28, 30-34, 37-44, 47, 48/2002;
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22/2003

§ 5.3 Речовина
у кристалічному стані

(продовження)

ЛАБОРАТОРНІ ДОСЛІДЖЕННЯ

1. Визначення міжядерної відстані у кристалічному залізі.

У цій експериментальній роботі ви познайомитеся з визначенням щільності металу – дуже важливою характеристикою, завдяки якій можна судити, наприклад, про склад та час виготовлення металевого виробу.
Коли і від кого пішов вигук «Еврика!»? Давньогрецький учений Архімед народився Сиракузах (острів Сицилія) близько 287 р. до зв. е. і був убитий римським солдатом під час взяття міста під час 2-ї Пунічної війни. Останні слова Архімеда: «Не чіпай мої креслення». Архімеду приписують фразу: «Дай мені де стати, і я зрушу Землю». Архімед знайшов вирішення завдання про визначення кількості золота та срібла у жертовній короні сиракузького правителя Гієрона, коли приймав ванну. Він побіг голим додому з криком «Еврика!», що означає «Знайшов!». Спробуйте у найзагальнішому вигляді розповісти, як Архімед довів, що у короні було більше срібла, ніж потрібно.

Вам належить справжнє наукове дослідження!
Роботу виконують невеликою групою – 2–4 особи. Уважно прочитайте опис роботи, складіть докладний план експерименту (маючи в наявності зразок металу та мірний посуд) та попередньо розподіліть обов'язки (хто що робитиме).
Експеримент полягає у визначенні щільності металу, що дозволяє, скориставшись числом Авогадро, розрахувати міжядерну відстань, тобто відстань між ядрами атомів у кристалі або молекулі. Ця відстань є однією з постійних характеристик даної речовини.

Розміри атомів та молекул виражають різними одиницями: сантиметрами (см), нанометрами
(1 нм = 1 10 -9 м) та пікометрами (1 пм = 1 10 -12 м). Раніше широко використовували позасистемну одиницю довжини – ангстрем.

Візьміть шматок металу (заліза, міді, алюмінію, свинцю), наприклад, залізну кульку від великого підшипника. Можна скористатися товстим залізним цвяхом, попередньо відпиливши його капелюшок і вістря, щоб вийшов циліндр. Визначте зважуванням масу металу.
Визначте об'єм виміряної маси того ж металу. Якщо наявний метал має форму правильної геометричної фігури – куба, кулі, циліндра чи іншої, виміряйте її розміри лінійкою чи штангенциркулем. Скориставшись математичними знаннями, розрахуйте обсяг заготівлі.

Ви можете взяти велику автомобільну гайку або гвинт, шматок свинцевого обплетення від кабелю. Необов'язково брати метал у вигляді одного шматка, можна взяти жменю цвяхів, дрібних кульок, дробу тощо. Якщо ви маєте шматок металу неправильної форми або дрібні шматки (кульки, гвинтики, гайки, цвяхи, скріпки тощо) одного металу, а не сплаву), вам слід самим запропонувати спосіб визначення об'єму металу відомої маси (ви вже встигли зважити жменю чи купку шматочків металу, нічого не втративши?).
Можна зробити так. Заповніть вимірювальний циліндр приблизно наполовину водою та запишіть її об'єм (точніше!). Помістіть шматочки металу в циліндр із водою, щоб вода покривала метал, і запишіть отриманий об'єм води та металу. Чому дорівнює обсяг металу? Може статися, що води виявиться менше, і вона не покриє весь метал. Як зробити тоді? Подумайте.
В інший вимірювальний циліндр налийте точно відомий об'єм води та вилийте в циліндр із металом стільки води, щоб вона покривала метал. Запишіть положення рівнів води в обох циліндрах. Тепер ви можете розрахувати об'єм води в циліндрі з металом та об'єм, який займає вода і метал. Знайдіть об'єм металу і, знаючи його масу, визначте його густину.

Далі розрахуйте обсяг, який припадав на число Авогадро атомів металу. Визначте об'єм, що припадає на один атом, і обчисліть між'ядерну відстань, прирівнявши його до довжини ребра куба, що містить у собі атом.
Майте на увазі, що цей метод визначення міжядерних відстаней наближений. Тим не менш, обчислені цим методом між'ядерні відстані в кристалах металів добре збігаються з отриманими іншими методами.
Замість заліза можна взяти інші метали – мідь, свинець, навіть золото та срібло.

Як визначити розміри одного атома, наприклад заліза? Вам відомо, що 1 моль Fe має масу
55,845 р.; щільність заліза було визначено раніше експериментально. (За довідковими даними кристалічне залізо має густину = 7,87 г/см 3). Обчислимо об'єм 1 моль заліза:

55,845 (г)/7,87 (г/см 3) = 7,1 см 3 .

Визначимо обсяг, що припадає на частку одного атома в кристалічній структурі заліза. Для цього розділимо об'єм 1 моль атомів (мольний об'єм) на число Авогадро атомів:

7,1 (см 3)/6,02 1023 = 1,18 10 -23 см 3 .

Таким чином, діаметр атома заліза в кристалі приблизно дорівнює 0,000000023 см. Це і є міжядерна відстань. Отримане число – не діаметр ізольованого атома, тому що електронні оболонки атомів є чимось схожим на хмари з сильно розмитими краями. У суворій науковій літературі з хімії та фізики не користуються виразами «діаметр атома» або «радіус атома», а застосовують термін «між'ядерна відстань» та позначення l(«Ель»). Чому діаметр атома заліза Dта його міжядерна відстань lрівні, вам стане ясно з рис. 5.6. За довідковими даними радіус атома заліза дорівнює 124,1 пм = 1,24 10 -8 см, тому міжядерна відстань дорівнює 2,48 10 -8 см.

Виразіть міжядерну відстань у кристалічному залізі у різних одиницях виміру.

2. Вивчення міжядерних відстаней інших елементів

Простежимо зміну міжядерних відстаней з прикладу елементів 4-го періоду, що у кристалічному стані (при звичайній температурі):

Намалюйте графік зміни міжядерних відстаней під час переходу від калію до селену. Якщо вам вдасться пояснити хід зміни між'ядерних відстаней, ви зрозумієте деякі особливості побудови періодичної таблиці елементів Д.И.Менделеева.
Якщо вам у майбутньому доведеться готувати сплави різних металів, то відомості про радіуси атомів допоможуть вам передбачити властивості сплавів.
Сплави металів – тверді системи, утворені з двох і більше металів (а також металів та неметалів). Сплави мають кращі властивості в порівнянні зі складовими їх металами. Одна з класифікацій сплавів заснована на числі фаз, що становлять сплав. Якщо сплаві лише одна фаза, це однофазная система, чи твердий розчин одного металу на іншому.
Декілька слів скажемо про тверді розчини. Повна взаємна розчинність металів у будь-яких співвідношеннях спостерігається рідко. Таке може бути у компонентів, близьких до властивостей. Наприклад, золото і срібло можуть розчинятися один в одному в будь-яких співвідношеннях, тому що вони знаходяться в одній підгрупі та розміри їх атомів близькі (1,442 10 -8 і 1,444 10 -8 см відповідно).
Твердий розчин – фаза змінного складу, в якій атоми різних елементів розміщені у загальних кристалічних ґратах. Розрізняють тверді розчини заміщення і впровадження .
Твердий розчин заміщення утворюється при розташуванні атомів металу, що розчиняється в заселяються місцях (вузлах) решітки розчиняючого металу. Радіуси атомів у таких розчинах відрізняються один від одного не більше ніж на 15% (для сплавів заліза – не більше ніж на 8%). Передбачте, які тверді розчини можуть утворюватися наведеними вище металами.Інша важлива вимога для утворення твердих розчинів заміщення - метали повинні бути електрохімічно подібні, тобто знаходитися не надто далеко один від одного в ряді напруг (точніше, в ряді електродних потенціалів).
Твердий розчин впровадження утворюється в результаті того, що атоми металу, що розчиняється, розміщуються в порожнинах між заселяються місцями (вузлами) кристалічної решітки. Розмір атомів металу, що розчиняється, не повинен бути більше ніж на 63% розміру атома розчиняючого металу.

Залізо(Лат. Ferrum), Fe, хімічний елемент VIII групи періодичної системи, атомний номер 26, атомна маса 55,847. Походження як латинського, і російського назв елемента однозначно встановлено. Природне залізо є сумішшю чотирьох нуклідів з масовими числами 54 (вміст у природній суміші 5,82% за масою), 56 (91,66%), 57 (2,19%) і 58 (0,33%). Конфігурація двох зовнішніх електронних шарів 3s 2 p 6 d 6 4s 2 . Зазвичай утворює сполуки у ступенях окиснення +3 (валентність III) та +2 (валентність II). Відомі також сполуки з атомами заліза в ступенях окиснення +4, +6 та деяких інших.

У періодичній системі Менделєєва залізо входить у групу VIIIВ. У четвертому періоді, до якого належить і залізо, до цієї групи входять, крім заліза, також кобальт (Co) і нікель (Ni). Ці три елементи утворюють тріаду і мають подібні властивості.

Радіус нейтрального атома заліза 0,126 нм, радіус іона Fe 2+ 0,080 нм, іона Fe 3+ 0,067 нм. Енергії послідовної іонізації атома заліза 7,893, 16,18, 30,65, 57, 79 еВ. Спорідненість до електрона 0,58 ев. За шкалою Полінга електронегативність заліза близько 1,8.

Залізо високої чистоти - це блискучий сріблясто-сірий, пластичний метал, що добре піддається різним способам механічної обробки.

Фізичні та хімічні властивості:при температурах від кімнатної і до 917°C, а також в інтервалі температур 1394-1535°C існує -Fe з об'ємно кубічною центрованою решіткою, при кімнатній температурі параметр решітки а= 0,286645 нм. При температурах 917-1394°C стійко -Fe з кубічними гранецентрованими гратами Т ( а= 0,36468 нм). При температурах від кімнатної до 769 ° C (так звана точка Кюрі) залізо має сильні магнітні властивості (воно, як кажуть, феромагнітно), при більш високих температурах залізо поводиться як парамагнетик. Іноді парамагнітне -Fe з об'ємно кубічною центрованою решіткою, стійке при температурах від 769 до 917°C, розглядають як модифікацію заліза, а -Fe, стійке при високих температурах (1394-1535°C), називають за традицією -Fe (уявлення про існування чотири модифікації заліза виникли тоді, коли ще не існував рентгеноструктурний аналіз і не було об'єктивної інформації про внутрішню будову заліза). Температура плавлення 1535 ° C, температура кипіння 2750 ° C, щільність 7,87 г/см 3 . Стандартний потенціал пари Fe 2+ /Fe 0 ?0,447В, пари Fe 3+ /Fe 2+ +0,771В.

При зберіганні повітря при температурі до 200°C залізо поступово покривається щільною плівкою оксиду, що перешкоджає подальшому окисленню металу. У вологому повітрі залізо покривається пухким шаром іржі, який не перешкоджає доступу кисню та вологи до металу та його руйнуванню. Іржа немає постійного хімічного складу, приблизно її хімічну формулу можна записати як Fe 2 Про 3 ·xН 2 Про.

З киснем (O) залізо реагує під час нагрівання. При згорянні заліза на повітрі утворюється оксид Fe 2 Про 3 , при згорянні в чистому кисні оксид Fe 3 Про 4 . Якщо кисень чи повітря пропускати через розплавлене залізо, утворюється оксид FeО. При нагріванні порошку сірки (S) та заліза утворюється сульфід, наближену формулу якого можна записати як FeS.

Залізо при нагріванні реагує з галогенами. Оскільки FeF 3 нелеткий, залізо стійке до дії фтору (F) до температури 200-300°C. При хлоруванні заліза (при температурі близько 200°C) утворюється леткий FeСl 3 . Якщо взаємодія заліза та брому (Br) протікає при кімнатній температурі або при нагріванні та підвищеному тиску парів брому, утворюється FeBr 3 . При нагріванні FeСl 3 і особливо FeBr 3 відщеплюють галоген і перетворюються на галогеніди заліза (II). При взаємодії заліза та йоду (I) утворюється йодид Fe 3 I 8 .

При нагріванні залізо реагує з азотом (N), утворюючи нітрид заліза Fe 3 N, з фосфором (P), утворюючи фосфіди FeP, Fe 2 P і Fe 3 P, з вуглецем (C), утворюючи карбід Fe 3 C, з кремнієм ( Si) , утворюючи кілька силіцидів, наприклад FeSi.

При підвищеному тиску металеве залізо реагує з монооксидом вуглецю ЗІ, причому утворюється рідкий, за звичайних умов легко леткий пентакарбоніл заліза Fe(CO) 5 . Відомі також карбоніли заліза складів Fe 2 (CO) 9 і Fe 3 (CO) 12 . Карбоніли заліза служать вихідними речовинами при синтезі залізоорганічних сполук, у тому числі ферроцену складу.

Чисте металеве залізо стійке у воді та у розведених розчинах лугів. У концентрованій сірчаній та азотній кислотах залізо не розчиняється, тому що міцна оксидна плівка пасивує його поверхню.

З соляною та розведеною (приблизно 20%-ю) сірчаною кислотами залізо реагує з утворенням солей заліза (II):

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2

Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2

При взаємодії заліза з приблизно 70% сірчаною кислотою реакція протікає з утворенням сульфату заліза (III):

2Fe + 4H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 4H 2 O

Оксид заліза (II) FeО має основні властивості, йому відповідає основа Fe(ОН) 2 . Оксид заліза (III) Fe 2 O 3 слабко амфотерен, йому відповідає ще слабкіше, ніж Fe(ОН) 2 , основа Fe(ОН) 3 , яка реагує з кислотами:

2Fe(ОН) 3 + 3H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O

Гідроксид заліза (III) Fe(ОН) 3 виявляє слабко амфотерні властивості; він здатний реагувати лише з концентрованими розчинами лугів:

Fe(ОН) 3 + КОН = К

Гідроксокомплекси заліза(III), що утворюються при цьому, стійкі в сильно лужних розчинах. При розведенні розчинів водою вони руйнуються, причому осад випадає гідроксид заліза (III) Fe(OH) 3 .

З'єднання заліза (III) у розчинах відновлюються металевим залізом:

Fe + 2FeCl 3 = 3FeCl 2

При зберіганні водних розчинів солей заліза (II) спостерігається окислення заліза (II) до заліза (III):

4FeCl 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH)Cl 2

З солей заліза (II) у водних розчинах стійка сіль Мора ¦ подвійний сульфат амонію та заліза (II) (NH 4) 2 Fe(SO 4) 2 ·6Н 2 О.

Залізо (III) здатне утворювати подвійні сульфати з однозарядними катіонами типу галунів, наприклад, KFe(SO 4) 2 - залізокалієві галун, (NH 4) Fe (SO 4) 2 - залізоамонійні галун і т.д.

При дії газоподібного хлору (Cl) або озону на лужні розчини сполук заліза (III) утворюються сполуки заліза (VI) ферати, наприклад, феррат (VI) калію (K): K 2 FeO 4 . Є повідомлення про отримання під впливом сильних окислювачів сполук заліза (VIII).

Для виявлення в розчині сполук заліза (III) використовують якісну реакцію іонів Fe 3+ з тіоціанат-іонами CNS. При взаємодії іонів Fe 3+ з аніонами CNS утворюється яскраво-червоний роданід заліза Fe(CNS) 3 . Іншим реактивом на іони Fe 3+ служить гексаціаноферрат (II) калію (K) : K 4 (раніше цю речовину називали жовтою кров'яною сіллю). При взаємодії іонів Fe 3+ і 4 випадає яскраво-синій осад.

Реактивом на іони Fe 2+ в розчині може служити розчин гексаціаноферрат (III) калію (K) K 3 раніше називався червоною кров'яною сіллю. При взаємодії іонів Fe 3+ і 3 випадає яскраво-синій осад такого ж складу, як і у разі взаємодії іонів Fe 3+ і 4 .

Сплави заліза з вуглецем:залізо використовується головним чином у сплавах, насамперед у сплавах з вуглецем (C) різних чавунах і сталях. У чавуні вміст вуглецю вище 2,14% за масою (зазвичай на рівні 3,5-4%), у сталях вміст вуглецю нижчий (зазвичай на рівні 0.8-1%).

Чавун одержують у домнах. Домна являє собою гігантський (заввишки до 30-40 м) усічений конус, порожнистий усередині. Стінки домни зсередини викладені вогнетривкою цеглою, товщина кладки становить кілька метрів. Зверху в домну вагонетками завантажують збагачену (звільнену від порожньої породи) залізну руду, відновник кокс (кам'яне вугілля спеціальних сортів, підданий коксуванню ? нагрівання при температурі близько 1000 ° C без доступу повітря), а також плавильні матеріали (вапняк та інші) від виплавлюваного металу домішок шлаку. Знизу в домну подають дуття (чистий кисень (O) або повітря, збагачене киснем (O)). У міру того, як завантажені в домну матеріали опускаються, температура їх піднімається до 1200-1300°C. В результаті реакцій відновлення, що протікають головним чином за участю коксу С та СО:

Fe 2 O 3 + 3C = 2Fe + 3CO;

Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2

виникає металеве залізо, яке насичується вуглецем (C) та стікає вниз.

Цей розплав періодично випускають з домни через спеціальний отвір "клітинку" і дають розплаву застигнути в спеціальних формах. Чавун буває білий, так званий передільний (його використовують для отримання сталі) і сірий, або ливарний. Білий чавун - це твердий розчин вуглецю (C) в залозі. У мікроструктурі сірого чавуну можна розрізнити мікрокристалі графіту. Через наявність графіту сірий чавун залишає слід на білому папері.

Чавун тендітний, при ударі він колеться, тому з нього не можна виготовляти пружини, ресори, будь-які вироби, які повинні працювати на вигин.

Твердий чавун легший за розплавлений, так що при його затвердінні відбувається не стиск (як зазвичай при затвердінні металів і сплавів), а розширення. Ця особливість дозволяє виготовляти з чавуну різноманітні виливки, у тому числі використовувати його як матеріал для художнього лиття.

Якщо вміст вуглецю (C) у чавуні знизити до 1,0-1,5%, то утворюється сталь. Сталі бувають вуглецевими (у таких сталях немає інших компонентів, крім Fe і C) і легованими (такі стали містять добавки хрому (Cr) , нікелю (Ni) , молібдену (Mo) , кобальту (Co) та інших металів, що покращують механічні та інші властивості стали).

Сталі одержують, переробляючи чавун і металевий брухт у кисневому конвертері, в електродуговій чи мартенівській печах. При такій переробці знижується вміст вуглецю (C) у сплаві до необхідного рівня, як кажуть, надлишковий вуглець (C) вигоряє.

Фізичні властивості стали суттєво відрізняються від властивостей чавуну: сталь пружна, її можна кувати, прокочувати. Так як сталь, на відміну від чавуну, при твердінні стискається, то отримані сталеві виливки піддають обтиску на прокатних станах. Після прокатки в обсязі металу зникають порожнечі та раковини, що з'явилися при затвердінні розплавів.

Виробництво сталей має у Росії давні глибокі традиції, і отримані нашими металургами стали вирізняються високою якістю.

Історія отримання заліза:залізо грало і відіграє виняткову роль матеріальної історії людства. Перше металеве залізо, яке потрапило до рук людини, мало, ймовірно, метеоритне походження. Руди заліза поширені часто зустрічаються навіть лежить на Землі, але самородне залізо лежить на поверхні вкрай рідко. Ймовірно, ще кілька тисяч років тому людина зауважила, що після горіння багаття в деяких випадках спостерігається утворення заліза з тих шматків руди, які випадково опинилися в багатті. При горінні багаття відновлення заліза з руди відбувається за рахунок реакції руди як безпосередньо з вугіллям, так і з оксидом вуглецю (II) СО, що утворюється при горінні. Можливість отримання заліза з руд суттєво полегшило виявлення того факту, що при нагріванні руди з вугіллям виникає метал, який можна додатково очистити при куванні. Отримання заліза з руди за допомогою сиродутного процесу було винайдено у Західній Азії у 2-му тисячолітті до нашої ери. Період з 9 7 століття до нашої ери, коли у багатьох племен Європи та Азії розвинулася металургія заліза, отримав назву залізного віку, що прийшов на зміну бронзовому віці. Удосконалення способів дуття (природну тягу змінили хутра) та збільшення висоти горна (з'явилися низькошахтні печі – домниці) призвело до отримання чавуну, який стали широко виплавляти у Західній Європі з 14 століття. Отриманий чавун переробляли на сталь. З середини 18 століття у доменному процесі замість деревного вугілля почали використовувати кам'яно-вугільний кокс. Надалі способи отримання заліза з руд були значно вдосконалені, і в даний час для цього використовують спеціальні пристрої домни, кисневі конвертери, електродугові печі.

Знаходження у природі:в земній корі залізо поширене досить широко - на його частку припадає близько 4,1% маси земної кори (4-е місце серед усіх елементів, 2-е серед металів). Відомо велика кількість руд та мінералів, що містять залізо. Найбільше практичне значення мають червоні залізняки (руда гематит, Fe 2 O 3 ; містить до 70% Fe), магнітні залізняки (руда магнетит, Fe 3 Про 4 ; містить 72,4% Fe), бурі залізняки (руда гідрогетит НFeO 2 · n H 2 O), а також шпатові залізняки (руда сидерит, карбонат заліза, FeСО 3 містить близько 48% Fe). У природі зустрічаються також великі родовища піриту FeS 2 (інші назви сірчаний колчедан, залізний колчедан, дисульфід заліза та інші), але руди з високим вмістом сірки поки практичного значення не мають. За запасами залізняку Росія посідає перше місце у світі. У морській воді 1 · 10 - 5 - 1 · 10 - 8 % заліза.

Застосування заліза, його сплавів та сполук:чисте залізо має досить обмежене застосування. Його використовують при виготовленні сердечників електромагнітів як каталізатор хімічних процесів для деяких інших цілей. Але сплави заліза - чавун і сталь - складають основу сучасної техніки. Знаходять широке застосування і багато сполук заліза. Так, сульфат заліза (III) використовують при водопідготовці, оксиди і ціанід заліза є пігментами при виготовленні барвників і так далі.

Біологічна роль:залізо є в організмах всіх рослин і тварин як мікроелемент, тобто в дуже малих кількостях (в середньому близько 0,02%). Однак залізобактерії, що використовують енергію окислення заліза (II) у залізо (III) для хемосинтезу, можуть накопичувати у своїх клітинах до 17-20% заліза. Основна біологічна функція заліза - участь у транспорті кисню (O) та окислювальних процесах. Цю функцію заліза виконує у складі складних білків – гемопротеїдів, простетичною групою яких є залізопорфіриновий комплекс – гем. Серед найважливіших гемопротеїдів дихальні пігменти гемоглобін та міоглобін, універсальні переносники електронів у реакціях клітинного дихання, окислення та фотосинезу цитохроми, ферменти каталозу та пероксиду та інших. У деяких безхребетних залізовмісних дихальних пігментів гелоеритрин і хлорокруорин мають відмінну від гемоглобінів будову. При біосинтезі гемопротеїдів залізо переходить до них від білка феритину, що здійснює запас та транспортування заліза. Цей білок, одна молекула якого включає близько 4 500 атомів заліза, концентрується в печінці, селезінці, кістковому мозку та слизовій оболонці кишечника ссавців та людини. Добова потреба людини в залозі (6-20 мг) з надлишком покривається їжею (залізом багаті м'ясо, печінка, яйця, хліб, шпинат, буряк та інші). В організмі середньої людини (маса тіла 70 кг) міститься 4,2 г заліза, в 1 л крові близько 450 мг. При нестачі заліза в організмі розвивається залізиста анемія, яку лікують за допомогою препаратів, що містять залізо. Препарати заліза застосовують і як загальнозміцнюючі засоби. Надмірна доза заліза (200 мг і вище) може чинити токсичну дію. Залізо також потрібне для нормального розвитку рослин, тому існують мікродобрива на основі препаратів заліза.

Залізо - елемент побічної підгрупи восьмої групи четвертого періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва з атомним номером 26. Позначається символом Fe (лат. Ferrum). Один із найпоширеніших у земній корі металів (друге місце після алюмінію). Метал середньої активності, відновник.

Основні ступені окислення - +2, +3

Проста речовина залізо - кування метал сріблясто-білого кольору з високою хімічною реакційною здатністю: залізо швидко корродує при високих температурах або при високій вологості на повітрі. У чистому кисні залізо горить, а в дрібнодисперсному стані самозаймається і на повітрі.

Хімічні властивості простої речовини – заліза:

Іржавіння та горіння в кисні

1) На повітрі залізо легко окислюється у присутності вологи (іржавіння):

4Fe + 3O 2 + 6H 2 O → 4Fe(OH) 3

Розжарений залізний дріт горить у кисні, утворюючи окалину - оксид заліза (II, III):

3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4

3Fe+2O 2 →(Fe II Fe 2 III)O 4 (160 °С)

2) За високої температури (700–900°C) залізо реагує з парами води:

3Fe + 4H 2 O – t° → Fe 3 O 4 + 4H 2

3) Залізо реагує з неметалами при нагріванні:

2Fe+3Cl 2 →2FeCl 3 (200 °С)

Fe + S - t ° → FeS (600 ° С)

Fe+2S → Fe+2 (S2-1) (700°С)

4) У ряді напруг стоїть лівіше водню, реагує з розведеними кислотами НСl і Н 2 SO 4 при цьому утворюються солі заліза(II) і виділяється водень:

Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 (реакції проводяться без доступу повітря, інакше Fe +2 поступово перекладається киснем у Fe +3)

Fe + H 2 SO 4 (розб.) → FeSO 4 + H 2

У концентрованих кислотах-окислювачах залізо розчиняється тільки при нагріванні, воно відразу переходить у катіон Fе 3+ :

2Fe + 6H 2 SO 4 (конц.) – t° → Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Fe + 6HNO 3 (конц.) – t° → Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

(на холоді концентровані азотна та сірчана кислоти пасивують

Залізний цвях, занурений у блакитний розчин мідного купоросу, поступово покривається нальотом червоної металевої міді.

5) Залізо витісняє метали, що стоять правіше за нього з розчинів їх солей.

Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu

Амфотерність заліза проявляється лише у концентрованих лугах при кип'ятінні:

Fе + 2NaОН (50 %) + 2Н 2 O = Nа 2 ↓+ Н 2

і утворюється осад тетрагідроксоферату (II) натрію.

Технічне залізо- сплави заліза з вуглецем: чавун містить 2,06-6,67%, сталь 0,02-2,06% С, часто присутні інші природні домішки (S, Р, Si) і штучно спеціальні добавки (Мn, Ni, Сr), що наводять сплавам заліза технічно корисні властивості - твердість, термічну і корозійну стійкість, ковкість та ін .

Доменний процес виробництва чавуну

Доменний процес виробництва чавуну становлять такі стадії:

а) підготовка (випалювання) сульфідних і карбонатних руд - переведення в оксидну руду:

FeS 2 →Fe 2 O 3 (O 2,800°С, -SO 2) FeCO 3 →Fe 2 O 3 (O 2 ,500-600°С, -CO 2)

б) спалювання коксу при гарячому дутті:

С (кокс) + O 2 (повітря) →С 2 (600-700 ° С) С 2 + С (кокс) ⇌ 2СО (700-1000 ° С)

в) відновлення оксидної руди чадним газом СО послідовно:

Fe 2 O 3 →(CO)(Fe II Fe 2 III)O 4 →(CO) FeO →(CO) Fe

г) навуглерожування заліза (до 6,67 % С) та розплавлення чавуну:

Fе (т ) →(C(кокс)900-1200 ° С) Fе (ж) (чавун, t пл 1145 ° С)

У чавуні завжди у вигляді зерен є цементит Fe 2 С і графіт.

Виробництво сталі

Переділ чавуну в сталь проводиться у спеціальних печах (конвертерних, мартенівських, електричних), що відрізняються способом обігріву; температура процесу 1700–2000 °С. Продування повітря, збагаченого киснем, призводить до вигоряння з чавуну надлишкового вуглецю, а також сірки, фосфору та кремнію у вигляді оксидів. При цьому оксиди або уловлюються у вигляді газів, що відходять (СО 2 , SО 2), або зв'язуються в легко відокремлюваний шлак - суміш Са 3 (РO 4) 2 і СаSiO 3 . Для отримання спеціальних сталей у піч вводять легуючі добавки інших металів.

Отриманнячистого заліза в промисловості - електроліз розчину солей заліза, наприклад:

FеСl 2 → Fе↓ + Сl 2 (90°С) (електроліз)

(Існують й інші спеціальні методи, у тому числі відновлення оксидів заліза воднем).

Чисте залізо застосовується у виробництві спеціальних сплавів, при виготовленні сердечників електромагнітів та трансформаторів, чавун - у виробництві лиття та сталі, сталь - як конструкційний та інструментальний матеріали, у тому числі зносо-, жаро- та корозійно-стійкі.

Оксид заліза(II) F еО . Амфотерний оксид з великою перевагою основних властивостей. Чорний, має іонну будову Fе 2+ O 2- . При нагріванні спочатку розкладається, потім знову утворюється. Чи не утворюється при згорянні заліза на повітрі. Чи не реагує з водою. Розкладається кислотами, сплавляється із лугами. Повільно окислюється у вологому повітрі. Відновлюється воднем, коксом. Бере участь у доменному процесі виплавки чавуну. Застосовується як компонент кераміки та мінеральних фарб. Рівняння найважливіших реакцій:

4FеО ⇌(Fe II Fe 2 III) + Fе (560-700 °С, 900-1000 °С)

FеО + 2НС1 (розб.) = FеС1 2 + Н 2 O

FеО + 4НNO 3 (конц.) = Fе(NO 3) 3 +NO 2 + 2Н 2 O

FеО + 4NаОН = 2Н 2 O + Nа 4FеO3 (червоний.) тріоксоферрат(II)(400-500 ° С)

FеО + Н 2 = Н 2 O + Fе (особливо чисте) (350 ° С)

FеО + С (кокс) = Fе + СО (вище 1000 ° С)

FеО + СО = Fе + СО 2 (900 ° С)

4FеО + 2Н 2 O (волога) + O 2 (повітря) →4FеО(ВІН) (t)

6FеО + O 2 = 2 (Fe II Fe 2 III) O 4 (300-500 ° С)

Отриманняв лабораторії: термічне розкладання з'єднань заліза (II) без доступу повітря:

Fе(ОН) 2 = FеО + Н 2 O (150-200 ° С)

FеСОз = FеО + СО 2 (490-550 ° С)

Оксид діжелеза (III) – заліза ( II ) ( Fe II Fe 2 III)O 4 . Подвійний оксид. Чорний, має іонну будову Fe 2+ (Fе 3+) 2 (O 2-) 4 . Термічно стійка до високих температур. Чи не реагує з водою. Розкладається кислотами. Відновлюється воднем, розпеченим залізом. Бере участь у доменному процесі виробництва чавуну. Застосовується як компонент мінеральних фарб ( залізний сурик), кераміки, кольорового цементу. Продукт спеціального окиснення поверхні сталевих виробів ( чорніння, вороніння). За складом відповідає коричневій іржі та темній окалині на залозі. Застосування брутто-формули Fe3O4 не рекомендується. Рівняння найважливіших реакцій:

2(Fe II Fe 2 III)O 4 = 6FеО + O 2 (вище 1538 °С)

(Fe II Fe 2 III)O 4 + 8НС1 (розб.) = FеС1 2 + 2FеС1 3 + 4Н 2 O

(Fe II Fe 2 III)O 4 +10НNO 3 (конц.) =3Fе(NO 3) 3 + NO 2 + 5Н 2 O

(Fe II Fe 2 III)O 4 + O 2 (повітря) = 6Fе 2 O 3 (450-600 ° С)

(Fe II Fe 2 III)O 4 + 4Н 2 = 4Н 2 O + 3Fе (особливо чисте, 1000 ° С)

(Fe II Fe 2 III)O 4 + СО =ЗFеО + СО 2 (500-800°C)

(Fe II Fe 2 III)O4 + Fе ⇌4FеО (900-1000 °С, 560-700 °С)

Отримання:згоряння заліза на повітрі.

магнетит.

Оксид заліза(III) F е 2 Про 3 . Амфотерний оксид з величезним переважанням основних властивостей. Червоно-коричневий, має іонну будову (Fе 3+) 2 (O 2-) 3. Термічно стійкий до високих температур. Чи не утворюється при згорянні заліза на повітрі. Не реагує з водою, з розчину випадає бурий аморфний гідрат Fе 2 O 3 nН 2 Про. Повільно реагує з кислотами та лугами. Відновлюється монооксидом вуглецю, розплавленим залізом. Сплавляється з оксидами інших металів і утворює подвійні оксиди. шпинелі(Технічні продукти називаються феритами). Застосовується як сировина при виплавці чавуну в доменному процесі, каталізатор у виробництві аміаку, компонент кераміки, кольорових цементів та мінеральних фарб, при термітному зварюванні сталевих конструкцій, як носій звуку та зображення на магнітних стрічках, як полірувальний засіб для сталі та скла.

Рівняння найважливіших реакцій:

6Fе 2 O 3 = 4(Fe II Fe 2 III)O 4 +O 2 (1200-1300 °С)

Fе 2 O 3 + 6НС1 (розб.) →2FеС1 3 + ДТ 2 O (t) (600 ° С, р)

Fе 2 O 3 + 2NaОН (конц.) →Н 2 O+ 2 NаFеO 2 (червоний.)діоксоферрат(III)

Fе 2 Про 3 + МО = (М II Fе 2 II I) O 4 (М = Су, Мn, Fе, Ni, Zn)

Fе 2 O 3 + ДТ 2 =ДТ 2 O + 2Fе (особливо чисте, 1050-1100 ° С)

Fе 2 O 3 + Fе = ЗFеО (900 °С)

3Fе 2 O 3 + СО = 2(Fe II Fе 2 III)O 4 + СО 2 (400-600 °С)

Отриманняв лабораторії - термічне розкладання солей заліза (III) на повітрі:

Fе 2 (SO 4) 3 = Fе 2 O 3 + 3SO 3 (500-700 ° С)

4(Fе(NO 3) 3 9 Н 2 O) = 2Fе a O 3 + 12NO 2 + 3O 2 + 36Н 2 O (600-700 °С)

У природі – оксидні руди заліза гематит Fе 2 O 3 і лимоніт Fе 2 O 3 nН 2 O

Гідроксид заліза (ІІ) F е(ВІН) 2 . Амфотерний гідроксид з величезним переважанням основних властивостей. Білий (іноді із зеленуватим відтінком), зв'язки Fе - ВІН переважно ковалентні. Термічно нестійкий. Легко окислюється на повітрі, особливо у вологому стані (темніє). Нерозчинний у воді. Реагує із розведеними кислотами, концентрованими лугами. Типовий відновник. Проміжний продукт при іржавінні заліза. Застосовується у виготовленні активної маси залізонікелевих акумуляторів.

Рівняння найважливіших реакцій:

Fе(ON) 2 = FеО + Н 2 O (150-200 ° С, в атм.N 2)

Fе(ОН) 2 + 2НС1 (розб.) = FеС1 2 + 2Н 2 O

Fе(ОН) 2 + 2NаОН (> 50%) = Na 2 ↓ (синьо-зелений) (кип'ятіння)

4Fе(ОН) 2 (суспензія) + O 2 (повітря) →4FеО(ОН)↓ + 2Н 2 O (t)

2Fе(ОН) 2 (суспензія) +Н 2 O 2 (розб.) = 2FеО(ОН)↓ + 2Н 2 O

Fе(ОН) 2 + КNO 3 (конц.) = FеО(ОН)↓ + NO+ КОН (60 °С)

Отримання: осадження з розчину лугами або гідратом аміаку в інертній атмосфері:

Fе 2+ + 2OH (розб.) = Fе(ОН) 2 ↓

Fе 2+ + 2(NH 3 Н 2 O) = Fе(ОН) 2 ↓+ 2NH 4

Метагідроксід заліза F еО(ВІН). Амфотерний гідроксид з величезним переважанням основних властивостей. Світло-коричневий, зв'язки Fе - Про і Fе - ВІН переважно ковалентні. Під час нагрівання розкладається без плавлення. Нерозчинний у воді. Осідає з розчину у вигляді бурого аморфного полігідрату Fе 2 O 3 nН 2 O, який при витримуванні під розведеним лужним розчином або при висушуванні переходить у FеО(ОН). Реагує із кислотами, твердими лугами. Слабкий окислювач та відновник. Спікається з Fе(ОН) 2 . Проміжний продукт при іржавінні заліза. Застосовується як основа жовтих мінеральних фарб і емалей, поглинач газів, що відходять, каталізатор в органічному синтезі.

З'єднання складу Fе(ОН) 3 не відоме (не отримано).

Рівняння найважливіших реакцій:

Fе 2 O 3 . nН 2 O→( 200-250 ° С, -H 2 O) FеО(ОН)→( 560-700 ° С на повітрі, -H2O)→Fе 2 Про 3

FеО(ОН) + ЗНС1 (розб.) = FеС1 3 + 2Н 2 O

FeO(OH)→ Fe 2 O 3 . nH 2 O-колоїд(NаОН (конц.))

FеО(ОН)→ Nа 3 [Fе(ВІН) 6 ]білий, Nа 5 і 4 відповідно; в обох випадках випадає синій продукт однакового складу та будови, КFе III. У лабораторії цей осад називають берлінська блакить, або турнбульова синь:

Fе 2+ + К + + 3- = КFе III ↓

Fе 3+ + К + + 4- = КFе III ↓

Хімічні назви вихідних реактивів та продукту реакцій:

До 3 Fе III - гексаціаноферрат (III) калію

До 4 Fе III - гексаціаноферрат (II) калію

КFе III - гексаціаноферрат (II) заліза (Ш) калію

Крім того, хорошим реактивом на іони Fе 3+ є тіоціанат-іон NСS - , залізо (III) з'єднується з ним, і з'являється яскраво-червоне («криваве») забарвлення:

Fе 3+ + 6NСS - = 3-

Цим реактивом (наприклад, у вигляді солі КNСS) можна виявити навіть сліди заліза (III) у водопровідній воді, якщо вона проходить через залізні труби, вкриті зсередини іржею.