Допомога по Теле2, тарифи, питання

З'єднання заліза (II)

З'єднання заліза зі ступенем окислення заліза +2 малостійкі та легко окислюються до похідних заліза (III).

Fe 2 O 3 + CO = 2FeO + CO 2 .

Гідроксид заліза (II) Fe(OH) 2у свіжоосадженому вигляді має сірувато-зелене забарвлення, у воді не розчиняється, при температурі вище 150 °С розкладається, швидко темніє внаслідок окислення:

4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH) 3 .

Виявляє слабкі амфотерні властивості з переважанням основних, легко реагує з неокислюючими кислотами:

Fe(OH) 2 + 2HCl = FeCl 2 + 2H 2 O.

Взаємодіє з концентрованими розчинами лугів при нагріванні з утворенням тетрагідроксоферату (II):

Fe(OH) 2 + 2NaOH = Na 2 .

Виявляє відновлювальні властивості, при взаємодії з азотною або концентрованою сірчаною кислотою утворюються солі заліза (III):

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

Виходить при взаємодії солей заліза (II) з розчином лугу без кисню повітря:

FeSO 4 + 2NaOH = Fe(OH) 2 + Na 2 SO 4 .

Солі заліза (ІІ).Залізо (II) утворює солі практично з усіма аніонами. Зазвичай солі кристалізуються у вигляді зелених кристалогідратів: Fe(NO 3) 2 · 6H 2 O, FeSO 4 · 7H 2 O, FeBr 2 · 6H 2 O, (NH 4) 2 Fe(SO 4) 2 · 6H 2 O (сіль Мора) та ін. Розчини солей мають блідо-зелене забарвлення і, внаслідок гідролізу, кисле середовище:

Fe 2+ + H 2 O = FeOH + + H +.

Виявляють усі властивості солей.

При стоянні на повітрі повільно окислюються розчиненим киснем до солей заліза (III):

4FeCl 2 + O 2 + 2H 2 O = 4FeOHCl 2 .

Якісна реакція на катіон Fe 2+ - взаємодія з гексаціаноферратом (III) калію (червоною кров'яною сіллю):

FeSO 4 + K 3 = KFe↓ + K 2 SO 4

Fe 2+ + K + + 3- = KFe↓

в результаті реакції утворюється осад синього кольору – гексаціаноферрат (II) заліза (III) – калію.

Ступінь окиснення +3 й у заліза.

Оксид заліза (III) Fe 2 O 3 -речовина бурого кольору, що існує в трьох поліморфних модифікаціях.

Виявляє слабкі амфотерні властивості з переважанням основних. Легко реагує із кислотами:

Fe 2 O 3 + 6HCl = 2FeCl 3 + 3H 2 O.

З розчинами лугів не реагує, але при сплавленні утворює ферити.

Fe 2 O 3 + 2NaOH = 2NaFeO 2 + H 2 O.

Виявляє окисні та відновлювальні властивості. При нагріванні відновлюється воднем або оксидом вуглецю (II), виявляючи окисні властивості:

Fe 2 O 3 + H 2 = 2FeO + H 2 O,

Fe 2 O 3 + CO = 2FeO + CO 2 .

У присутності сильних окислювачів у лужному середовищі виявляє відновлювальні властивості та окислюється до похідних заліза (VI):

Fe 2 O 3 + 3KNO 3 + 4KOH = 2K 2 FeO 4 + 3KNO 2 + 2H 2 O.

При температурі вище 1400 ° С розкладається:

6Fe 2 O 3 = 4Fe 3 O 4 + O 2 .

Виходить при термічному розкладанні гідроксиду заліза (III):

2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

або окисленням піриту:

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 .

FeCl 3 + 3KCNS = Fe(CNS) 3 + 3KCl,

Перші вироби із заліза та його сплавів знайшли під час розкопок і датуються приблизно 4 тисячоліттям до нашої ери. Тобто ще стародавні єгиптяни та шумери використовували метеоритні родовища даної речовини, щоб виготовляти прикраси та предмети побуту, а також зброю.

Сьогодні сполуки заліза різного роду, а також чистий метал - це найпоширеніші речовини, що застосовуються. Не дарма XX століття вважалося залізним. Адже до появи та широкого поширення пластику та супутніх матеріалів саме це з'єднання мало для людини вирішальне значення. Що є даний елемент і які речовини утворює, розглянемо у цій статті.

Хімічний елемент залізо

Якщо розглядати будову атома, то насамперед слід зазначити його місцезнаходження в періодичній системі.

1. Порядковий номер – 26.
2. Період – четвертий великий.
3. Група восьма, підгрупа побічна.
4. Атомна вага – 55,847.
5. Будова зовнішньої електронної оболонки позначається формулою 3d 6 4s 2 .
6. - Fe.
7. Назва - залізо, читання у формулі - "ферум".
8. У природі існує чотири стабільні ізотопи аналізованого елемента з масовими числами 54, 56, 57, 58.

Хімічний елемент заліза має також близько 20 різних ізотопів, що не відрізняються стабільністю. Можливі ступені окислення, які може виявляти даний атом:

Важливе значення має лише сам елемент, а й його різні сполуки і сплави.

Фізичні властивості

Як проста речовина, залізо має з яскраво вираженим металізмом. Тобто це сріблясто-білий з сірим відтінком метал, що володіє високим ступенем ковкості та пластичності. високою температуроюплавлення та кипіння. Якщо розглядати характеристики докладніше, то:

• температура плавлення – 1539 0 С;
• кипіння – 2862 0 С;
• активність – середня;
• тугоплавкість – висока;
• виявляє яскраво виражені магнітні властивості.

Залежно від умов та різних температур, існує кілька модифікацій, які утворює залізо. Фізичні властивостіїх відрізняються від того, що відрізняються кристалічні ґрати.

Усі модифікації мають різні типи будови кристалічних ґрат, а також відрізняються магнітними властивостями.

Хімічні властивості

Як згадувалося вище, проста речовина залізо виявляє середню хімічну активність. Однак у дрібнодисперсному стані здатне самозайматися на повітрі, а в чистому кисні згорає сам метал.

Корозійна здатність висока, тому сплави цієї речовини покриваються легуючими сполуками. Залізо здатне взаємодіяти з:

• кислотами;
• киснем (зокрема повітрям);
• сірий;
• галогенами;
• при нагріванні - з азотом, фосфором, вуглецем та кремнієм;
• із солями менш активних металів, відновлюючи їх до простих речовин;
• з гострою водяною парою;
• із солями заліза у ступені окислення +3.

Очевидно, що, проявляючи таку активність, метал здатний утворювати різні сполуки, різноманітні та полярні за властивостями. Так і стається. Залізо і його сполуки надзвичайно різноманітні і знаходять застосування у різних галузях науки, техніки, промислової діяльності.

Поширення у природі

Природні сполуки заліза зустрічаються досить часто, адже це другий за поширеністю елемент на планеті після алюмінію. При цьому в чистому вигляді метал зустрічається вкрай рідко, у складі метеоритів, що говорить про великі його скупчення саме в космосі. Основна ж маса міститься у складі руд, гірських порід та мінералів.

Якщо говорити про відсотковий зміст аналізованого елемента у природі, можна навести такі цифри.

1. Ядра планет земної групи – 90%.
2. У земній корі – 5%.
3. У мантії Землі – 12%.
4. У земному ядрі – 86%.
5. У річковій воді – 2 мг/л.
6. У морській та океанській - 0,02 мг/л.

Найпоширеніші сполуки заліза формують наступні мінерали:

• магнетит;
• лимоніт або бурий залізняк;
• вівіаніт;
• пірротин;
• пірит;
• сидерит;
• марказіт;
• лелінгіт;
• міспікель;
• мілантерит та інші.

Це ще далеко список, адже їх справді дуже багато. Крім того, поширені різні сплави, які створюються людиною. Це також такі сполуки заліза, без яких важко уявити сучасне життя людей. До них відносяться два основні типи:

• чавуни;
• сталі.

Також саме залізо є цінною добавкою у складі багатьох нікелевих сплавів.

З'єднання заліза (II)

До таких відносяться такі, у яких ступінь окислення утворює елемента дорівнює +2. Вони досить численні, адже до них можна зарахувати:

• оксид;
• гідроксид;
• бінарні сполуки;
• складні солі;
• комплексні з'єднання.

Формули хімічних сполук, у яких залізо виявляє зазначену міру окислення, кожному класу індивідуальні. Розглянемо найважливіші та поширені з них.

1. Оксид заліза (ІІ).Порошок чорного кольору у воді не розчиняється. Характер з'єднання – основний. Здатний швидко окислюватися, однак і відновлюватися до простої речовини може також легко. Розчиняється у кислотах, утворюючи відповідні солі. Формула – FeO.
2. Гідроксид заліза (ІІ).Є білим аморфним осадом. Утворюється при реакції солей із основами (лугами). Виявляє слабкі основні властивості, здатний швидко окислюватись на повітрі до сполук заліза +3. Формула - Fe(OH) 2 .
3. Солі елемента у зазначеному ступені окислення.Мають, як правило, блідо-зелене забарвлення розчину, добре окислюються навіть на повітрі, купуючи і переходячи в солі заліза 3. Розчиняються у воді. Приклади з'єднань: FeCL 2 FeSO 4 Fe(NO 3) 2 .

   

   Практичне значення серед зазначених речовин мають кілька сполук. По-перше, (ІІ). Це головний постачальник іонів в організм людини, хворої на анемію. Коли така недуга діагностується у пацієнта, то йому прописують комплексні препарати, в основі яких лежить з'єднання, що розглядається. Так відбувається поповнення дефіциту заліза в організмі.

   По-друге, тобто сульфат заліза (II), разом із мідним використовується для знищення сільськогосподарських шкідників на посівах. Метод доводить свою ефективність вже не перший десяток років, тому дуже цінується садівниками та городниками.

   Сіль Мора

   Це з'єднання, яке являє собою кристалогідрат сульфату заліза та амонію. Формула його записується, як FeSO 4 *(NH 4) 2 SO 4 *6H 2 O. Одна з сполук заліза (II), яка отримала широке застосування на практиці. Основні галузі використання людиною такі.

   1. Фармацевтика.
   2. Наукові дослідження та лабораторні титриметричні аналізи (для визначення вмісту хрому, перманганату калію, ванадію).
   3. Медицина – як добавка в їжу при нестачі заліза в організмі пацієнта.
   4. Для просочення дерев'яних виробів, оскільки сіль Мора захищає від гниття.

   Є й інші області, у яких знаходить застосування цієї речовини. Назва свою вона отримала на честь німецького хіміка, що вперше виявив властивості, що виявлялися.

   Речовини зі ступенем окиснення заліза (III)

   Властивості сполук заліза, у яких воно виявляє ступінь окислення +3, дещо відмінні від розглянутих вище. Так, характер відповідного оксиду та гідроксиду вже не основний, а виражений амфотерний. Дамо опис основних речовин.

   
   

   Серед наведених прикладів з практичної точки зору важливе значення має такий кристалогідрат, як FeCL 3* 6H 2 O, або шестиводний хлорид заліза (III). Його застосовують у медицині для зупинки кровотеч та заповнення іонів заліза в організмі при анемії.

   Дев'ятиводний сульфат заліза (III) використовується для очищення питної води, тому що поводиться як коагулянт.

   З'єднання заліза (VI)

   Формули хімічних сполук заліза, де вона виявляє особливий ступінь окислення +6, можна записати так:

   • K 2 FeO 4;
   • Na 2 FeO 4;
   • MgFeO 4 та інші.

   Всі вони мають загальну назву - феррати - і мають схожі властивості (сильні відновники). Також вони здатні знезаражувати і мають бактерицидну дію. Це дозволяє використовувати їх для обробки питної води у промислових масштабах.

   Комплексні з'єднання

   Дуже важливими в аналітичній хімії є не тільки особливі речовини. Такі, що утворюються у водних розчинах солей. Це комплексні сполуки заліза. Найбільш популярні та добре вивчені з них такі.

   1. Гексаціаноферрат (II) калію K 4 .Інша назва сполуки – жовта кров'яна сіль. Використовується для якісного визначення розчину іона заліза Fe 3+ . В результаті впливу розчин набуває красивого яскраво-синього забарвлення, так як формується інший комплекс - берлінська блакитна KFe 3+ . Здавна використовувалася як
   2. Гексаціаноферрат (ІІІ) калію K 3 .Інша назва – червона кров'яна сіль. Використовується як якісний реагент визначення іона заліза Fe 2+ . В результаті утворюється синій осад, що має назву турнбулева синь. Також використовувалася як барвник для тканини.

   

   Залізо у складі органічних речовин

   Залізо та його сполуки, як ми вже переконалися, мають велике практичне значення у господарському житті людини. Проте, крім того, його біологічна рольв організмі не менша велика, навіть навпаки.

   Існує одне дуже важливе білок, до складу якого входить цей елемент. Це гемоглобін. Саме завдяки йому відбувається транспорт кисню та здійснюється рівномірний та своєчасний газообмін. Тому роль заліза у життєво важливому процесі – диханні – просто величезна.

   

   Всього всередині організму людини міститься близько 4 грамів заліза, яке постійно повинно поповнюватися за рахунок споживаних продуктів харчування.

Формула:

Сульфат заліза(II), залізний купорос, FeSO 4 - сіль сірчаної кислоти та 2-х валентного заліза. Твердість – 2.

У хімії залізним купоросом називають кристалогідрат сульфату заліза(II). Кристали світло-зеленого кольору. Застосовується в текстильній промисловості, у сільському господарстві як інсектицид, для приготування мінеральних фарб.

Природний аналог – мінерал мелантерит; у природі зустрічається в кристалах монокліноедричної системи, зелено-жовтого кольору, у вигляді примазок або натіків.

Молярна маса: 151,91 г/моль

Густина: 1,8-1,9 г/см³

Температура плавлення: 400 °C

Розчинність у воді: 25.6 г/100 мл

Сульфат 2-валентного заліза виділяється при температурах від 1,82 °C до 56,8 °C з водних розчинів у вигляді світло-зелених кристалів FeSO 4 · 7H 2 Про, називається в техніці залізним купоросом (кристаллогідрат). У 100 г води розчиняється: 26,6 г безводного FeSO 4 при 20 °C та 54,4 г при 56 °C.

Розчини сульфату 2-валентного заліза під дією кисню повітря з часом окислюються, переходячи в сульфат заліза (III):

12FeSO 4 + O 2 + 6H 2 O = 4Fe 2 (SO 4) 3 + 4Fe(OH) 3 ↓

При нагріванні понад 480 °C розкладається:

2FeSO 4 → Fe 2 O 3 + SO 2 + SO 3

Отримання.

Залізний купорос можна приготувати дією розведеної сірчаної кислоти на залізний лом, обрізки покрівельного заліза і т. д. У промисловості його одержують як побічний продукт при травленні розведеного H 2 SO 4 залізних листів, дроту та ін, для видалення окалини.

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

Інший спосіб - окисний випал піриту:

2FeS 2 + 7O 2 + 2H 2 O = 2FeSO 4 + 2H 2 SO 4

Якісний аналіз.

Аналітичні реакції на катіон заліза (II).

1. З гексаціанофератом(III) калію K 3 з утворенням темно-синього осаду гексаціаноферрата(III) заліза(II) калію (“турнбулевої сині”), нерозчинного в кислотах, що розкладається лугами з утворенням Fe(OH) 3 (ГФ).

FeSO 4 + K 3 KFe + K 2 SO 4

Оптимальна величина рН проведення реакції становить 2-3. Реакція дробова, високочутлива. Заважають високі концентрації Fe3+.

2. З сульфідом амонію (NH 4 ) 2 Sз утворенням чорного осаду, що розчиняється в сильних кислотах (ГФ).

FeSO 4 + (NH 4) 2 S
FeS + (NH 4) 2 SO 4

3.2. Аналітичні реакції на сульфат-іон.

1. З груповим реактивом BaCl 2 + CaCl 2 або BaCl 2 (ГФ).

Дробне відкриття сульфат-іону проводять у кислому середовищі, що дозволяє усунути вплив CO 3 2- , PO 4 3- , та ін., і при кип'ятінні досліджуваного розчину з 6 моль/дм 3 HCl для видалення S 2- , SO 3 2 - , S 2 O 3 2-іонів, які можуть утворити елементну сірку, осад якої можна прийняти за осад BaSO 4 . Осад BaSO 4 здатний утворювати ізоморфні кристали з KMnO 4 і фарбуватися в рожевий колір (підвищується специфічність реакції).

Методика виконання реакції у присутності 0,002 моль/дм 3 KMnO 4 .

До 3-5 крапель випробуваного розчину додають рівні обсяги розчинів перманганату калію, хлориду барію та хлороводневої кислоти та енергійно перемішують 2-3 хв. Дають відстоятися і, не відокремлюючи осаду від розчину, додають 1-2 краплі 3% розчину Н 2 Про 2 перемішують і центрифугують. Осад повинен залишитися забарвленим у рожевий колір, а розчин над осадом знебарвитися.

2. З ацетатом свинцю.

SO 4 2- + Pb 2+
PbSO 4 

Методика : до 2 см 3 розчину сульфату додають 0,5 см 3 розведеної хлороводневої кислоти і 0,5 см 3 розчину ацетату свинцю; утворюється білий осад, розчинний у насиченому розчині ацетату амонію або гідроксиду натрію.

PbSO 4  + 4 NaOH
Na 2 + Na 2 SO 4

З cолями стронцію – утворення білого осаду, нерозчинного в кислотах (на відміну від сульфітів).

SO 4 2 - + Sr 2+
SrSO 4 

Методика : До 4-5 крапель аналізованого розчину додають 4-5 крапель концентрованого розчину хлориду стронцію, випадає білий осад.

Із солями кальцію – утворення голчастих кристалів гіпсу CaSO 4  2H 2 O.

SO 4 2- + Са 2+ + 2Н 2
СаSO 4  2Н 2 Про

Методика: на предметне скло наносять по краплині аналізованого розчину та солі кальцію, злегка підсушують. Кристали, що утворилися, розглядають під мікроскопом.

Кількісний аналіз.

Перманганатометрія.

Визначення масової частки заліза у зразку солі Мора (NH 4) 2 Fe(SO 4) 2 6H 2 O перманганатометричним методом

(Варіант прямого титрування)

Визначення полягає в окисленні заліза(II) перманганатом калію до заліза(III).

10 FeSO 4 + 2 KMnO 4 + 8 H 2 SO 4 = 5 Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2 MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8 H 2 O

М (Fe) = 55,85 г/моль

Методика: Точну наважку солі Мора, необхідну для приготування 100 см 3 0,1 М розчину солі Мора, кількісно переносять у мірну колбу місткістю 100 см 3 розчиняють у невеликій кількості дистильованої води, після повного розчинення доводять водою до мітки, перемішують. Аліквотну частину отриманого розчину (індивідуальне завдання) поміщають у колбу для титрування, додають рівний обсяг розведеної сірчаної кислоти (1:5) і повільно титрують розчином калію перманганату до слаборожевого фарбування розчину, стійкого протягом 30 секунд.

Застосування.

Застосовують у виробництві чорнила;

У фарбувальній справі (для фарбування вовниу чорний колір);

Для консервування деревини.

Список літератури.

Лур'є Ю.Ю. Довідник з аналітичної хімії. Москва, 1972;

Методична вказівка ​​"Інструментальні методи аналізу", Перм, 2004;

Методична вказівка ​​«Якісний хімічний аналіз», Перм, 2003;

Методична вказівка ​​«Кількісний хімічний аналіз», Перм, 2004;

Рабінович В.А., Хавін З.Я. Короткий хімічний довідник, Ленінград, 1991;

"Велика Радянська Енциклопедія";

ВИЗНАЧЕННЯ

Залізо- Елемент восьмої групи четвертого періоду Періодичної системи хімічних елементівД. І. Менделєєва.

А важкий номер - 26. Символ - Fe (лат. "ferrum"). Один із найпоширеніших у земній корі металів (друге місце після алюмінію).

Фізичні властивості заліза

Залізо – метал сірого кольору. У чистому вигляді воно досить м'яке, ковке та тягуче. Електронна конфігураціязовнішнього енергетичного рівня – 3d6 4s2. У своїх сполуках залізо виявляє ступеня окиснення «+2» та «+3». Температура плавлення заліза – 1539С. Залізо утворює дві кристалічні модифікації: α- та γ-залізо. Перша з них має кубічні об'ємноцентровані грати, друга – кубічні гранецентровані. α-Залізо термодинамічно стійке у двох інтервалах температур: нижче 912 та від 1394С до температури плавлення. Між 912 і 1394С стійке γ-залізо.

Механічні властивості заліза залежать від його чистоти - вмісту в ньому навіть дуже малої кількості інших елементів. Тверде залізо має здатність розчиняти у собі багато елементів.

Хімічні властивості заліза

У вологому повітрі залізо швидко іржавіє, тобто. покривається бурим нальотом гідратованого оксиду заліза, який через свою пухкість не захищає залізо від подальшого окислення. У воді залізо інтенсивно корродує; при рясному доступі кисню утворюються гідратні форми оксиду заліза (III):

2Fe + 3/2O 2 + nH 2 O = Fe 2 O 3 ×H 2 O.

При нестачі кисню або утрудненому доступі утворюється змішаний оксид (II, III) Fe 3 O 4:

3Fe + 4H 2 O (v) ↔ Fe 3 O 4 + 4H 2 .

Залізо розчиняється у соляній кислоті будь-якої концентрації:

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 .

Аналогічно відбувається розчинення в розведеній сірчаній кислоті:

Fe + H2SO4=FeSO4+H2.

У концентрованих розчинах сірчаної кислоти залізо окислюється до заліза (III):

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

Однак у сірчаній кислоті, концентрація якої близька до 100%, залізо стає пасивним і взаємодії практично не відбувається. У розведених та помірно концентрованих розчинах азотної кислотизалізо розчиняється:

Fe + 4HNO 3 = Fe (NO 3) 3 + NO + 2H2O.

При високих концентраціях азотної кислоти розчинення сповільнюється та залізо стає пасивним.

Як і інші метали залізо вступає в реакції з простими речовинами. Реакції взаємодії заліза з галогенами (незалежно від типу галогену) протікають при нагріванні. Взаємодія заліза з бромом протікає при підвищеному тиску парів останнього:

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3;

3Fe + 4I 2 = Fe 3 I 8 .

Взаємодія заліза із сіркою (порошок), азотом та фосфором також відбувається при нагріванні:

6Fe + N 2 = 2Fe 3 N;

2Fe + P = Fe 2 P;

3Fe + P = Fe 3 P.

Залізо здатне реагувати з такими неметалами, як вуглець та кремній:

3Fe + C = Fe 3 C;

Серед реакцій взаємодії заліза зі складними речовинамиособливу роль відіграють наступні реакції - залізо здатне відновлювати метали, що стоять у ряду активності правіше за нього, з розчинів солей (1), відновлювати сполуки заліза (III) (2):

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu(1);

Fe + 2FeCl 3 = 3FeCl 2 (2).

Залізо, при підвищеному тиску, реагує з несолетворним оксидом - СО з утворенням речовин складного складу - карбонілів - Fe(CO) 5 , Fe 2 (CO) 9 і Fe 3 (CO) 12 .

Залізо за відсутності домішок стійке у воді та у розведених розчинах лугів.

Одержання заліза

Основний спосіб отримання заліза – із залізної руди (гематит, магнетит) або електроліз розчинів його солей (у цьому випадку одержують «чисте» залізо, тобто залізо без домішок).

Приклади розв'язання задач

ПРИКЛАД 1

Завдання

Залізна окалина Fe 3 O 4 масою 10 г була спочатку оброблена 150 мл розчину соляної кислоти (щільність 1,1 г/мл) з масовою часткою хлороводню 20%, а потім отриманий розчин додали надлишок заліза. Визначте склад розчину (в % за масою).

Рішення

Запишемо рівняння реакцій відповідно до умови завдання: 8HCl + Fe 3 O 4 = FeCl 2 +2FeCl 3 + 4H 2 O(1); 2FeCl 3 + Fe = 3FeCl 2 (2). Знаючи щільність та об'єм розчину соляної кислоти, можна знайти його масу: m sol (HCl) = V(HCl) × ρ (HCl); m sol (HCl) = 150×1,1 = 165г. Розрахуємо масу хлороводню: m(HCl) = sol (HCl) ×ω(HCl)/100%; m(HCl) = 165×20%/100% = 33 р. Молярна маса (маса одного моль) соляної кислоти, розрахована з допомогою таблиці хімічних елементів Д.І. Менделєєва – 36,5 г/моль. Знайдемо кількість речовини хлороводню: v(HCl) = m(HCl)/M(HCl); v(HCl) = 33/36,5 = 0,904 моль. Молярна маса (маса одного моль) окалини, розрахована з допомогою таблиці хімічних елементів Д.І. Менделєєва – 232 г/моль. Знайдемо кількість речовини окалини: v(Fe 3 O 4) = 10/232 = 0,043 моль. Відповідно до рівняння 1, v(HCl): v(Fe 3 O 4) = 1:8, отже, v(HCl) = 8 v(Fe 3 O 4) = 0,344 моль. Тоді кількість речовини хлоророду, розрахована за рівнянням (0,344 моль) буде меншою, ніж зазначена в умові завдання (0,904 моль). Отже, соляна кислота є надлишком і протікатиме ще одна реакція: Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 (3). Визначимо кількість речовини хлоридів заліза, що утворюються внаслідок першої реакції (індексами позначимо конкретну реакцію): v 1 (FeCl 2): ​​v (Fe 2 O 3) = 1: 1 = 0,043 моль; v 1 (FeCl 3): v (Fe 2 O 3) = 2: 1; v 1 (FeCl 3) = 2×v (Fe 2 O 3) = 0,086 моль. Визначимо кількість хлороводню, яке не прореагувало в реакції 1 та кількість речовини хлориду заліза (II), що утворилося в ході реакції 3: v rem (HCl) = v(HCl) – v 1 (HCl) = 0,904 – 0,344 = 0,56 моль; v 3 (FeCl 2): ​​v rem (HCl) = 1:2; v 3 (FeCl 2) = 1/2×v rem (HCl) = 0,28 моль. Визначимо кількість речовини FeCl 2 , що утворилася в ході реакції 2, загальна кількість речовини FeCl 2 та її масу: v 2 (FeCl 3) = v 1 (FeCl 3) = 0,086 моль; v 2 (FeCl 2): ​​v 2 (FeCl 3) = 3:2; v 2 (FeCl 2) = 3/2× v 2 (FeCl 3) = 0,129 моль; v sum (FeCl 2) = v 1 (FeCl 2) + v 2 (FeCl 2) + v 3 (FeCl 2) = 0,043+0,129+0,28 = 0,452 моль; m(FeCl 2) = v sum (FeCl 2) ×M(FeCl 2) = 0,452×127 = 57,404 р. Визначимо кількість речовини та масу заліза, що вступив у реакції 2 та 3: v 2 (Fe): v 2 (FeCl 3) = 1:2; v 2 (Fe) = 1/2× v 2 (FeCl 3) = 0,043 моль; v 3 (Fe): v rem (HCl) = 1:2; v 3 (Fe) = 1/2×v rem (HCl) = 0,28 моль; v sum (Fe) = v 2 (Fe) + v 3 (Fe) = 0,043 +0,28 = 0,323 моль; m(Fe) = vsum (Fe) ×M(Fe) = 0,323 ×56 = 18,088 р. Обчислимо кількість речовини та масу водню, що виділився в реакції 3: v(H 2) = 1/2×v rem (HCl) = 0,28 моль; m(H 2) = v(H 2) × M(H 2) = 0,28 × 2 = 0,56 р. Визначаємо масу отриманого розчину m' sol та масову частку FeCl 2 у ньому: m' sol = m sol (HCl) + m(Fe3O4) + m(Fe) - m(H2);