Гексацианоферрат(III) калия

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}}

Стандартная энергия Гиббса образования ΔG	−51,9 кДж/моль
Стандартная энтропия образования S	420,1 Дж/моль·K

Красная кровяная соль растёртая, имеет более светлый цвет

Гексацианоферра́т(III) ка́лия (железосинеро́дистый ка́лий) — неорганическое комплексное соединение трёхвалентного железа с химической формулой K₃[Fe(CN)₆].

Синонимы: феррициани́д ка́лия, гексацианоферриа́т ка́лия, соль ГмелинаШаблон:Sfn, красная кровяная сольШаблон:Sfn.

История и происхождение названия

В 1822 году немецким химиком Леопольдом Гмелином соединение было приготовлено путём окисления «жёлтой кровяной соли». Этот факт, а также красный цвет кристаллов, обусловили происхождение традиционного названия «красная кровяная соль».

Свойства

Выглядит как тёмно-красные кристаллы с моноклинной решеткой, имеет плотность 1,845 г/см3, хорошо растворим в воде: 40,8 г/100 г (15,6 °C), 58,7 г/100 г (37,8 °C)Шаблон:Sfn. Водный раствор зеленовато-жёлтого цвета. В этаноле нерастворим.

Гексацианоферрат(III) калия — очень сильный окислитель, особенно в щелочной среде. Окисляет сероводород до серы, иодоводород до иода, оксид свинца(II) до оксида свинца(IV), аммиак до азота и солей аммония, вольфрам до WO₄²⁻Шаблон:Sfn:

$𝖶\mathsf{+}\mathrm{𝟨}{𝖪}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{[}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖢𝖭{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathrm{𝟪}𝖪𝖮𝖧\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟨}{𝖪}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{[}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖢𝖭{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{]}\mathsf{+}{𝖪}_{\mathrm{𝟤}}𝖶{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

На свету происходят следующие обратимые реакции:

${𝖪}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{[}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖢𝖭{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{]}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\rightleftarrows }{𝖪}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{[}𝖥𝖾\mathsf{(}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{)}\mathsf{(}𝖢𝖭{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟧}}\mathsf{]}\mathsf{+}𝖪𝖢𝖭$

$𝖪𝖢𝖭\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\rightleftarrows }𝖧𝖢𝖭\mathsf{+}𝖪𝖮𝖧$

С солями Fe²⁺ образует темно-синий осадок турнбулевой синиШаблон:Sfn. Уравнение реакции в ионной форме:

$\mathrm{𝟦}𝖥{𝖾}^{\mathrm{𝟤}\mathsf{+}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}\mathsf{[}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖢𝖭{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟨}}{\mathsf{]}}^{\mathrm{𝟥}\mathsf{-}}\mathsf{\to }𝖥e_{\mathrm{𝟦}}^{𝖨𝖨𝖨}\mathsf{[}𝖥{𝖾}^{𝖨𝖨}\mathsf{(}𝖢𝖭{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟨}}{\mathsf{]}}_{\mathrm{𝟥}}$

Ранее считалось, что при этом образуется гексацианоферрат(III) железа(II), то есть Fe^II₃[Fe(CN)₆]₂, именно такую формулу предлагали для «турнбулевой сини». Теперь известно, что турнбулева синь и берлинская лазурь — одно и то же вещество, а в процессе реакции происходит переход электронов от ионов Fe²⁺ к гексацианоферрат(III) — иону (валентная перестройка Fe²⁺ + [Fe³⁺(CN)₆] к Fe³⁺ + [Fe²⁺(CN)₆] происходит практически мгновенно, обратную реакцию можно осуществить в вакууме при 300 °C). Эта реакция является аналитической и используется для определения ионов Fe²⁺. Соли Fe³⁺ при этом не мешают, так как дают только слабое зеленовато-коричневое окрашивание (гексацианоферрат(III) железа(III) Fe³⁺[Fe³⁺(CN)₆] устойчив только в растворах).

С концентрированной серной кислотой реагирует с образованием моноксида углеродаШаблон:Sfn:

$\mathrm{𝟤}{𝖪}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{[}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖢𝖭{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟣}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\to }$

$\mathsf{\to }\mathrm{𝟥}{𝖪}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟨}\mathsf{(}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖥𝖾𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟣}𝖢𝖮\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

Реагирует с перекисью бария (эта реакция может использоваться для количественного определения BaO₂):

$𝖡𝖺{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖪}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{[}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖢𝖭{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{]}\stackrel{}{\to }{𝖪}_{\mathrm{𝟨}}𝖡𝖺\mathsf{[}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖢𝖭{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟨}}{\mathsf{]}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

При взаимодействии с кислотами выделяет чрезвычайно токсичный цианистый водородШаблон:Sfn:

${𝖪}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{[}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖢𝖭{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖧𝖢𝗅\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟥}𝖪𝖢𝗅\mathsf{+}𝖥𝖾𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖧𝖢𝖭\mathsf{\uparrow }$

Интересно то, что из гексацианоферрата(III) калия можно получить гексацианоферрат(II) калия с помощью перекиси водорода в щелочной среде:

$\mathrm{𝟤}{𝖪}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{[}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖢𝖭{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{]}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖪𝖮𝖧\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟤}{𝖪}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{[}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖢𝖭{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

Однако в нейтральной среде эта реакция протекает в обратную сторону.

Термическое разложение гексацианоферрата(III) калия происходит с образованием цианида калия, карбида железа, азота и дициана. Реакция протекает при температуре 350-400°C.

$6\mathrm{K}{\phantom{A}}_3[\mathrm{F}\mathrm{e}(\mathrm{C}\mathrm{N}){\phantom{A}}_6]\stackrel{\mathrm{t}}{\to }18\mathrm{K}\mathrm{C}\mathrm{N}+2\mathrm{F}\mathrm{e}{\phantom{A}}_3\mathrm{C}+\mathrm{N}{\phantom{A}}_2+8\mathrm{C}{\phantom{A}}_2\mathrm{N}{\phantom{A}}_2$

Получение

Получают гексацианоферрат(III) калия окислением гексацианоферрата(II) калия K₄[Fe(CN)₆] хлором в солянокислой среде, бромом или другими сильными окислителями, например, перманганатом калия.

Применение

Компонент тонирующих, отбеливающих, усиливающих, ослабляющих растворов в фотографии, электролит в хемотронных приборах, компонент электролитов в гальванопластике, реагент для обнаружения Fe²⁺ (см. выше), Li⁺, Sn²⁺, а также в качестве сильного окислителя.

В почвоведении используют для качественного определения оглеения (солей двухвалентного железа). Химическая реакция описана выше.

Безопасность

Это вещество может раздражать глаза и кожу, является токсичнымШаблон:Sfn. В кислой среде может выделяться циановодород и угарный газ. Например, в случае концентрированной серной кислоты разложение идет с образованием монооксида углеродаШаблон:Sfn:

$\mathrm{𝟤}{𝖪}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{[}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖢𝖭{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟣}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\to }\mathrm{𝟥}{𝖪}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟨}\mathsf{(}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖥𝖾𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟣}𝖢𝖮\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

Но в разбавленной серной кислоте, при падении концентрации ниже 80 %, доминирующей становится реакция с образованием циановодородаШаблон:Sfn:

$\mathrm{𝟤}{𝖪}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{[}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖢𝖭{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathrm{𝟨}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟥}{𝖪}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{(}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟤}𝖧𝖢𝖭\mathsf{\uparrow }$

Мнемонические правила

Для того, чтобы запомнить формулу красной кровяной соли K₃[Fe(CN)₆] и не перепутать её с формулой желтой кровяной соли K₄[Fe(CN)₆], существует несколько мнемонических правил:

• В соли красной кровяной калий с тройкой за стеной. Дальше — феррум, шесть цианов: все готово без обманов.
• Число атомов калия соответствует числу букв в английских названиях солей: «gold» — 4 буквы, то есть 4 атома калия — желтая кровяная соль K₄[Fe(CN)₆]. «Red» — три буквы, то есть три атома калия — красная кровяная соль — K₃[Fe(CN)₆].
• «Калий три — будет красный». Мнемоника построена на игре слов: «три» (число) и «три» (повелительное наклонение глагола «тереть»). Как известно при потирании, например, кожи, последняя краснеет.

См. также

• Гексацианоферрат(II) калия

Литература

• Шаблон:ВТ-ЭСБЕ
• Шаблон:ХЭ
• Шаблон:Статья