Нитрат железа(III)

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}}

Нитрат железа(III) — неорганическое химическое соединение, соль азотной кислоты и трехвалентного железа.

Физические свойства

При обычной температуре в зависимости от концентрации и содержания в растворе кислоты нитрат железа(III) кристаллизуется в виде почти бесцветных кубиков, имеющих состав Fe(NO₃)₃ · 6H₂O, или в моноклинных кристаллах состава Fe(NO₃)₃ · 9H₂O.

Гексагидрат нитрата железа(III) Fe(NO₃)₃ · 6H₂O — светло-фиолетовые гигроскопичные кристаллы с кубической решёткой. Образуется при кристаллизации из водных растворов с содержанием HNO₃ не менее 57 % и 28 % Fe(NO₃)₃.

Нонагидрат нитрата железа(III) со следами гидролиза

Нонагидрат нитрата железа(III) Fe(NO₃)₃ · 9H₂O — очень гигроскопичные светло-фиолетовые кристаллы с моноклинной решёткой (a = 0,140 нм, b = 0,970 нм, c = 1,103 нм, β = 95,52°, пространственная группа P2₁/с). Хорошо растворяются в воде. При нагревании плавится при 50,1 °C. Процесс сопровождается частичным разложением исходного продукта с выделением HNO₃ и последующим кипячением раствора при 125 °C.

Таблица растворимости нитрата железа(III) в воде (в пересчете на безводную соль):

Температура, °С	Концентрация, г/100 г воды	Концентрация, %
0	67,08	40,15
20	82,48	45,2
40	104,83	51,18

Растворяется также в ацетоне, эфире, этаноле.

Безводный нитрат железа(III) получить не удалось.

В растворе бледно-фиолетовый гексааквакатион [Fe(H₂O)₆]³⁺ преобладает только в том случае, если pH~0. При более высоких значениях pH раствор желтеет из-за гидролиза, а если pH выше 2—3, происходит дальнейшая конденсация и начинается образование коллоидных гелей, и в конечном итоге образуется красновато-коричневый осадок гидратированного оксида железа(III).

Получение

• Нитрат железа(III) получают взаимодействием железной стружки с 20—30 % раствором азотной кислоты:

$𝖥𝖾\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{⟶}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}𝖭𝖮\mathsf{\uparrow }$

• В производстве этот процесс проводят, продувая через раствор воздух:

$\mathrm{𝟦}𝖥𝖾\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟤}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{⟶}\mathrm{𝟦}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟨}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• В лабораторной практике нитрат железа(III) можно получить обменной реакцией:

$𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{(}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖡𝖺\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{⟶}\mathrm{𝟤}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖡𝖺𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{\downarrow }$

• Добавив к гидроксонитрату церия(IV) азотную кислоту и сульфат железа(II), получим следующие продукты реакции:

$𝖢𝖾\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}𝖮𝖧\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}𝖥𝖾𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{⟶}𝖢𝖾\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Химические свойства

• В водных растворах нитрат железа(III) подвергается сильному гидролизу:

$𝖥𝖾\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\rightleftarrows }𝖥𝖾\mathsf{(}𝖮𝖧{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}$

Равновесие можно сместить в обратную сторону сильно подкислив раствор HNO₃.

• Разрушается разбавленными щелочами:

$\mathrm{𝟤}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{+}\mathsf{(}𝗇\mathsf{-}\mathrm{𝟨}\mathsf{)}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{⟶}𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\cdot }𝗇{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖭𝖺𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}$

• При нагревании разлагается:

$\mathrm{𝟦}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}\stackrel{t}{\to }\mathrm{𝟤}𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟤}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

Применение

• Применяется как коагулянт при очистке сточных вод.
• При окраске тканей и шерсти используют нитрат железа(III) как протраву.
• Нитрат железа(III) является катализатором для синтеза амида натрия из раствора натрия в аммиаке:

$\mathrm{𝟤}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺\stackrel{Fe(N{O}_3{)}_3}{\to }\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}$

• Некоторые глины, пропитанные нитратом железа(III), являются полезными окислителями в органическом синтезе.
• Используется ювелирами и кузнецами для протравки серебра и его сплавов.

Литература

• Волков А. И., Жарский И. М. Большой химический справочник / А. И. Волков, И. М. Жарский. — Мн.: Современная школа, 2005. — 608 с.
• Г.Реми. Курс неорганической химии. 2 том — М.: Издательство иностранной литературы, 1963. — 920 с.
• Гринвуд Н. Химия элементов: в 2 томах. / Н.Гринвуд, А.Эрншо; пер. с англ. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. — (Лучший зарубежный учебник)
• Химическая технология неорганических веществ: В 2 кн. Кн. 2. Учебное пособие/Т. Г. Ахметов, Р. Т. Порфирьева, Л. Г. Гайсин и др.; Под ред. Т. Г. Ахметова. — М.: Высш. шк., 2002. — 688 с.: ил.