19.4. Сполуки Феруму

Залізо — активний метал, що легко заміщує водень у розбавлених кислотах. Воно горить у кисні з утворенням змішаного оксиду Fe₃O₄. Цей оксид утворюється також при взаємодії заліза з перегрітою водяною парою. В одному з методів запобігання іржавінню використовують утворення на залізі щільно прилеглого поверхневого шару цього оксиду.

Залізо стає пасивним, якщо його занурити в дуже концентровану нітратну кислоту. Після такої обробки воно вже не витісняє водень із розбавлених кислот; однак різкий удар по такому металу викликає зміну, яка поширюється по всій поверхні від місця удару, і метал знову стає активним. Пасивність металу пояснюється утворенням захисного шару оксиду, а при порушенні його пасивність утрачається. Пасивність викликається також і іншими окисниками, наприклад хромат-іоном; леза для безпечних бритв довше залишаються гострими, якщо їх зберігати в розчині калій хромату.

Під дією вологого повітря залізо окиснюється, і його поверхня вкривається шаром іржі, яка частково складається з гідратованого ферум(III) оксиду.

Сполуки Феруму(II), що містять Fe²⁺-іон, звичайно забарвлені в зелений колір. Більшість солей Феруму(II) легко окиснюється на відповідні солі Феруму(III) атмосферним киснем.

Ферум(II) сульфат FeSO₄·7H₂O одержують розчиненням заліза в сульфатній кислоті або окисненням піриту на повітрі. Зелені кристали цієї сполуки легко вивітрюються й часто вкриваються коричневим шаром ферум(III) гідроксосульфату, що утворюється при окисненні на повітрі. Ферум(II) сульфат застосовують при фарбуванні та при виготовленні чорнила. Для одержання чорнила слід узяти розчин дубильної кислоти (складної органічної кислоти, що екстрагується з горіхової шкаралупи) і змішати його з ферум(II) сульфатом, унаслідок чого утворюється ферум(II) танат. При окисненні на повітрі ця речовина дає блискучий чорний нерозчинний пігмент.

Гідратований іон Феруму(III) Fe(H₂O)₆³⁺ має блідо-фіолетове забарвлення. Однак цей іон легко втрачає протони, і солі Феруму(III) у розчині звичайно мають жовте або коричневе забарвлення, що пояснюється утворенням гідроксокомплексів. Ферум(III) нітрат Fe(NO₃)₃·6H₂O існує у вигляді кристалів, що розпливаються, блідо-фіолетового кольору. Безводний ферум(III) сульфат Fe₂(SO₄)₃ утворюється у вигляді білого порошку при випарюванні розчину цієї солі. Залізні галуни KFe(SO₄)₂·12H₂O кристалізуються у вигляді світло-фіолетових октаедричних кристалів.

Іон Феруму(III) у розчині можна відновити до іона Феруму(II) при обробці металевим залізом або шляхом відновлення гідроген сульфідом чи іоном Стануму(II).

Ферум(III) гідроксид Fe(OH)₃ утворюється у вигляді коричневого осаду при додаванні лугу до розчину, що містить іони Fe³⁺. При сильному нагріванні ферум(III) гідроксид перетворюється на оксид Fe₂O₃, який у вигляді тонкого порошку застосовують для полірування (крокус) і використовують як пігмент (венеціанський кармін).

Додавання ціанід-іона до розчину, що містить іони Fe²⁺ або Fe³⁺, викликає утворення осадів, які розчиняються в надлишку ціаніду, що зумовлено утворенням комплексних іонів. Жовті кристали калій гексаціаноферату(II) K₄[Fe(CN)₆]·3H₂O утворюються при нагріванні органічних речовин, наприклад висушеної крові, із залізними ошурками та калій карбонатом. Після нагрівання масу екстрагують гарячою водою, і при випарюванні одержаного таким чином розчину утворюються кристали калій гексаціаноферату(II). Калій гексаціаноферат(III) K₃Fe(CN)₆ утворюється у вигляді червоних кристалів при окисненні K₄[Fe(CN)₆].

Ці сполуки містять комплексні аніони Fe(CN)₆⁴⁻ і Fe(CN)₆³⁻ відповідно; з них легко можна одержати подібні комплексні солі інших металів.

Пігменти турнбулеву синь і берлінську лазур одержують додаванням розчину, що містить іони Феруму(II), до розчину іонів Fe(CN)₆³⁻ або додаванням розчину, що містить іони Феруму(III), до розчину іонів Fe(CN)₆⁴⁻. Пігменти, які осаджуються, мають яскраво-блакитне забарвлення і, мабуть, склад KFeFe(CN)₆·H₂O. Іони Феруму(II) та іони Fe(CN)₆⁴⁻ дають білий осад K₂FeFe(CN)₆, тоді як іон Феруму(III) та іони Fe(CN)₆³⁻ не дають осаду, а викликають лише забарвлення розчину в коричневий колір.