Гидролиз нитрата железа (III)
Общие сведения о гидролизе нитрата железа (III)
Существует только в виде кристаллогидратов. Гексагидраты представляют собой бесцветные кристаллы, а нонагидраты – светло-фиолетовые. Молярная масса – 350 и 404 г/моль для гекса- и нонагидрата, соответственно.
Рис. 1. Нонагидрат нитрата железа (III). Внешний вид.
Гидролиз нитрата железа (III)
Гидролизуется по катиону. Характер среды – кислый. Теоретически возможны вторая и третья ступени. Уравнение гидролиза выглядит следующим образом:
Первая ступень:
Fe(NO3)3 ↔ Fe3+ +3NO3— (диссоциация соли);
Fe3+ + HOH ↔ FeOH2+ + H+ (гидролиз по катиону);
Fe3+ +3NO3— + HOH ↔ FeOH2+ +3NO3— + H+ (ионное уравнение);
Fe(NO3)3 + H2O ↔ Fe(OH)(NO3)2 + HNO3 (молекулярное уравнение).
Вторая ступень:
Fe(OH)(NO3)2 ↔ FeOH2+ + 2NO3— (диссоциация соли);
FeOH2+ + HOH ↔ Fe(OH)2+ + H+ (гидролиз по катиону);
FeOH2+ + 2NO3— + HOH ↔ Fe(OH)2+ + 2NO3— + H+ (ионное уравнение);
Fe(OH)(NO3)2 + H2O ↔ Fe(OH)2NO3 + HNO3 (молекулярное уравнение).
Третья ступень:
Fe(OH)2NO3 ↔ Fe(OH)2+ + NO3— (диссоциация соли);
Fe(OH)2+ + HOH ↔ Fe(OH)3↓ + H+ (гидролиз по катиону);
Fe(OH)2+ + NO3— + HOH ↔ Fe(OH)3↓ + NO3— + H+ (ионное уравнение);
Fe(OH)2NO3 + H2O ↔ Fe(OH)3↓ + HNO3 (молекулярное уравнение).
Примеры решения задач
| Задание | Рассчитайте массовые доли каждого из элементов, входящих в состав нитрата железа (III). |
| Решение | Массовая доля элемента рассчитывается следующим образом:
ω(X) = n×Ar(X)/Mr×100%, т.е. отношение относительной атомной массы с учетом количества атомов, входящих в состав вещества, к молекулярной массе этого вещества, выраженное в процентах. Молекулярная масса нитрата железа (III) равна 242. Рассчитаем массовые доли элементов: железо : ω(Fe) = n×Ar(Fe)/Mr (Fe(NO3)3) ×100%; ω(Fe) = 1×56/242 ×100% = 23,14%. азот: ω(N) = n×Ar(N)/Mr (Fe(NO3)3) ×100%; ω(N) = 3×14/242 ×100% =17,36%. Кислород: ω(O) = n×Ar(O)/Mr (Fe(NO3)3) ×100%; ω(O) = 9×16/242 ×100% =59,5%. Чтоб проверить правильность расчета, путем складывания полученных массовых долей мы должны получить 100%: ω(Fe) +ω(N) +ω(O) = 23,14 +17,36+59,5 = 100%. |
| Ответ | Массовая доля железа равна 23,14%, массовая доля азота равна 17,36%, массовая доля кислорода равна 59,5%. |
| Задание | В ходе реакции термического разложения нитрата железа (III) массой 13,8 г содержащего 8% нелетучих примесей получили оксид железа (III), и два газа – кислород и оксид азота (IV). Рассчитайте, какой объем кислорода выделился? |
| Решение | Запишем уравнение реакции термического разложения нитрата железа (III):
4Fe(NO3)3 = 2Fe2O3 + 12NO2↑ + 3O2↑. Найдем массовую долю чистого (без примесей) нитрата железа (III): ω(Fe(NO3)3) = 100% — ωimpurity = 100-8 = 92% =0,92. Найдем массу нитрата железа (III), не содержащего примесей: m(Fe(NO3)3) = mimpurity(Fe(NO3)3)×ω(Fe(NO3)3) = 13,8×0,92 = 12,7г. Определим количество молей нитрата железа (III) не содержащего примеси (молярная масса – 242 г/моль): υ = m/ M; υ (Fe(NO3)3) = m (Fe(NO3)3)/M(Fe(NO3)3) = 12,7/242 = 0,05моль. Согласно уравнению: 4υ(Fe(NO3)3) = 3υ(O2); υ(O2) =4/3× υ (Fe(NO3)3) = 4/3× 0,05= 0,07 моль. Тогда, объем выделившегося кислорода будет равен: V = Vm× υ; V (O2)=Vm× υ(O2) = 22,4×0,07 = 1,7л. |
| Ответ | Объем выделившегося кислорода равен 1,7 л. |
