Kako se dvovalentno željezo razlikuje od trivalentnog željeza?

Prije nego što se upustimo u detalje, pokušajmo se složiti oko definicija i podsjetiti čitatelja da se u uskom terminološkom smislu valencija elementa (u ovom slučaju željeza) obično razumije kao sposobnost njegovih atoma da formiraju određeni broj kovalentnih veza s drugim elementima.

Budući da pojam "kovalentna veza" podrazumijeva značajnu snagu te veze, u slučaju naknadnog razmatranja takvih klasa spojeva kao "čistih" soli željeza, prikladnije je koristiti izraze "oksidacijsko stanje" ili "naboj" u raspravi, dok koordinacija i složeni spojevi Scenarij bi, ako je moguće, trebao biti isključen iz razmatranja - inače bi bilo beskorisno raspravljati o tome što je točno "prava valencija" i kako se točno trebaju uzeti u obzir.

Situacija s željezom zanimljiva je činjenicom da je u nekim slučajevima nemoguće jasno razlikovati spojeve dvo- (II) i tri- (III) valentnog željeza: na primjer, postoji željezni oksid (II) - crni, u prirodi poznat kao witivni mineral željezni oksid); željezni oksid (III) - hematit mineral crveno-smeđe boje (također poznat kao željezni oksid); i, konačno, željezni oksid (II, III) - feromagnetski crni mineral magnetit (također poznat kao željezni oksid) - za razliku od prva dva, on ne samo da ima vrlo moćna magnetska svojstva, već također ima značajnu električnu vodljivost, - za koje se posebne elektrode izrađuju za određeni broj specifičnih slučajeva. U općem slučaju, željezo tvori dvije odvojene serije spojeva za svaku valenciju, a prije svega - soli s velikim brojem kiselina (uključujući organske).

S praktične točke gledišta, mnogo je zanimljivije da ioni željeza (II) i (III) imaju veliku razliku u elektrokemijskom potencijalu tijekom transformacije iz jednog oksidacijskog stanja u drugo (prema Lurieovom priručniku za normalne uvjete, njegova vrijednost je ~ 0.77 volti) - a to znači da u većini slučajeva spojevi željeza (II) mogu djelovati kao redukcijska sredstva, dok se sami oksidiraju u željezo (III), a spojevi željeza (III) djeluju kao oksidanti, reducirajući se na željezo (II).

Dva jednostavna primjera kućanstva koja ilustriraju.

U trgovini s vrtnim priborom možete pronaći plastične zapečaćene vrećice s plavo-zelenim sulfatnim sulfatom (II) sulfatom, koji se također nazivaju "željeznim sulfatom" i često se koriste kao fungicidi - ali ako napravite rupu u pakiranju za potpuno slobodan zrak, onda samo nekoliko dana On stvara prljavu crveno-smeđu mrlju bazičnog željeza (III) sulfata zbog oksidacije zraka kisikom.

Praktično svaki radioamater zna da se željezo (III) klorid može koristiti za izradu prototipova kod tiskanih pločica kod kuće, a toplo rješenje koje za samo nekoliko minuta pojede nezaštićenu bakrenu foliju na ploči - iako je u normalnim uvjetima bakar vrlo, vrlo stabilan!

Ovdje, u prolazu, bit će zanimljivo primijetiti da bjelančevine koje sadrže hemoglobin sadržane u našoj krvi imaju željezo (II), ali njegovu sposobnost da reverzibilno veže kisik i transportira ga kroz tkiva tijela do gore navedenog prijelaza željezne (II) valencije (III) i obratno Na bilo koji način ne postoji zabluda - iako postoje neobične teorije koje pokazuju potencijalne mehanizme za stvaranje "anorganskog proto-života" na drevnoj Zemlji upravo zbog relativno jednostavne reverzibilnosti željezne (II) / (III) tranzicije.

Dakle, da sumiramo: u smislu valencije (II) / (III), željezo lako formira čak tri klase spojeva:

  1. Tamo gdje je bivalentan - i takvi spojevi često su vrlo jaki redukcijski agensi.
  2. Tamo gdje je trovalentan - i takvi spojevi obično mogu djelovati kao umjereni oksidanti.
  3. Tamo gdje je to u isto vrijeme i zapravo, te u drugom stanju - ponašanje takvih spojeva može biti prilično različito, ovisno o uvjetima (uključujući reakciju proporcionalnosti).

Preporučeno

Što je bolje koho losos ili losos?
2019
Koji je najbolji piling mlijeka ili badema - usporedba i obilježja
2019
Koja je razlika između pravog i lažnog cilja?
2019