Subgrup terdiri dari 9 unsur dan dalam hal ini unik dalam Tabel Periodik. Sifat unik lainnya dari golongan ini adalah unsur-unsur subkelompok ini tidak mencapai bilangan oksidasi tertinggi (kecuali Ru dan Os). Secara umum diterima untuk membagi 9 elemen menjadi 4 keluarga: triad besi dan angka dua Ru-Os, Rh-Ir, Pd-Pt. Pembagian ini dibenarkan oleh sinosimetri sublevel 3d unsur Fe, Co dan Ni, serta kompresi lantanida Os, Ir dan Pt.
Kimia unsur triad besi Zat sederhana
Besi menempati urutan keempat dalam kelimpahan di Bumi, namun sebagian besar berada dalam kondisi tidak cocok untuk keperluan industri (aluminosilikat). Hanya bijih berdasarkan oksida besi FeO dan Fe 2 O 3 yang memiliki kepentingan industri. Cobalt dan nikel adalah unsur langka yang, meskipun membentuk mineralnya sendiri, diekstraksi secara industri dari bijih polimetalik.
Produksi unsur-unsur dikurangi menjadi oksida. Turunan karbon (kokas, CO) digunakan sebagai zat pereduksi, sehingga logam yang dihasilkan mengandung hingga beberapa persen karbon. Besi yang mengandung lebih dari 2% karbon disebut besi tuang; Bahan ini sangat cocok untuk pengecoran produk berukuran besar, namun kekuatan mekaniknya rendah. Dengan membakar karbon di tungku perapian terbuka atau konverter, baja diperoleh, dari mana produk yang kuat secara mekanis dapat dihasilkan. Ketergantungan sifat suatu bahan pada metode produksi dan pengolahannya terutama terlihat jelas pada besi: kombinasi pengerasan dan temper memungkinkan diperolehnya bahan dengan sifat berbeda.
Produksi Co dan Ni merupakan proses yang kompleks. Pada tahap akhir, oksida logam (CoO, Co 2 O 3, NiO) direduksi dengan karbon, dan logam yang dihasilkan dimurnikan dengan elektrolisis.
Sifat-sifat zat sederhana sangat bergantung pada adanya pengotor unsur lain di dalamnya. Logam padat murni stabil di udara pada suhu biasa karena pembentukan lapisan oksida kuat, terutama Ni. Namun, dalam keadaan sangat tersebar, logam-logam ini bersifat piroforik, yaitu. menyala sendiri.
Ketika dipanaskan, Fe, Co, Ni bereaksi dengan basa non-logam, dan interaksi besi dengan klor terjadi sangat intens karena volatilitas FeCl 3 yang dihasilkan, yang tidak melindungi permukaan logam dari oksidasi. Sebaliknya, interaksi Ni dengan fluor praktis tidak terjadi karena terbentuknya lapisan fluorida yang kuat, oleh karena itu peralatan nikel digunakan saat bekerja dengan fluor.
Fe, Co, Ni tidak membentuk senyawa spesifik dengan hidrogen, tetapi mampu menyerapnya dalam jumlah yang signifikan, terutama dalam keadaan sangat terdispersi. Oleh karena itu, logam dari keluarga besi merupakan katalis yang baik untuk proses hidrogenasi.
Logam bereaksi baik dengan asam non-pengoksidasi:
E + 2HCl ECl 2 + H 2
Asam pengoksidasi mempasifkan logam, tetapi reaksi dengan basa tidak terjadi karena sifat basa oksida logam.
Koneksi e(0)
Keadaan oksidasi ini merupakan karakteristik karbonil. Besi membentuk karbonil dengan komposisi Fe(CO) 5, kobalt - Co 2 (CO) 8, dan nikel - Ni(CO) 4. Karbonil nikel mudah terbentuk (50 °C, tekanan atmosfer), sehingga digunakan untuk memperoleh nikel murni.
Koneksi E(+2)
Stabilitas senyawa pada bilangan oksidasi ini meningkat dari Fe menjadi Ni. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa peningkatan muatan inti, sementara ukuran atom tetap tidak berubah, memperkuat ikatan antara inti dan elektron d, sehingga elektron d lebih sulit dilepaskan.
Senyawa E(+2) diperoleh dengan melarutkan logam dalam asam. E(OH)2 hidroksida mengendap ketika larutan alkali ditambahkan ke larutan garam berair:
ECl 2 + 2NaOH = E(OH) 2 + 2NaCl
Dari sini kita dapat menyimpulkan bahwa garam logam tersebut rentan terhadap hidrolisis kation. Hasil hidrolisis diperoleh berbagai produk, termasuk kompleks polinuklir, misalnya NiOH +,.
Dengan mengkalsinasi E(OH) 2 tanpa akses udara, oksida dapat diperoleh. Oksida dan hidroksida menunjukkan karakter yang dominan basa; Ferrat (+2), kobaltat (+2) dan nikelat (+2) diperoleh hanya dalam kondisi yang keras, misalnya dengan paduan:
Na 2 O + NiO = Na 2 NiO 2
E(+2) sulfida dapat diendapkan dari larutan berair menggunakan Na 2 S atau bahkan H 2 S (tidak seperti MnS, yang tidak diendapkan dengan H 2 S), tetapi sulfida ini larut dalam asam kuat, yang digunakan dalam analisis kimia :
E 2+ + S 2– E 2 S, E 2 S + 2H + (mis.) E 2+ + H 2 S
Dari senyawa E(+2), hanya Fe(+2) yang menunjukkan sifat pereduksi yang nyata. Jadi, semua senyawa Fe(+2) sederhana (non-kompleks) dioksidasi oleh oksigen atmosfer dan zat pengoksidasi kuat lainnya:
4Fe(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 4Fe(OH) 3
10FeSO 4 + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 5Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 8H 2 O
Senyawa kobalt (+2) dan nikel (+2) hanya dioksidasi oleh zat pengoksidasi kuat, misalnya NaOCl:
E(OH)2 + NaOCl+ X H 2 O E 2 O 3 X H2O + NaCl
Koneksi E(+3)
Senyawa stabil dalam bilangan oksidasi ini dihasilkan oleh besi dan, sebagian, kobalt. Dari turunan Ni(+3), hanya senyawa kompleks yang stabil.
Hidroksida E(OH) 3 diperoleh dengan aksi alkali pada larutan garam atau dengan oksidasi E(OH) 2:
FeCl 3 + 3NaOH = Fe(OH) 3 ↓ + 3NaCl
2Co(OH) 2 + H 2 O 2 = 2Co(OH) 3
Ini menghasilkan produk yang mengandung jumlah air yang bervariasi (tidak memiliki komposisi yang konstan). Oksida adalah produk akhir dehidrasi hidroksida, tetapi tidak mungkin memperoleh Co 2 O 3 dan Ni 2 O 3 murni karena penguraiannya menjadi oksigen dan oksida yang lebih rendah. Untuk besi dan kobalt, oksida dengan komposisi E 3 O 4 dapat diperoleh, yang dapat dianggap sebagai oksida campuran EOE 2 O 3. Sebaliknya, E 3 O 4 adalah garam yang sesuai dengan fungsi asam hidroksida E(OH) 3.
Fe 2 O 3 + Na 2 O 2NaFeO 2
Fungsi utama Fe(OH) 3 diungkapkan dengan lebih baik:
Fe(OH) 3 + 3HCl FeCl 3 + 3H 2 O
Karena Fe(OH) 3 merupakan elektrolit lemah, garam Fe(+3) rentan terhadap hidrolisis. Produk hidrolisis mewarnai larutan dengan warna coklat yang khas, dan ketika larutan dididihkan, endapan Fe(OH) 3 mengendap:
Fe 3+ + 3H 2 O Fe(OH) 3 + 3H +
Tidak mungkin memperoleh garam sederhana Co(+3) dan Ni(+3) yang sesuai dengan fungsi utama hidroksida E(OH) 3: reaksi redoks terjadi dalam lingkungan asam dengan pembentukan E(+2) :
2Co 3 O 4 + 12HCl 6CoCl 2 + O 2 + 6H 2 O
Senyawa Co(+3) dan Ni(+3) hanya dapat menjadi zat pengoksidasi, dan cukup kuat, dan besi(+3) bukanlah zat pengoksidasi kuat. Namun demikian, tidak selalu mungkin untuk memperoleh garam E(+3) dengan anion pereduksi (I–, S2–). Misalnya:
2Fe(OH) 3 + 6HI 2FeI 2 + 6H 2 O + I 2
Tidak seperti kobalt dan nikel, besi menghasilkan turunan Fe(+6), yang diperoleh melalui oksidasi berat Fe(OH) 3 dalam media basa:
2Fe(OH) 3 + 3Br 2 +10KOH 2K 2 FeO 4 + 6KBr + 8H 2 O
Ferrat (+6) adalah zat pengoksidasi yang lebih kuat dibandingkan permanganat.
Ciri-ciri umum unsur golongan VIII subkelompok sekunder Tabel Periodik D. I. Mendeleev.
Subkelompok besi- unsur kimia golongan ke 8 tabel periodik unsur kimia. Kelompok ini termasuk besi Fe, rutenium Ru dan osmium Os. Berdasarkan konfigurasi elektronik atomnya, unsur yang disintesis secara artifisial juga termasuk dalam golongan yang sama Hassiy Hs.
Semua unsur golongan 8 mengandung 8 elektron pada kulit valensinya. Dua unsur golongan - rutenium dan osmium - termasuk dalam keluarga logam platina. Seperti golongan lainnya, unsur golongan 8 menunjukkan pola konfigurasi elektronik, terutama pada kulit terluarnya, meskipun yang mengejutkan, rutenium tidak mengikuti tren ini. Namun unsur-unsur golongan ini juga menunjukkan kesamaan sifat fisik dan perilaku kimia.
Besi sebagai bahan perkakas sudah dikenal sejak zaman dahulu. Sejarah produksi dan penggunaan besi dimulai pada zaman prasejarah, kemungkinan besar dengan penggunaan besi meteorit.
Rutenium ditemukan oleh profesor Universitas Kazan Karl Klaus pada tahun 1844. Klaus mengisolasinya dari bijih platinum Ural dalam bentuk murni dan menunjukkan kesamaan antara triad rutenium - rhodium - paladium dan osmium - iridium - platinum. Dia menamai unsur baru rutenium untuk menghormati Rus' (Ruthenia adalah nama Latin untuk Rus').
Osmium ditemukan pada tahun 1804 oleh ahli kimia Inggris Smithson Tennant dalam endapan yang tersisa setelah platina dilarutkan dalam aqua regia.
Besi jarang ditemukan di alam dalam bentuk murni, paling sering ditemukan pada meteorit besi-nikel. Prevalensi besi di kerak bumi adalah 4,65% (peringkat ke-4 setelah oksigen, silikon dan aluminium). Dipercaya juga bahwa besi membentuk sebagian besar inti bumi.
Rutenium adalah logam platina yang paling melimpah pada manusia, namun juga paling langka. Tidak melakukan peran biologis. Terkonsentrasi terutama di jaringan otot. Rutenium oksida yang lebih tinggi sangat beracun dan, sebagai zat pengoksidasi kuat, dapat menyebabkan pembakaran zat yang mudah terbakar. Osmium mungkin juga ada pada manusia dalam jumlah yang sangat kecil.
Ciri-ciri umum unsur golongan VIII subkelompok sekunder Tabel Periodik D. I. Mendeleev. - konsep dan tipe. Klasifikasi dan ciri-ciri kategori "Ciri-ciri umum unsur golongan VIII subkelompok sekunder Tabel Periodik D. I. Mendeleev." 2017, 2018.
1.Orazio Vecchi. Komedi Madrigal "Amphiparnassus". Adegan Pantalone, Pedroline dan Hortensia 2. Orazio Vecchi. Komedi Madrigal "Amphiparnassus". Adegan Isabella dan Lucio 3. Emilio Cavalieri. "Imajinasi Jiwa dan Tubuh." Prolog. Paduan Suara “Oh, Signor” 4. Emilio Cavalieri.... .
Pada tahun 1248, ketika Uskup Agung Köln, Conrad von Hochstaden, meletakkan batu fondasi Katedral Köln, salah satu babak terpanjang dalam sejarah bangunan Eropa dimulai. Cologne, salah satu kota terkaya dan kuat secara politik di Jerman saat itu... .
Etienne Maurice Falconet (1716-1791) di Perancis dan Rusia (dari 1766-1778). "The Threatening Cupid" (1757, Louvre, State Hermitage) dan replikanya di Rusia. Monumen Peter I (1765-1782). Desain dan sifat monumen, signifikansinya dalam ansambel kota. Peran asisten Falconet - Marie-Anne Collot (1748-1821) dalam penciptaan... .
Alexander Ivanov menulis pada 10 Juni 1855: “Singkatnya, saya, seolah-olah meninggalkan cara hidup seni yang lama, belum meletakkan batu yang kokoh untuk yang baru, dan dalam situasi ini saya tanpa sadar menjadi seniman transisi.. . ” 1. Meskipun kata-kata ini diucapkan sehubungan dengan pencarian interpretasi baru... .
Sekali lagi saya menyentuh kebenaran dan, tanpa pemahaman, lewat. Saya sudah berpikir - ini adalah kematian, batas keputusasaan, dan kemudian, setelah meninggalkan semua harapan, saya menemukan ketenangan pikiran. Tampaknya di jam-jam seperti itu Anda mengenali diri sendiri, Anda menemukan teman dalam diri Anda. Tidak ada yang menandingi perasaan spiritual ini... .
Pedang dari zaman Renaisans dan abad ke-17. Pada abad XVI-XVII. pedang telah mengalami beberapa perubahan. Pedang dua tangan mendapatkan popularitas besar, dan kemudian digunakan sebagai senjata upacara. Pedang satu tangan telah berubah jauh lebih banyak dibandingkan beberapa abad sebelumnya.... .
Dengan sayap kiri, dalam helm pelat besi, seorang prajurit Chukchi dengan baju besi yang terbuat dari kulit Chukchi berjanggut, menakuti seekor anjing dengan tombak (abad ke-19). Rekonstruksi. Gambar oleh A.V. Silnova 4 M e n ilo - isi perut rusa yang setengah tercerna. Dari ini... .
Unsur-unsur yang termasuk dalam golongan VII tabel periodik dibagi menjadi dua subkelompok: subkelompok utama - subkelompok halogen - dan subkelompok sekunder - subkelompok mangan. Hidrogen juga ditempatkan pada golongan ini, meskipun atomnya mempunyai satu elektron di bagian terluar, tingkat valensinya dan harus ditempatkan pada golongan I. Namun, hidrogen memiliki sedikit kesamaan dengan unsur-unsur subkelompok utama - logam alkali, dan unsur-unsur subkelompok sekunder - tembaga, perak, dan emas. Pada saat yang sama, seperti halogen, ia menambahkan elektron dalam reaksi dengan logam aktif dan membentuk hidrida yang memiliki kemiripan dengan halida.
Subkelompok halogen meliputi fluor, klor, brom, yodium dan astatin. Empat unsur pertama ditemukan di alam, unsur terakhir diperoleh secara artifisial dan oleh karena itu lebih sedikit dipelajari dibandingkan unsur halogen lainnya. Kata halogen berarti pembentuk garam. Unsur-unsur subkelompok menerima nama ini karena kemudahannya bereaksi dengan banyak logam, membentuk garam.Semua halogen memiliki struktur kulit elektron terluar s 2 p 5. Oleh karena itu, mereka dengan mudah menerima elektron, membentuk kulit elektron gas mulia yang stabil (s 2 p 6). Fluor mempunyai jari-jari atom terkecil pada subgrupnya; selebihnya ia bertambah pada deret F< Cl < Br < I < Аt и составляет соответственно 133; 181; 196; 220 и 270 пм. В таком же порядке уменьшается сродство атомов элементов к электрону. Галогены - очень активные элементы. Они могут отнимать, электроны не только у атомов, которые их легко отдают, но и у ионов и даже вытеснять другие галогены, менее активные, из их соединений. Например, фтор вытесняет хлор из хлоридов, хлор - бром из бромидов, а бром - иод из иодидов. Из всех галогенов только фтор, находящийся во II периоде, не имеет незаполненного d-уровня. По этой причине он не может иметь больше одного неспаренного электрона и проявляет валентность только -1. В атомах других галогенов d-уровень не заполнен, что дает им возможность иметь различное количество неспаренных электронов и проявлять валентность -1, +1, +3, +5 и +7, наблюдающуюся в кислородных соединениях хлора, брома и иода К подгруппе марганца принадлежат марганец, технеций и рений. В отличии от галогенов элементы подгруппы марганца имеют на внешнем электронном уровне всего два электрона и поэтому не проявляют способности присоединять электроны, образуя отрицательно заряженные ионы.Марганец распространен в природе и широко используется в промышленности.Технеций радиоактивен, в природе не встречаемся, а получен искусственно (впервые - Э. Сегре и К.Перрье, 1937}. Этот элемент образуется вследствие радиоактивного распада урана. Рений относится к числу рассеянных элементов. Он не образует самостоятельных минералов, а встречается в качестве спутника некоторых минералов, особенно молибденовых. Он был открыт В. и И. Ноддак в 1925 г. Сплавы, имеющие небольшие добавки рения, обладают повышенной устойчивостью против коррозии. Добавка рения к и ее сплавам увеличивает их механическую прочность. Это свойство рения позволяет применять его вместо благородного металла иридия. Платино-платинорениевые термопары работают лучше платино-платиноиридиевых, но их нельзя использовать при очень высоких температурах, так как образуется летучее соединение Re 2 O 7 .
Ciri khas nonlogam adalah jumlah elektron yang lebih besar (dibandingkan dengan logam) pada tingkat energi terluar atomnya. Hal ini menentukan kemampuannya yang lebih besar untuk mengikat elektron tambahan dan menunjukkan aktivitas oksidatif yang lebih tinggi dibandingkan logam. Sifat pengoksidasi yang sangat kuat, yaitu kemampuan untuk menambahkan elektron, ditunjukkan oleh nonlogam yang terletak pada periode ke-2 dan ke-3 golongan VI-VII. Jika kita membandingkan susunan elektron dalam orbital atom fluor, klor, dan halogen lainnya, maka kita dapat menilai sifat khasnya. Atom fluor tidak memiliki orbital bebas. Oleh karena itu, atom fluor hanya dapat menunjukkan valensi I dan bilangan oksidasi 1. Zat pengoksidasi terkuat adalah fluor. Pada atom halogen lain, misalnya pada atom klor, terdapat orbital d bebas pada tingkat energi yang sama. Berkat ini, pemasangan elektron dapat terjadi dalam tiga cara berbeda. Dalam kasus pertama, klorin dapat menunjukkan bilangan oksidasi +3 dan membentuk asam klor HClO2, yang berhubungan dengan garam - klorit, misalnya kalium klorit KClO2. Dalam kasus kedua, klor dapat membentuk senyawa dengan bilangan oksidasi klor adalah +5. Senyawa tersebut antara lain asam hipoklorit HClO3 dan garamnya - klorat, misalnya kalium klorat KClO3 (garam Berthollet). Dalam kasus ketiga, klorin menunjukkan bilangan oksidasi +7, misalnya dalam asam perklorat HClO4 dan garamnya, perklorat (dalam kalium perklorat KClO4).
Reaksi analitik khusus ion Mn 2+
1.5.5. Oksidasi dengan natrium bismut NaBiO 3 berlangsung menurut persamaan:
2Mn(NO 3) 2 + 5NaBiO 3 + 16HNO 3 = 2HMnO 4 + 5Bi(NO 3) 3 + 5NaNO 3 + 7H 2 O.
Reaksi terjadi dalam keadaan dingin. Menjalankan reaksi: tambahkan 3-4 tetes larutan HNO 3 6 M dan 5-6 tetes H 2 O ke dalam 1-2 tetes larutan garam mangan, setelah itu ditambahkan sedikit bubuk NaBiO 3 dengan spatula. Setelah isi tabung reaksi tercampur, diamkan selama 1-2 menit, kemudian disentrifugasi untuk memisahkan kelebihan natrium bismut. Dengan adanya Mn 2+, larutan berubah menjadi ungu akibat pembentukan asam mangan, yang merupakan salah satu zat pengoksidasi paling kuat.
1.5.6. Oksidasi PbO 2 dengan timbal dioksida dalam media asam nitrat bila dipanaskan:
2Mn(NO 3) 2 + 5PbO 2 + 6HNO 3 → 2HMnO 4 + 5Pb(NO 3) 2 + 2H 2 O.
Menjalankan reaksi: Ambil sedikit serbuk PbO 2 dan masukkan ke dalam tabung reaksi, tambahkan 4-5 tetes HNO 3 6 M disana, panaskan sambil diaduk. Munculnya warna ungu menunjukkan adanya Mn 2+.
1.5.7. Yang penting dalam analisis adalah reaksi Mn 2+ dengan logam alkali karbonat, natrium hidrogen fosfat, reaksi oksidasi dengan amonium persulfat, oksidasi benzidin dengan senyawa Mn 4+, reduksi AgCl menjadi logam perak dengan ion Mn 2+.
88. Unsur golongan VIII B. Sifat khas senyawa yang paling penting. Peran biologis. Reaksi analitik terhadap ion Fe 3+ dan Fe 2+.
Subkelompok besi- unsur kimia golongan 8 dari tabel periodik unsur kimia (menurut klasifikasi usang - unsur subkelompok sekunder golongan VIII). Kelompok ini termasuk besi Fe, rutenium Ru dan osmium Os. Berdasarkan konfigurasi elektronik atomnya, unsur yang disintesis secara artifisial juga termasuk dalam golongan yang sama Hassiy Hs, yang ditemukan pada tahun 1984 di Pusat Penelitian Ion Berat (Jerman). Gesellschaft für Schwerionenforschung, GSI), Darmstadt, Jerman akibat pemboman target timbal (208 Pb) dengan pancaran ion besi-58 dari akselerator UNILAC. Sebagai hasil percobaan, 3.265 inti Hs disintesis, yang diidentifikasi secara andal berdasarkan parameter rantai peluruhan α. Secara simultan dan independen, reaksi yang sama dipelajari di JINR (Dubna, Rusia), dimana berdasarkan pengamatan 3 peristiwa peluruhan α inti 253 Es, disimpulkan juga bahwa dalam reaksi ini inti 265 Hs, subjek untuk peluruhan α, disintesis. Semua unsur golongan 8 mengandung 8 elektron pada kulit valensinya. Dua unsur golongan - rutenium dan osmium - termasuk dalam keluarga logam platina. Seperti golongan lainnya, unsur golongan 8 menunjukkan pola konfigurasi elektronik, terutama pada kulit terluarnya, meskipun anehnya rutenium tidak mengikuti kecenderungan ini. Namun, unsur-unsur golongan ini juga menunjukkan kesamaan dalam sifat fisik dan perilaku kimia: Besi jarang ditemukan di alam dalam bentuk murni; paling sering ditemukan pada meteorit besi-nikel. Prevalensi besi di kerak bumi adalah 4,65% (peringkat ke-4 setelah oksigen, silikon dan aluminium). Besi juga diyakini menyusun sebagian besar inti bumi.
Rutenium adalah satu-satunya logam platina yang ditemukan pada organisme hidup. (Menurut beberapa sumber - juga platinum). Terkonsentrasi terutama di jaringan otot. Rutenium oksida yang lebih tinggi sangat beracun dan, sebagai zat pengoksidasi kuat, dapat menyebabkan pembakaran zat yang mudah terbakar.
Reaksi analitis
Kalium hexacyanoferrate(III) K 3 dengan kation Fe 2+ membentuk endapan biru “Turnboole blue”:
3FeSO 4 + 2K 3 → Fe 3 2 ↓+ 3K 2 SO 4 ,
3Fe 2+ + 2Fe(CN) 6 3– → Fe 3 2 ↓.
Endapannya tidak larut dalam asam, tetapi terurai dengan basa membentuk Fe(OH) 2. Jika reagen berlebih maka endapan menjadi hijau. Reaksi ini terganggu oleh ion Fe 3+, yang pada konsentrasi tinggi memberikan reagen warna coklat pada larutan, dan ion Mn 2+ dan Bi 3+, yang memberikan reagen endapan berwarna lemah, larut dalam asam. Melakukan reaksi. Masukkan 1–2 tetes larutan FeSO 4 ke dalam tabung reaksi dan tambahkan 1 tetes reagen. Bagilah endapan yang dihasilkan menjadi dua bagian, tambahkan 1-2 tetes larutan HC1 2 M ke bagian pertama, dan 1-2 tetes larutan alkali 2 M ke bagian kedua. Kondisi reaksinya adalah larutan encer dalam suasana asam, pH = 3.
1.5.2.> Oksidasi Fe 2+ menjadi Fe 3+. Ion Fe 2+ merupakan zat pereduksi yang cukup kuat dan dapat dioksidasi oleh sejumlah zat pengoksidasi, misalnya H 2 O 2, KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7 dalam lingkungan asam, dll.
2Fe 2+ + 4OH – + H 2 O 2 → 2Fe(OH) 3 ↓.
Saat melakukan analisis sistematis, Fe 2+ harus ditemukan pada pengujian pendahuluan, karena dalam proses pemisahan gugus, Fe 2+ dapat dioksidasi menjadi Fe 3+.
Reaksi analitik khusus ion Fe 3+
1.5.3. Kalium heksasianoferrat(II) K 4 dengan kation Fe 3+ membentuk endapan biru tua “biru Prusia”:
4Fe 3+ + 3Fe(CN) 6 4– → Fe 4 3 ↓.
Endapan praktis tidak larut dalam asam, tetapi terurai oleh basa membentuk Fe(OH) 3 . Jika melebihi reagen, endapan akan larut secara nyata. Menjalankan reaksi. Tambahkan 1 tetes reagen ke dalam 1-2 tetes larutan FeCl 3. Bagilah endapan yang dihasilkan menjadi dua bagian. Tambahkan 2-3 tetes larutan HC1 2 M pada satu bagian, 1-2 tetes larutan NaOH 2 M pada bagian lainnya, aduk.
1.5.4. Kalium tiosianat (rhodanida) KNCS dengan ion Fe 3+ membentuk kompleks berwarna merah darah. Tergantung pada konsentrasi tiosianat, kompleks dengan komposisi berbeda dapat terbentuk:
Fe 3+ + NCS – ↔ Fe(NCS) 2+ ,
Fe 3+ + 2NCS – ↔ Fe(NCS) 2+,
dll. ke Fe 3+ + 6NCS – ↔ Fe(NCS) 6 3– ,
Reaksinya bersifat reversibel, sehingga pereaksinya diambil secara berlebihan. Penentuan tersebut terganggu oleh ion-ion yang membentuk kompleks stabil dengan Fe 3+, misalnya ion fluorida, garam asam fosfat, oksalat dan sitrat.
89. Unsur golongan I B. Sifat khas senyawa yang paling penting, peran biologis. Efek bakterisida ion Ag+ dan Cu2+. Reaksi analitik terhadap ion perak dan tembaga.
n = 4 Cu ns1(n-1)d10, tingkat eksternal - 1 ē,
praeksternal - 18 ē
n = 5 Ag Tidak berpasangan ē - satu(kegagalan, selip), tapi
n = 6 Au 18 - lapisan elektronik, stabil dalam subgrup
seng, belum sepenuhnya stabil di sini dan
mampu kehilangan ē, sehingga CO mungkin terjadi
Hanya unsur d golongan IB yang membentuk senyawa yang CO melebihi gugus N, dan lebih stabil terhadap Cu2+, Ag+, Au+3
Sifat khas ion tembaga bermuatan ganda adalah kemampuannya untuk bergabung dengan molekul amonia untuk membentuk ion kompleks. Tembaga adalah salah satu elemen jejak. Fe, Cu, Mn, Mo, B, Zn, Co mendapat nama ini karena fakta bahwa sejumlah kecil unsur tersebut diperlukan untuk fungsi normal tanaman. Unsur mikro meningkatkan aktivitas enzim, mendorong sintesis gula, pati, protein, asam nukleat, vitamin dan enzim. Perak adalah logam dengan aktivitas rendah. Di atmosfer udara, ia tidak teroksidasi baik pada suhu kamar maupun saat dipanaskan. Menghitamnya benda perak yang sering diamati adalah akibat terbentuknya perak sulfida hitam - AgS 2 - di permukaannya. Hal ini terjadi di bawah pengaruh hidrogen sulfida yang terkandung di udara, serta ketika benda-benda perak bersentuhan dengan produk makanan yang mengandung senyawa belerang.4Ag + 2H 2 S + O 2 -> 2Ag 2 S + 2H 2 OV Dalam rentang tegangan , perak terletak lebih jauh dari hidrogen. Oleh karena itu, asam klorida dan asam sulfat encer tidak berpengaruh terhadapnya. Perak biasanya dilarutkan dalam asam nitrat, yang berinteraksi dengannya menurut persamaan: Ag + 2HNO 3 -> AgNO 3 + NO 2 + H 2 O Perak membentuk satu rangkaian garam, larutannya mengandung kation Ag + yang tidak berwarna. jika bekerja pada larutan garam perak, kita dapat mengharapkan untuk memperoleh AgOH, namun sebaliknya akan terbentuk endapan coklat dari perak(I) oksida yang mengendap: 2AgNO 3 + 2NaOH -> Ag 2 O + 2NaNO 3 + H 2 O Selain perak(I ) oksida, oksida AgO dan Ag 2 O 3 diketahui Perak nitrat (lapis ) - AgNO 3 - membentuk kristal transparan tidak berwarna, sangat larut dalam air. Perak digunakan dalam produksi bahan fotografi, dalam pembuatan cermin, dalam pelapisan listrik, dan dalam pengobatan. Seperti tembaga, perak mempunyai kecenderungan untuk membentuk senyawa kompleks. Banyak senyawa perak yang tidak larut dalam air (misalnya: perak(I) oksida - Ag 2 O dan perak klorida - AgCl) , mudah larut dalam larutan amonia berair Senyawa perak sianida kompleks digunakan untuk perak galvanik, karena selama elektrolisis larutan garam-garam ini, lapisan padat perak kristal halus diendapkan pada permukaan produk... Semua senyawa perak mudah tereduksi dengan pelepasan oksida belerang logam. Jika sedikit glukosa atau formalin ditambahkan sebagai zat pereduksi ke dalam larutan amonia perak(I) oksida dalam wadah kaca, maka perak metalik akan terlepas dalam bentuk lapisan cermin padat mengkilat pada permukaan kaca. Ion perak menekan perkembangan bakteri dan, bahkan dalam konsentrasi yang sangat rendah, mensterilkan air minum. Dalam pengobatan, untuk desinfeksi selaput lendir, larutan koloid perak yang distabilkan dengan aditif khusus (protargol, collargol, dll.) digunakan Perak (bersama dengan logam berat lainnya seperti tembaga, timah, merkuri) mampu memiliki efek bakterisida. efek dalam konsentrasi kecil (yang disebut efek oligodinamik) . Efek bakterisida yang nyata (kemampuan untuk membunuh bakteri tertentu secara andal) diamati pada konsentrasi ion perak di atas 0,15 mg/l. Dalam jumlah 0,05 - 0,1 mg/l, ion perak hanya memiliki efek bakteriostatik (kemampuan menghambat pertumbuhan dan reproduksi bakteri).Meskipun tingkat desinfeksi perak tidak setinggi ozon atau sinar UV, ion perak dapat bertahan lama di air, sehingga menghasilkan desinfeksi jangka panjang. Mekanisme kerja perak belum sepenuhnya dipahami. Para ilmuwan percaya bahwa efek desinfektan diamati ketika ion perak dan tembaga bermuatan positif membentuk ikatan elektrostatik dengan permukaan sel mikroorganisme yang bermuatan negatif. Ikatan elektrostatis ini menciptakan ketegangan yang dapat mengganggu permeabilitas sel dan mengurangi penetrasi sejumlah nutrisi penting ke dalamnya. Menembus ke dalam sel, ion perak dan tembaga berinteraksi dengan asam amino, yang merupakan bagian dari protein dan digunakan dalam proses fotosintesis. Akibatnya, proses pengubahan radiasi matahari menjadi makanan dan energi bagi mikroorganisme terganggu, yang berujung pada kematiannya.Sebagai hasil dari banyak penelitian, efek bakterisidal yang efektif dari ion perak pada sebagian besar mikroorganisme patogen, serta virus, telah meningkat. telah dikonfirmasi. Namun, jenis mikroorganisme pembentuk spora praktis tidak sensitif terhadap perak.Pengayaan air dengan ion perak dapat dilakukan dengan beberapa cara: kontak langsung air dengan permukaan perak, pengolahan air dengan larutan garam perak dan elektrolitik. metode.
Reaksi kualitatif terhadap ion tembaga
Kalium heksasianoferrat (2) K 4 dengan larutan garam tembaga membentuk endapan Cu 2 berwarna merah kecoklatan, tidak larut dalam asam encer, tetapi larut dalam larutan amonia.
Cu 2+ + 4+ ® Cu 2 ¯Ke dalam 3 tetes larutan CuSO 4 tambahkan 2 tetes larutan garam K 4. Amati terbentuknya endapan merah. Sentrifugasi endapan dan tambahkan 3-5 tetes larutan amonia ke dalamnya.
Reaksi untuk mendeteksi ion tembaga Cu2+
Aksi reagen grup H2S. Hidrogen sulfida membentuk endapan hitam tembaga (II) sulfida dalam larutan garam tembaga yang diasamkan: CuS: CuSO4 + H2S = CuS + H2SO4,Cu2+ + H2S = CuS + 2H+.
Aksi amonium hidroksida NH4OH. Amonium hidroksida NH4OH, jika dikonsumsi secara berlebihan, dengan garam tembaga membentuk kation kompleks tembaga tetraamina (II) dengan warna biru pekat:
CuSO4 + 4NH4OH = SO4 + 4H2O,
Cu2+ + 4NH4OH = + + 4H2O.
Reaksi deteksi ion perak Ag+
Aksi reagen kelompok HC1. Asam klorida, dengan larutan garam Ag+, membentuk endapan putih perak klorida AgCl, yang praktis tidak larut dalam air:
Ag+ + Cl- = AgCl.
Deteksi kation perak. Asam klorida dan larutan garamnya (yaitu, ion Cl- klorida), dengan larutan garam Ag+, membentuk endapan putih perak klorida AgCl yang praktis tidak larut dalam air, yang larut dengan baik dalam larutan NH4OH berlebih; dalam hal ini, garam perak kompleks yang larut dalam air, diammin perak klorida, terbentuk. Dengan aksi asam nitrat selanjutnya, ion kompleks dihancurkan dan perak klorida kembali mengendap (sifat garam perak berikut digunakan untuk mendeteksinya):
AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3,
AgCl + 2NH4OH = Cl + 2H2O,
Cl + 2HNO3 = AgCl + 2NH4NO3.
90. Unsur golongan II B. Sifat khas senyawa yang paling penting, peran biologis. Sifat kompleks enzim yang mengandung tembaga dan seng. Reaksi analitik untuk ion Zn 2+.
Enzim adalah katalis protein alami. Beberapa enzim memiliki komposisi protein murni dan tidak memerlukan zat lain untuk menunjukkan aktivitasnya. Namun, ada sekelompok besar enzim yang aktivitasnya hanya muncul jika ada senyawa nonprotein tertentu. Senyawa ini disebut kofaktor. Kofaktor dapat berupa, misalnya, ion logam atau senyawa organik dengan struktur kompleks - biasanya disebut koenzim. Telah ditetapkan bahwa agar enzim berfungsi normal, kadang-kadang diperlukan koenzim dan ion logam, yang membentuk kompleks terner bersama dengan molekul substrat. Dengan demikian, logam merupakan bagian dari mesin biologis sebagai bagian yang tidak tergantikan. Ion magnesium diperlukan untuk bekerja pada transfer residu asam fosfat, dan ion kalium juga diperlukan untuk tujuan yang sama; hidrolisis protein memerlukan ion seng, dll. Di bawah ini kita akan membahas masalah ini secara rinci. Enzim, pada umumnya, mempercepat jenis reaksi yang sama, dan hanya sedikit di antaranya yang hanya bekerja pada satu reaksi spesifik dan tunggal. Enzim-enzim tersebut, yang memiliki spesifisitas absolut, khususnya meliputi urease, yang menguraikan urea. Kebanyakan enzim tidak begitu ketat dalam memilih substrat. Hidrolase yang sama, misalnya, mampu mengkatalisis dekomposisi hidrolitik beberapa ester yang berbeda.Seiring dengan semakin dalamnya sisi kimia penelitian biologi dan semakin banyak ahli kimia yang menjadi asisten dan kolaborator ahli biologi, jumlah enzim yang baru ditemukan terus meningkat; tak lama kemudian mereka harus dihitung bukan dalam lusinan, tetapi dalam ratusan. Perluasan jangkauan katalis biologis ini menyebabkan beberapa kesulitan dalam klasifikasi dan tata nama enzim.Sebelumnya, enzim diberi nama sesuai dengan substrat tempat mereka bekerja, dengan penambahan akhiran “aza”. Jadi, jika suatu enzim bekerja pada gula maltosa, maka itu disebut "maltase", jika pada laktosa - "laktase", dll. Saat ini, sebuah nomenklatur telah diadopsi di mana nama tersebut juga mencerminkan fungsi kimia dari enzim tersebut. Partikel "aza" disediakan untuk enzim sederhana. Jika suatu kompleks enzim terlibat dalam reaksi, istilah “sistem” digunakan.
Enzim dibagi menjadi enam kelas:
Oksidoreduktase. Ini adalah enzim yang mengkatalisis reaksi redoks. Contoh oksidoreduktase termasuk piruvat dehidrogenase, yang menghilangkan hidrogen dari asam piruvat, katalase, yang menguraikan hidrogen peroksida, dll.
Subkelompok samping dari kelompok kedelapan tabel periodik mencakup tiga triad unsur d dan tiga unsur yang diperoleh secara artifisial dan sedikit dipelajari: hassium, Hs, meitnerium, Mt, darmstadtium Ds. Triad pertama dibentuk oleh unsur-unsur: besi, Fe, eobalt Co, nikel Ni; triad kedua - rutenium Ru, radium Ro, paladium Pd dan triad ketiga - osmium Os, iridium Ir dan platinum Pt. Hassium, matehrenium, darmstadtium yang diperoleh secara artifisial dengan masa hidup yang singkat menutup rangkaian unsur terberat yang dikenal saat ini.
Sebagian besar unsur Golongan VIIB yang dipertimbangkan memiliki dua elektron valensi pada kulit elektron terluar atom; semuanya adalah logam. Selain elektron ns terluar, elektron dari kulit elektron kedua dari belakang (n-1)d ikut serta dalam pembentukan ikatan.
Karena peningkatan muatan inti, unsur terakhir dari setiap triad memiliki karakteristik bilangan oksidasi yang lebih rendah daripada unsur pertama. Pada saat yang sama, peningkatan jumlah periode di mana suatu unsur berada disertai dengan peningkatan derajat sifat oklemen (Tabel 9.1)
Tabel 9.1 Karakteristik bilangan oksidasi unsur-unsur subkelompok sekunder kedelapan
Bilangan oksidasi yang paling umum dari unsur-unsur dalam senyawanya disajikan dalam Tabel. 41 dicetak tebal.
Unsur-unsur ini terkadang dibagi menjadi tiga subkelompok: subkelompok besi (Fe, Ru, Os), subkelompok kobalt (Co, Rh, Ir) dan subkelompok nikel (Ni, Pd, Pt). Pembagian ini didukung oleh karakteristik bilangan oksidasi unsur-unsur (Tabel 42) dan beberapa sifat lainnya. Misalnya, semua unsur subkelompok besi merupakan katalis aktif untuk sintesis amonia, dan subkelompok nikel adalah katalis aktif untuk reaksi hidrogenasi senyawa organik. Unsur-unsur subkelompok kobalt dicirikan oleh pembentukan senyawa kompleks [E(NH 3) 6 ]G 3, di mana G adalah ion halogen
Sifat redoks unsur golongan VIIIB ditentukan dengan skema berikut:
Memperkuat sifat oksidatif ion logam
Semua logam golongan VIIIB aktif secara katalitik. Semuanya kurang lebih mampu menyerap hidrogen dan mengaktifkannya; semuanya membentuk ion berwarna (senyawa). Semua logam rentan terhadap pembentukan kompleks. Perbandingan sifat fisika dan kimia unsur-unsur subgolongan VIII-B menunjukkan bahwa Fe, Ni, Co sangat mirip satu sama lain dan sekaligus sangat berbeda dengan unsur-unsur dari dua triad lainnya, sehingga diklasifikasikan ke dalam keluarga besi. Enam unsur stabil lainnya disatukan di bawah nama yang sama - keluarga logam platina.
Logam keluarga besi
Dalam triad besi, analogi horizontal, karakteristik elemen d secara umum, paling jelas terlihat. Sifat-sifat unsur triad besi diberikan dalam tabel. 42.
Tabel 9.2 Sifat-sifat unsur triad besi
Sumber daya alam. Besi merupakan unsur terbanyak keempat di kerak bumi (setelah O 2 , Si, Al). Ia dapat ditemukan di alam dalam keadaan bebas: merupakan besi yang berasal dari meteorit. Meteorit besi rata-rata mengandung 90% Fe, 8,5% Ni, 0,5% Co. Rata-rata, terdapat satu meteorit besi untuk setiap dua puluh meteorit batu. Kadang-kadang ditemukan besi asli, dibawa dari perut bumi oleh magma cair.
Untuk memperoleh besi digunakan bijih besi magnetik Fe 3 O 4 (mineral magnetit), bijih besi merah Fe 2 O 3 (hematit) dan bijih besi coklat Fe 2 O 3 x H 2 O (limonit), FeS 2 - pirit. Dalam tubuh manusia, zat besi terdapat dalam hemoglobin.
Kobalt dan nikel ditemukan dalam bentuk logam di meteorit. Mineral terpenting: kobaltin CoAsS (kilap kobalt), pirit besi-nikel (Fe,Ni) 9 S 8. Mineral ini ditemukan dalam bijih polimetalik.
Properti. Besi, kobalt, dan nikel merupakan logam berwarna putih keperakan dengan warna keabu-abuan (Fe), merah muda (Co), dan kekuningan (Ni). Logam murni kuat dan ulet. Ketiga logam tersebut bersifat feromagnetik. Ketika dipanaskan sampai suhu tertentu (titik Curie), sifat feromagnetik hilang dan logam menjadi paramagnetik.
Besi dan kobalt bersifat polimorfisme, sedangkan nikel bersifat monomorfik dan memiliki struktur fcc hingga titik leleh.
Kehadiran pengotor sangat mengurangi ketahanan logam-logam ini terhadap atmosfer agresif dengan adanya uap air. Hal ini menyebabkan berkembangnya korosi (pengkaratan besi) karena terbentuknya lapisan lepas campuran oksida dan hidroksida dengan komposisi bervariasi pada permukaan, yang tidak melindungi permukaan dari kerusakan lebih lanjut.
Perbandingan potensial elektroda sistem E 2+ /E untuk besi (-0,441 V), nikel (- 0,277 V) dan kobalt (- 0,25 V), serta potensial elektroda sistem Fe 3+ /Fe (- 0,036 V), menunjukkan bahwa unsur paling aktif dari triad ini adalah besi. Asam klorida, sulfat, dan nitrat encer melarutkan logam-logam ini membentuk ion E 2+:
Fe + 2HC? =FeC? 2 +H 2 ;
Ni + H 2 JADI 4 = NiSO 4 + H 2;
3Co + 8HNO 3 = 3Co(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O;
4Fe + 10HNO 3 = 3Fe(NO 3) 2 + NH 4 No 3 + 3H 2 O.
Asam nitrat yang lebih pekat dan asam sulfat pekat panas (kurang dari 70%) mengoksidasi besi menjadi Fe(III) sehingga terbentuk NO dan SO2, contoh:
Fe + 4HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + Tidak + 2H 2 O;
2Fe + 6H 2 JADI 4 Fe 2 (JADI 4) 3 + 3JADI 2 +6H 2 O.
Asam nitrat yang sangat pekat (sp.v. 1.4) mempasifkan besi, kobalt, nikel, membentuk lapisan oksida pada permukaannya.
Fe, Co, Ni stabil terhadap larutan alkali, tetapi bereaksi dengan lelehan pada suhu tinggi. Ketiga logam tersebut tidak bereaksi dengan air dalam kondisi normal, tetapi pada suhu panas membara, besi berinteraksi dengan uap air:
3Fe + 4H 2 o Fe 3 O 4 + 4H 2.
Kobalt dan nikel terlihat lebih tahan terhadap korosi dibandingkan besi, hal ini sesuai dengan posisinya dalam rangkaian potensial elektroda standar.
Besi halus dalam oksigen terbakar ketika dipanaskan membentuk Fe 3 O 4, yang merupakan oksida besi paling stabil dan oksida yang sama membentuk kobalt. Oksida ini merupakan turunan unsur-unsur dengan bilangan oksidasi +2, +3 (EO E 2 O 3). Oksidasi termal kobalt dan nikel terjadi pada suhu yang lebih tinggi, menghasilkan pembentukan NiO dan CoO, yang memiliki komposisi bervariasi tergantung pada kondisi oksidasi.
Untuk besi, nikel, kobalt, oksida EO dan E 2 O 3 diketahui (Tabel 9.3)
Tabel 9.3 Senyawa yang mengandung oksigen dari unsur subgolongan VIIIB
|
Nama barang |
Keadaan oksidasi |
Hidroksida |
|||||
|
Karakter |
Nama |
rumus ion |
Nama |
||||
|
Besi (Fe) |
Dasar |
Besi(II) hidroksida |
garam besi(II). |
||||
|
Amfoter dengan dominasi utama |
Besi(III) hidroksida |
garam besi(III). |
|||||
|
asam besi |
|||||||
|
Asam |
asam besi |
||||||
|
Kobalt (Co) |
Dasar |
Cobalt(II) hidroksida |
garam kobalt(II). |
||||
|
Dasar |
Cobalt(III) hidroksida |
garam kobalt(III). |
|||||
|
Nikel (Ni) |
Dasar |
Nikel(II) hidroksida |
garam nikel(II). |
||||
|
Dasar |
Nikel(III) hidroksida |
garam nikel(III). |
Oksida EO dan E 2 O 3 tidak dapat diperoleh dalam bentuk murni melalui sintesis langsung, karena menghasilkan sekumpulan oksida, yang masing-masing merupakan fase dengan komposisi variabel. Mereka diperoleh secara tidak langsung - dengan penguraian garam dan hidroksida tertentu. Oksida E 2 O 3 hanya stabil untuk besi dan diperoleh dengan mendehidrasi hidroksida.
Oksida EO tidak larut dalam air dan tidak berinteraksi dengannya atau dengan larutan alkali. Hal yang sama juga terjadi pada hidroksida E(OH)2 yang bersangkutan. E(OH)2 hidroksida mudah bereaksi dengan asam membentuk garam. Sifat asam-basa hidroksida unsur triad besi diberikan dalam Tabel. 42.
Besi (III) hidroksida Fe(OH) 3 dibentuk oleh oksidasi Fe(OH) 2 dengan oksigen atmosfer:
4 Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3.
Reaksi serupa juga terjadi pada kobalt. Nikel (II) hidroksida stabil terhadap oksigen atmosfer. Akibatnya, hidroksida E(OH)3 berperilaku berbeda ketika berinteraksi dengan asam. Jika Fe(OH) 3 membentuk garam besi (III), maka reaksi Co(OH) 3 dan Ni(OH) 3 dengan asam disertai reduksi menjadi E(+2):
Fe(OH)3 + 3HC? =FeC? 3 + 3H 2 O;
2Ni(OH)3 + 6HC? = 2NiC? 2+C? 2 + 6H 2 O.
Fe(OH)3 hidroksida juga menunjukkan fungsi asam, bereaksi dengan larutan alkali pekat panas membentuk kompleks hidrokso, misalnya Na3. Turunan asam besi HFeO 2 (ferit) diperoleh dengan menggabungkan alkali atau karbonat dengan Fe 2 O 3:
2NaOH + Fe 2 O 3 2NaFeO 2 + H 2 O;
MgCO 3 + Fe 2 O 3 MgFe 2 O 4 + CO 2.
Ferrites Me II Fe 2 O 4 termasuk dalam kelas spinel. Oksida Fe 3 O 4 dan Co 3 O 4 yang dibahas di atas secara formal adalah spinel FeFe 2 O 4 dan CoCo 2 O 4 .
Berbeda dengan kobalt dan nikel, senyawa besi diketahui memiliki bilangan oksidasi + 6. Ferrat terbentuk melalui oksidasi Fe(OH) 3 dalam alkali pekat panas dengan adanya zat pengoksidasi:
2Fe +3 (OH) 3 + 10KOH + 3Br 2 = 2K 2 Fe +6 O 4 + 6KBr + 2H 2 O.
Ferrat tidak stabil secara termal dan dengan sedikit pemanasan (100-2000C) berubah menjadi ferit:
4K 2 FeO 4 4KfeO 2 + 2K 2 O + 3O 2 .
Dalam keadaan bebas, asam besi dan oksida FeO 3 yang terkait dengannya tidak diisolasi. Dalam hal kelarutan dan struktur, ferrat mendekati kromat dan sulfat yang sesuai. Kalium ferrat dibentuk dengan menggabungkan Fe 2 O 3 dengan KNO 3 dan KOH:
Fe 2 O 3 + 3KNO 3 + 4KOH = 2K 2 feO 4 + 3KNO 2 + 2H 2 O.
Ferrat adalah zat kristal berwarna merah-ungu. Saat dipanaskan, mereka membusuk. Asam H 2 FeO 4 tidak dapat diisolasi, ia langsung terurai menjadi Fe 2 O 3, H 2 O dan O 2. Ferrat adalah zat pengoksidasi kuat. Dalam lingkungan asam dan netral, ferrat terurai dengan mengoksidasi air:
2Na 2 FeO 4 + 10 H 2 O 4Fe(OH) 3 + 4NaOH + O 2.
Senyawa dengan nonlogam. Halida Fe, Ni, Co jumlahnya relatif sedikit dan memiliki bilangan oksidasi paling khas +2 dan +3. Untuk besi, halida FeG 2 dan FeG 3 dengan fluor, klor dan brom telah diketahui. Selama interaksi langsung, FeF 3, FeC? 3, Februari 3. Dihalida diperoleh secara tidak langsung dengan melarutkan logam (atau oksidanya) dalam asam hidrohalat yang sesuai. Trifluorida CoF 3 dan triklorida CoC diperoleh untuk kobalt? 3. Nikel tidak membentuk trihalida. Semua dihalida dari triad besi adalah senyawa mirip garam dengan kontribusi ionik yang nyata terhadap ikatan kimia.
Besi, kobalt, nikel berinteraksi secara energik dengan kalkogen dan membentuk kalkogenida: EC dan EC 2. Monokalkogenida dapat diperoleh dengan mereaksikan komponen terkait dalam larutan:
CoC? 2 + (NH 4) 2 S = CoS + 2NH 4 C?.
Semua kalkogenida adalah fase komposisi variabel.
Senyawa logam dari triad besi dengan nonlogam lainnya (pniktogen, karbon, silikon, boron) sangat berbeda dari yang dibahas di atas. Semuanya tidak mematuhi aturan valensi formal dan sebagian besar memiliki sifat logam.
Besi, kobalt, dan nikel menyerap hidrogen, namun tidak menghasilkan senyawa tertentu dengannya. Ketika dipanaskan, kelarutan hidrogen dalam logam meningkat. Hidrogen yang terlarut di dalamnya berada dalam keadaan atom.
Garam dari asam yang mengandung oksigen dan senyawa kompleks. Semua garam asam klorida, sulfat dan nitrat larut dalam air.
Garam nikel (II) berwarna hijau, kobalt (II) berwarna biru, larutan serta kristal hidratnya berwarna merah muda (misalnya), garam besi (II) berwarna kehijauan, dan besi (III) berwarna coklat. Garam yang paling penting adalah: FeC? 3 6H 2 O; FeSO 4 7H 2 O - besi sulfat, (NH 4) 2 SO 4 FeSO 4 6H 2 O - garam Mohr; NH 4 Fe(SO 4) 2 12H 2 O - tawas ferroamonium; NiSO 4 6H 2 O, dst.
Kemampuan garam besi, kobalt dan nikel untuk membentuk kristal hidrat menunjukkan kecenderungan unsur-unsur tersebut membentuk kompleks. Kristal hidrat adalah contoh khas aqua kompleks:
[E(H 2 O) 6 ](ClO 4) 2; [E(H 2 O) 6 ](TIDAK 3) 2.
Kompleks anionik banyak sekali untuk unsur triad besi: halida (Me I (EF 3), Me 2 I [EG 4], Me 3 [EG 4], dll.), tiosianat (Me 2 I [E (CNS) 4] , Me 4 I [E(CNS) 6 ], Me 3 I [E(CNS) 6 ]), oksolat (Me 2 I [E(C 2 O 4) 2 ], Me 3 [E(C 2 O 4) 3 ]). Kompleks sianida sangat khas dan stabil: K 4 - potasium hexacyanoferrate (II) (garam darah kuning) dan K 3 - potasium hexacyanoferrate (III) (garam darah merah). Garam berikut merupakan reagen yang baik untuk mendeteksi ion Fe+3 (garam kuning) dan ion Fe2+ (garam merah) pada pH ??7:
4Fe 3+ + 4- = Fe 4 3;
biru Prussia
3Fe 2+ + 2 3- = Fe 3 2.
Turnbull biru
Biru Prusia digunakan sebagai pewarna biru. Ketika garam tiosianat KCNS ditambahkan ke dalam larutan yang mengandung ion Fe 3+, larutan berubah menjadi merah darah karena pembentukan besi tiosianat:
FeC? 3 + 3KCNS = Fe(SSP) 3 + 3KC?.
Reaksi ini sangat sensitif dan digunakan untuk menemukan ion Fe 3+.
Cobalt (II) dicirikan oleh garam sederhana yang stabil dan senyawa kompleks K2, K4 yang tidak stabil, yang berubah menjadi senyawa kobalt (III): K3, C? 3.
Senyawa kompleks yang khas dari besi, besi, kobalt dan nikel adalah karbonil. Senyawa serupa telah dibahas sebelumnya untuk unsur subkelompok kromium dan mangan. Namun, karbonil yang paling khas adalah: , , . Karbonil besi dan nikel diperoleh dalam bentuk cairan pada tekanan normal dan 20-60 o C dengan melewatkan aliran CO di atas serbuk logam. Karbonil kobalt diperoleh pada 150-200 o C dan tekanan (2-3) 10 7 Pa. Ini adalah kristal oranye. Selain itu, terdapat karbonil dengan komposisi yang lebih kompleks: Fe(CO) 9 dan karbonil trinuklear, yang merupakan senyawa tipe cluster.
Semua karbonil bersifat diamagnetik, karena ligan CO (seperti CN?) menciptakan medan yang kuat, akibatnya elektron valensi d dari zat pengompleks membentuk ikatan p dengan molekul CO sesuai dengan mekanisme donor-akseptor. Ikatan y terbentuk karena pasangan elektron bebas molekul CO dan sisa orbital kosong dari zat pengompleks:
Nikel (II), sebaliknya, membentuk banyak senyawa kompleks yang stabil: (OH) 2, K 2; Ion 2+ berwarna biru tua.
Reaksi ini banyak digunakan dalam analisis kualitatif dan kuantitatif untuk penentuan nikel. Senyawa nikel dan khususnya kobalt beracun.
Aplikasi. Besi dan paduannya menjadi dasar teknologi modern. Nikel dan kobalt merupakan bahan tambahan paduan yang penting dalam baja. Paduan berbasis nikel tahan panas (nichrome yang mengandung Ni dan Cr, dll.) banyak digunakan. Koin, perhiasan, dan barang-barang rumah tangga terbuat dari paduan tembaga-nikel (cupronickel, dll). Banyak paduan lain yang mengandung nikel dan kobalt mempunyai kepentingan praktis yang besar. Secara khusus, kobalt digunakan sebagai komponen kental dari bahan pembuat alat pemotong logam, di mana partikel karbida keras MoC dan WC tertanam. Lapisan logam nikel galvanik melindunginya dari korosi dan memberikan penampilan yang indah.
Logam dari keluarga besi dan senyawanya banyak digunakan sebagai katalis. Besi spons dengan aditif merupakan katalis untuk sintesis amonia. Nikel yang sangat tersebar (nikel Raney) merupakan katalis yang sangat aktif untuk hidrogenasi senyawa organik, khususnya lemak. Nikel Raney diperoleh dengan mereaksikan larutan alkali dengan senyawa intermetalik NiA?, sedangkan aluminium membentuk aluminat yang larut, dan nikel tetap dalam bentuk partikel kecil. Katalis ini disimpan di bawah lapisan cairan organik, karena dalam keadaan kering langsung teroksidasi oleh oksigen atmosfer. Kobalt dan mangan adalah bagian dari katalis yang ditambahkan ke cat minyak untuk mempercepat "pengeringannya".
Fe 2 O 3 oksida dan turunannya (ferit) banyak digunakan dalam elektronik radio sebagai bahan magnet.
Ini adalah satu-satunya zat yang tetap cair pada suhu hingga 0 K. Ia hanya mengkristal pada tekanan 25 atm. mempunyai titik didih paling rendah. pada suhu di bawah 2,2 K, helium cair terdapat sebagai campuran dua cairan, salah satunya memiliki sifat anomali - khususnya, superfluiditas (viskositas 10 miliar kali lebih rendah daripada air).
Helium adalah unsur paling melimpah kedua (setelah hidrogen) di alam semesta. Sekitar 10% Matahari terdiri darinya (ditemukan pada tahun 1868). Di bumi, helium ditemukan pada tahun 1895 dalam gas reaksi ketika mineral kleveite dilarutkan dalam asam. Gas mulia yang tersisa diisolasi dari udara.
Neon adalah gas ringan: 1,44 kali lebih ringan dari udara, hampir 2 kali lebih ringan dari argon, tetapi 5 kali lebih berat dari helium. Dilihat dari sifatnya, ia lebih mirip helium daripada argon. Spektrum neon kaya: mengandung lebih dari 900 garis. Garis paling terang membentuk berkas di bagian spektrum merah, oranye dan kuning pada gelombang 6599 hingga 5400 . Sinar-sinar ini diserap dan dihamburkan jauh lebih sedikit oleh udara dan partikel-partikel yang tersuspensi di dalamnya dibandingkan sinar gelombang pendek - biru, nila, ungu.
Pada tahun 1898, di Dunia Lama, ketika mempelajari dengan spektroskop bagian pertama gas yang menguap dari udara cair, ahli kimia Skotlandia William Ramsay (Ramsay), bersama dengan Morris William Traver, menemukan di dalamnya gas baru, Neon (Ne 6) , gas inert yang terkandung di udara dalam jumlah mikroskopis.
Argon adalah gas monoatomik dengan titik didih (pada tekanan normal) -185,9 °C (sedikit lebih rendah dari oksigen, tetapi sedikit lebih tinggi dari nitrogen), titik leleh -189,3 °C Dalam 100 ml air pada 20 °C 3,3 ml argon larut; argon larut jauh lebih baik dalam beberapa pelarut organik dibandingkan dalam air.
Ditemukan oleh J. Rayleigh dan fisikawan Inggris W. Ramsay pada tahun 1894 dari udara. Gas dibedakan berdasarkan komposisi molekul monatomik dan ketidakaktifan kimia yang hampir sempurna (argon tidak terlibat dalam reaksi kimia apa pun). gas baru mendapatkan namanya (Yunani argos tidak aktif).
Krypton adalah gas monatomik inert tanpa warna, rasa atau bau. 3 kali lebih berat dari udara.t pl = - 157,3 o C, t mendidih = -152,0 o C, massa jenis pada kondisi normal. sama dengan 3,74 g/l. Dibuka pada tahun 1898 oleh W. Ramsay (Inggris) Aplikasi: untuk pengisian lampu pijar. Senyawa kripton merupakan zat pengoksidasi dan zat fluorinasi dalam reaksi sintesis kimia.
Xenon adalah gas monatomik inert tanpa warna, rasa atau bau. Tmelleh 112 °C, Tt 108 °C, bersinar dalam pelepasan warna ungu. Pada tahun 1889, ilmuwan Inggris Wu Ramsay mengisolasi campuran dari udara cair di mana dua gas ditemukan dengan metode spektral: kripton (“tersembunyi”, “rahasia”) dan xenon (“alien”, “tidak biasa”).
Radon adalah gas monatomik radioaktif, tidak berwarna dan tidak berbau. Kelarutan dalam air 460 ml/l; dalam pelarut organik dan jaringan adiposa manusia, kelarutan radon sepuluh kali lebih tinggi dibandingkan dalam air. Radioaktivitas Radon sendiri menyebabkannya berpendar. Radon berbentuk gas dan cair berfluoresensi dengan cahaya biru.Warna pancaran gas dalam radon adalah biru.
Kristal tidak berwarna, larut dalam air. Molekulnya linier. Larutan dalam air merupakan zat pengoksidasi yang sangat kuat, terutama dalam lingkungan asam, yang mengoksidasi brom dan mangan hingga bilangan oksidasi tertinggi +7. Dalam suasana basa, ia terhidrolisis menurut persamaan: XeF 2 + 4KOH = 2Xe + 4KF + O 2 + 2H 2 O
Saat berinteraksi dengan air, XeF 4 menjadi tidak proporsional: 6XeF H 2 O = 2XeО НF + 4Xe + 3О 2
Ini terbentuk selama hidrolisis XeF 4. Ini adalah zat putih, tidak mudah menguap, sangat mudah meledak, sangat larut dalam air, dan larutan memiliki reaksi sedikit basa. Ketika ozon bekerja pada larutan seperti itu, garam asam xenonat terbentuk, di mana xenon memiliki bilangan oksidasi +8: XeO 3 + O 3 + 4NaOH = Na 4 XeO 6 + O H 2 O
Dapat diperoleh dengan mereaksikan barium perxenate dengan asam sulfat anhidrat pada suhu rendah: Ba 2 XeO 6 + 2H 2 SO 4 = 2 BaSO 4 + XeO H 2 O XeO 4 merupakan gas tidak berwarna yang sangat mudah meledak dan terurai pada suhu di atas 0 ° C : 3XeО 4 = 2XeО 3 + Xe + 3О 2
