Химия
1.2.3. Характеристика переходных элементов (меди, цинка, хрома, железа) по их положению в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и особенностям строения их атомов
Характеристика переходных элементов - часть 2
Железо
На воздухе в присутствии влаги ржавеет:
4Fе + 3O2 + 6Н2О = 4Fе(ОН)3.
С галогенами оно образует галогениды железа (III)
2Fе + 3Вr2 = 2FеВr3,
а взаимодействуя с соляной и разбавленной серной кислотами соли железа(II), так как катион водорода Н+ является слабым окислителем:
Fе + Н2SО4 = FеSО4 + Н2↑.
Концентрированные (НNО3, Н2SО4) пассивируют железо на холоде, однако растворяют его при нагревании:
2Fе + 6Н2SО4(конц) = Fе2(SО4)3 + 3SО2↑ + 6Н2О,
Fе + 6НNО3(конц) = Fе(NО3)3 + 3NО2↑ + 3Н2О.
Медь – довольно мягкий металл красно-желтого цвета, обладающий наименьшей активностью среди рассмотренных выше переходных металлов, которые вытесняют ее из растворов солей. Медь не реагирует с соляной и разбавленной серной кислотами и растворяется только в кислотах – окислителях:
Сu + 2 Н2SО4(конц) = СuSО4 + SО2↑ + 2 Н2О,
Сu + 4 НNO3(конц) = Сu(NО3)2 + 2 NО2↑ + 2 Н2О,
3 Cu + 8 НNО3(разб) = 3 Сu(NO3)2 + 2 NO↑ + 4 Н2О.
Известны соединения меди со степенями окисления +1 и +2, из которых +2 более устойчива.
Ионы Сu2+ в водном растворе существуют в виде комплексов гексааквамеди (II) [Сu(Н2О)6]2+, придающих раствору сине-голубую окраску.
Основная соль меди – медный купорос CuSO4.5H2O голубого цвета, но при прокаливании теряет воду и становится белого цвета, т.е. окраску раствору придает комплексный ион. Более точное строение медного купороса [Cu(H2O)4]SO4 H2O.
Цинк амфотерный металл. Валентные электроны атома цинка 4s23d10. Так как все d-орбитали у цинка заполнены электронами, все его соли бесцветны. Это объясняется теорией кристаллического поля лигандов. В соединениях проявляет только одну степень окисления +2.
Взаимодействует с кислотами:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
Zn + H2SO4(разб) = ZnSO4 + H2↑
Zn + 2H2SO4(конц) = ZnSO4 + SO2 + 2H2O
4Zn+10HNO3(разб)=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O.
Zn + 4HNO3(конц) = Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Взаимодействует со щелочами: реагирует с растворами щелочей с образованием гидроксокомплексов, при сплавлении образует цинкаты:
Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2↑
Zn + 2KOH = K2ZnO2 + H2↑