Muối Fe2+ được tạo thành khi hoà tan sắt trong dung dịch axit loãng trừ axit nitric.. Muối FeSO4 là chất tinh thể màu trắng, dễ hút ẩm và dễ tan trong nước, khi kết tinh ở nhiệt độ thườn
Trang 1Sơ lược về nguyên tố sắt
Phan Trung Cang – Luận văn Thạc sĩ hóa phân tích
Vị trí, cấu tạo và trạng thái tự nhiên của sắt
Sắt là nguyên tố kim loại phổ biến nó đứng thứ t ư về hàm lượng trong vỏ trái đất Người ta cho rằng nhân của trái đất chủ yếu gồm sắt
và niken Sắt chiếm 1,5% về khối lượng của vỏ trái đất
Trong tự nhiên sắt có bốn đồng vị bền: 54Fe (5,8%), 56Fe (91,8%),
57Fe (2,15%), 58Fe ( 0,25%) Ngoài ra sắt còn có tám đồng vị phóng xạ: 51Fe ( = 0,25 giây), 52Fe (= 8,27giờ), 53Fe (= 258,8 ngày), 55Fe ( = 2,7 năm) , 59Fe ( = 44,6 ngày), 60Fe ( = 1,5.106 năm), 61Fe ( = 182,5 ngày), 62Fe ( = 68 giây) Những khoáng vật quan trọng của sắt
là manhetit (Fe3O4) chứa đến 72,41% sắt, hematit (Fe2O3) chứa 60% sắt, pirit (FeS2) chứa 46,67% sắt và xiđerit (FeCO3) chứa 35% sắt Ngoài những mỏ lớn tập trung, sắt còn ở phân tán trong khoáng vật của những nguyên tố phổ biến như nhôm, titan, mangan Sắt còn có trong nước thiên nhiên, trong các thiên thạch từ không gian vũ trụ rơi xuống trái đất Trung bình trong 20 thiên thạch rơi xuống thì có một thiên thạch sắt (chứa 90% sắt)
Một số hằng số vật lý quan trọng của sắt:
Số thứ tự: 26
Khối lượng nguyên tử: 55,847
Cấu hình electron: [Ar] 3d64s2
Bán kính nguyên tử (Å): 1,26
Độ âm điện theo Pauling: 1,83
Nhiệt độ nóng chảy (oC): 1538
Sơ lược về nguyên tố sắt
Phan Trung Cang – Luận văn Thạc sĩ hóa phân tích
Vị trí, cấu tạo và trạng thái tự nhiên của sắt
Sắt là nguyên tố kim loại phổ biến nó đứng thứ t ư về hàm lượng trong vỏ trái đất Người ta cho rằng nhân của trái đất chủ yếu gồm sắt
và niken Sắt chiếm 1,5% về khối lượng của vỏ trái đất
Trong tự nhiên sắt có bốn đồng vị bền: 54Fe (5,8%), 56Fe (91,8%),
57Fe (2,15%), 58Fe ( 0,25%) Ngoài ra sắt còn có tám đồng vị phóng xạ: 51Fe ( = 0,25 giây), 52Fe (= 8,27giờ), 53Fe (= 258,8 ngày), 55Fe ( = 2,7 năm) , 59Fe ( = 44,6 ngày), 60Fe ( = 1,5.106 năm), 61Fe ( = 182,5 ngày), 62Fe ( = 68 giây) Những khoáng vật quan trọng của sắt
là manhetit (Fe3O4) chứa đến 72,41% sắt, hematit (Fe2O3) chứa 60% sắt, pirit (FeS2) chứa 46,67% sắt và xiđerit (FeCO3) chứa 35% sắt Ngoài những mỏ lớn tập trung, sắt còn ở phân tán trong khoáng vật của những nguyên tố phổ biến như nhôm, titan, mangan Sắt còn có trong nước thiên nhiên, trong các thiên thạch từ không gian vũ trụ rơi xuống trái đất Trung bình trong 20 thiên thạch rơi xuống thì có một thiên thạch sắt (chứa 90% sắt)
Một số hằng số vật lý quan trọng của sắt:
Số thứ tự: 26
Khối lượng nguyên tử: 55,847
Cấu hình electron: [Ar] 3d64s2
Bán kính nguyên tử (Å): 1,26
Độ âm điện theo Pauling: 1,83
Nhiệt độ nóng chảy (oC): 1538
Sơ lược về nguyên tố sắt
Phan Trung Cang – Luận văn Thạc sĩ hóa phân tích
Vị trí, cấu tạo và trạng thái tự nhiên của sắt
Sắt là nguyên tố kim loại phổ biến nó đứng thứ t ư về hàm lượng trong vỏ trái đất Người ta cho rằng nhân của trái đất chủ yếu gồm sắt
và niken Sắt chiếm 1,5% về khối lượng của vỏ trái đất
Trong tự nhiên sắt có bốn đồng vị bền: 54Fe (5,8%), 56Fe (91,8%),
57Fe (2,15%), 58Fe ( 0,25%) Ngoài ra sắt còn có tám đồng vị phóng xạ: 51Fe (= 0,25 giây), 52Fe ( = 8,27giờ), 53Fe (= 258,8 ngày), 55Fe ( = 2,7 năm) , 59Fe ( = 44,6 ngày), 60Fe ( = 1,5.106 năm), 61Fe ( = 182,5 ngày), 62Fe ( = 68 giây) Những khoáng vật quan trọng của sắt
là manhetit (Fe3O4) chứa đến 72,41% sắt, hematit (Fe2O3) chứa 60% sắt, pirit (FeS2) chứa 46,67% sắt và xiđerit (FeCO3) chứa 35% sắt Ngoài những mỏ lớn tập trung, sắt còn ở phân tán trong khoáng vật của những nguyên tố phổ biến như nhôm, titan, mangan Sắt còn có trong nước thiên nhiên, trong các thiên thạch từ không gian vũ trụ rơi xuống trái đất Trung bình trong 20 thiên thạch rơi xuống thì có một thiên thạch sắt (chứa 90% sắt)
Một số hằng số vật lý quan trọng của sắt:
Số thứ tự: 26
Khối lượng nguyên tử: 55,847
Cấu hình electron: [Ar] 3d64s2
Bán kính nguyên tử (Å): 1,26
Độ âm điện theo Pauling: 1,83
Nhiệt độ nóng chảy (oC): 1538
Trang 2NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH SẮT TRONG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG VỚI THUỐC THỬ XYLEN DA CAM - 2007
Nhiệt độ sôi (oC): 2880
Khối lượng riêng (g/cm3): 7,91
Năng lượng ion hoá: I1=7,9 eV; I2=16,18 eV; I3=30,63 eV
Thế điện cực tiêu chuẩn (V): Eo
Fe
Fe3 / 2 = +0,77; Eo
Fe
Fe2 / 0= -0,44;
Eo Fe
Fe3 / 0= -0,036
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH SẮT TRONG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG VỚI THUỐC THỬ XYLEN DA CAM - 2007
Nhiệt độ sôi (oC): 2880
Khối lượng riêng (g/cm3): 7,91
Năng lượng ion hoá: I1=7,9 eV; I2=16,18 eV; I3=30,63 eV
Thế điện cực tiêu chuẩn (V): Eo
Fe
Fe3 / 2 = +0,77; Eo
Fe
Fe2 / 0= -0,44;
Eo Fe
Fe3 / 0= -0,036
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH SẮT TRONG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG VỚI THUỐC THỬ XYLEN DA CAM - 2007
Nhiệt độ sôi (oC): 2880
Khối lượng riêng (g/cm3): 7,91
Năng lượng ion hoá: I1=7,9 eV; I2=16,18 eV; I3=30,63 eV
Thế điện cực tiêu chuẩn (V): Eo
Fe
Fe3 / 2 = +0,77; Eo
Fe
Fe2 / 0= -0,44;
Eo Fe
Fe3 / 0= -0,036
Trang 3Tính chất vật lý
Sắt là nguyên tố nằm ở phân nhóm VIIIB thuộc chu kỳ 4 của bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev Sắt là kim loại có màu trắng xám, dễ rèn, dễ dát mỏng và gia công cơ học khác Sắt có bốn dạng thù hình (dạng , ,, ) bền ở những khoảng nhiệt độ nhất định:
Fe 700 o C Fe 911oC Fe 1390oC Fe 1538oC Fe lỏng Những dạng , có cấu trúc kiểu tinh thể lập phương tâm khối nhưng có cấu trúc electron khác nhau Dạng Fe có cấu trúc tinh thể lập phương tâm diện, dạng Fe có cấu trúc lập phương tâm khối như dạng , nhưng tồn tại đến nhiệt độ nóng chảy Sắt có tính chất từ tính (chúng bị nam châm hút và dưới tác động của dòng điện chúng trở thành nam châm) Sắt tạo nên rất nhiều hợp kim quan trọng đặc biệt là với cacbon, tùy lượng cacbon có trong sắt mà người ta chia ra thành: Sắt mềm (< 0,2%C), thép (0,2 1,7%C) và gang (1,7 5%C)
Tính chất vật lý
Sắt là nguyên tố nằm ở phân nhóm VIIIB thuộc chu kỳ 4 của bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev Sắt là kim loại có màu trắng xám, dễ rèn, dễ dát mỏng và gia công cơ học khác Sắt có bốn dạng thù hình (dạng , ,, ) bền ở những khoảng nhiệt độ nhất định:
Fe 700 o C Fe 911oC Fe 1390oC Fe 1538oC Fe lỏng Những dạng , có cấu trúc kiểu tinh thể lập phương tâm khối nhưng có cấu trúc electron khác nhau Dạng Fe có cấu trúc tinh thể lập phương tâm diện, dạng Fe có cấu trúc lập phương tâm khối như dạng , nhưng tồn tại đến nhiệt độ nóng chảy Sắt có tính chất từ tính (chúng bị nam châm hút và dưới tác động của dòng điện chúng trở thành nam châm) Sắt tạo nên rất nhiều hợp kim quan trọng đặc biệt là với cacbon, tùy lượng cacbon có trong sắt mà người ta chia ra thành: Sắt mềm (< 0,2%C), thép (0,2 1,7%C) và gang (1,7 5%C)
Tính chất vật lý
Sắt là nguyên tố nằm ở phân nhóm VIIIB thuộc chu kỳ 4 của bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev Sắt là kim loại có màu trắng xám, dễ rèn, dễ dát mỏng và gia công cơ học khác Sắt có bốn dạng thù hình (dạng ,,, ) bền ở những khoảng nhiệt độ nhất định:
Fe 700 o C Fe 911oC Fe 1390oC Fe 1538oC Fe lỏng Những dạng , có cấu trúc kiểu tinh thể lập phương tâm khối nhưng có cấu trúc electron khác nhau Dạng Fe có cấu trúc tinh thể lập phương tâm diện, dạng Fe có cấu trúc lập phương tâm khối như dạng , nhưng tồn tại đến nhiệt độ nóng chảy Sắt có tính chất từ tính (chúng bị nam châm hút và dưới tác động của dòng điện chúng trở thành nam châm) Sắt tạo nên rất nhiều hợp kim quan trọng đặc biệt là với cacbon, tùy lượng cacbon có trong sắt mà người ta chia ra thành: Sắt mềm (< 0,2%C), thép (0,2 1,7%C) và gang (1,7 5%C)
Trang 4NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH SẮT TRONG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG VỚI THUỐC THỬ XYLEN DA CAM - 2007
Tính chất hoá học
Sắt là một kim loại có hoạt tính hoá học trung b ình Ở điều kiện thường không có hơi ẩm, sắt không tác dụng với những nguy ên tố phi kim điển hình như oxy, lưu huỳnh, clo, brom vì có màng mỏng oxit bảo vệ Khi đun nóng sắt tác dụng với hầu hết phi kim Sắt tinh khiết bền trong không khí và nước Ngược lại, sắt có chứa tạp chất bị ăn mòn dưới tác dụng của hơi ẩm, khí cacbonic và oxy ở trong không khí tạo nên gỉ sắt: 4Fe + 3O2 n H2O 2Fe2O3
Do lớp gỉ sắt xốp và giòn nên không bảo vệ được sắt khỏi bị oxi hoá tiếp
Sắt tạo thành hai dãy hợp chất Fe2+ và Fe3+ Muối Fe2+ được tạo thành khi hoà tan sắt trong dung dịch axit loãng trừ axit nitric Muối của Fe2+ với axit mạnh như: clorua, sunfat dễ tan trong nước, còn muối của các axit yếu như: sunfua, cacbonic khó tan Khi tan trong nước, muối sắt ở dạng [Fe(H2O)6]2+màu lục nhạt Màu lục này rất yếu nên thực tế dung dịch của muối Fe2+ không có màu Muối FeSO4 là chất tinh thể màu trắng, dễ hút ẩm và dễ tan trong nước, khi kết tinh ở nhiệt độ thường thu được tinh thể hidrat FeSO4.7H2O Tinh thể này có màu lục nhạt, nóng chảy ở nhiệt độ 64oC, dễ tan trong nước Khi đun nóng tinh thể FeSO4.7H2O mất dần nước và trở thành muối khan FeSO4 Ở nhiệt độ cao hơn (>580oC) muối khan bị phân huỷ thành oxit: FeSO4 > 580oC Fe2O3 + SO3 + SO2
Quan trọng nhất là (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O, được gọi là muối Mohr Tinh thể muối Mohr có màu lục, dễ kết tinh, không hút ẩm v à bền đối với oxy không khí nên được dùng để pha dung dịch chuẩn
Fe2+ trong hoá học phân tích
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH SẮT TRONG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG VỚI THUỐC THỬ XYLEN DA CAM - 2007
Tính chất hoá học
Sắt là một kim loại có hoạt tính hoá học trung b ình Ở điều kiện thường không có hơi ẩm, sắt không tác dụng với những nguy ên tố phi kim điển hình như oxy, lưu huỳnh, clo, brom vì có màng mỏng oxit bảo vệ Khi đun nóng sắt tác dụng với hầu hết phi kim Sắt tinh khiết bền trong không khí và nước Ngược lại, sắt có chứa tạp chất bị ăn mòn dưới tác dụng của hơi ẩm, khí cacbonic và oxy ở trong không khí tạo nên gỉ sắt: 4Fe + 3O2 n H2O 2Fe2O3
Do lớp gỉ sắt xốp và giòn nên không bảo vệ được sắt khỏi bị oxi hoá tiếp
Sắt tạo thành hai dãy hợp chất Fe2+ và Fe3+ Muối Fe2+ được tạo thành khi hoà tan sắt trong dung dịch axit loãng trừ axit nitric Muối của Fe2+ với axit mạnh như: clorua, sunfat dễ tan trong nước, còn muối của các axit yếu như: sunfua, cacbonic khó tan Khi tan trong nước, muối sắt ở dạng [Fe(H2O)6]2+màu lục nhạt Màu lục này rất yếu nên thực tế dung dịch của muối Fe2+ không có màu Muối FeSO4 là chất tinh thể màu trắng, dễ hút ẩm và dễ tan trong nước, khi kết tinh ở nhiệt độ thường thu được tinh thể hidrat FeSO4.7H2O Tinh thể này có màu lục nhạt, nóng chảy ở nhiệt độ 64oC, dễ tan trong nước Khi đun nóng tinh thể FeSO4.7H2O mất dần nước và trở thành muối khan FeSO4 Ở nhiệt độ cao hơn (>580oC) muối khan bị phân huỷ thành oxit: FeSO4 > 580oC Fe2O3 + SO3 + SO2
Quan trọng nhất là (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O, được gọi là muối Mohr Tinh thể muối Mohr có màu lục, dễ kết tinh, không hút ẩm v à bền đối với oxy không khí nên được dùng để pha dung dịch chuẩn
Fe2+ trong hoá học phân tích
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH SẮT TRONG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG VỚI THUỐC THỬ XYLEN DA CAM - 2007
Tính chất hoá học
Sắt là một kim loại có hoạt tính hoá học trung b ình Ở điều kiện thường không có hơi ẩm, sắt không tác dụng với những nguy ên tố phi kim điển hình như oxy, lưu huỳnh, clo, brom vì có màng mỏng oxit bảo vệ Khi đun nóng sắt tác dụng với hầu hết phi kim Sắt tinh khiết bền trong không khí và nước Ngược lại, sắt có chứa tạp chất bị ăn mòn dưới tác dụng của hơi ẩm, khí cacbonic và oxy ở trong không khí tạo nên gỉ sắt: 4Fe + 3O2 n H2O 2Fe2O3
Do lớp gỉ sắt xốp và giòn nên không bảo vệ được sắt khỏi bị oxi hoá tiếp
Sắt tạo thành hai dãy hợp chất Fe2+ và Fe3+ Muối Fe2+ được tạo thành khi hoà tan sắt trong dung dịch axit loãng trừ axit nitric Muối của Fe2+ với axit mạnh như: clorua, sunfat dễ tan trong nước, còn muối của các axit yếu như: sunfua, cacbonic khó tan Khi tan trong nước, muối sắt ở dạng [Fe(H2O)6]2+màu lục nhạt Màu lục này rất yếu nên thực tế dung dịch của muối Fe2+ không có màu Muối FeSO4 là chất tinh thể màu trắng, dễ hút ẩm và dễ tan trong nước, khi kết tinh ở nhiệt độ thường thu được tinh thể hidrat FeSO4.7H2O Tinh thể này có màu lục nhạt, nóng chảy ở nhiệt độ 64oC, dễ tan trong nước Khi đun nóng tinh thể FeSO4.7H2O mất dần nước và trở thành muối khan FeSO4 Ở nhiệt độ cao hơn (>580oC) muối khan bị phân huỷ thành oxit: FeSO4 > 580oC Fe2O3 + SO3 + SO2
Quan trọng nhất là (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O, được gọi là muối Mohr Tinh thể muối Mohr có màu lục, dễ kết tinh, không hút ẩm v à bền đối với oxy không khí nên được dùng để pha dung dịch chuẩn
Fe2+trong hoá học phân tích
Trang 5Fe(OH)3 bền trong không khí, không tan trong n ước và trong dung dịch NH3
Fe(OH)3 tan dễ dàng trong axit tạo thành muối Fe3+ Đa số muối Fe3+
dễ tan trong nước, cho dung dịch chứa ion bát diện [Fe(H2O)6]3+ màu tím nhạt Muối Fe3+ bị thủy phân mạnh nên dung dịch có màu vàng nâu, chỉ trong dung dịch có phản ứng axit mạnh (pH < 1) sự thủy phân mới bị đẩy lùi Các muối Fe3+ cũng dễ bị khử về muối Fe2+ bằng nhiều chất khử khác nhau như: N2H4, HI
2FeCl3 + 2HI 2FeCl2 + I2 + 2HCl
Fe2O3 có màu đỏ nâu, được điều chế bằng cách nung kết tủa Fe(OH)3.Fe2O3 không tan trong nước Ion Fe3+ trong dung dịch tác dụng với ion SCN- tạo nên một số phức thioxianat Hóa học phân tích thường sử dụng phản ứng này để định tính và định lượng Fe3+ngay cả trong dung dịch loãng
Fe(OH)3 bền trong không khí, không tan trong n ước và trong dung dịch NH3
Fe(OH)3 tan dễ dàng trong axit tạo thành muối Fe3+ Đa số muối Fe3+
dễ tan trong nước, cho dung dịch chứa ion bát diện [Fe(H2O)6]3+ màu tím nhạt Muối Fe3+ bị thủy phân mạnh nên dung dịch có màu vàng nâu, chỉ trong dung dịch có phản ứng axit mạnh (pH < 1) sự thủy phân mới bị đẩy lùi Các muối Fe3+ cũng dễ bị khử về muối Fe2+ bằng nhiều chất khử khác nhau như: N2H4, HI
2FeCl3 + 2HI 2FeCl2 + I2 + 2HCl
Fe2O3 có màu đỏ nâu, được điều chế bằng cách nung kết tủa Fe(OH)3.Fe2O3 không tan trong nước Ion Fe3+ trong dung dịch tác dụng với ion SCN- tạo nên một số phức thioxianat Hóa học phân tích thường sử dụng phản ứng này để định tính và định lượng Fe3+ngay cả trong dung dịch loãng
Fe(OH)3 bền trong không khí, không tan trong n ước và trong dung dịch NH3
Fe(OH)3 tan dễ dàng trong axit tạo thành muối Fe3+ Đa số muối Fe3+
dễ tan trong nước, cho dung dịch chứa ion bát diện [Fe(H2O)6]3+ màu tím nhạt Muối Fe3+ bị thủy phân mạnh nên dung dịch có màu vàng nâu, chỉ trong dung dịch có phản ứng axit mạnh (pH < 1) sự thủy phân mới bị đẩy lùi Các muối Fe3+ cũng dễ bị khử về muối Fe2+ bằng nhiều chất khử khác nhau như: N2H4, HI
2FeCl3 + 2HI 2FeCl2 + I2 + 2HCl
Fe2O3 có màu đỏ nâu, được điều chế bằng cách nung kết tủa Fe(OH)3.Fe2O3 không tan trong nước Ion Fe3+ trong dung dịch tác dụng với ion SCN- tạo nên một số phức thioxianat Hóa học phân tích thường sử dụng phản ứng này để định tính và định lượng Fe3+ngay cả trong dung dịch loãng