Fe OH 3, také známý jako hydroxid železitý(III), je látka s vysokou rozpustností ve vodě. Tato anorganická sloučenina má chemický vzorec Fe (OH)3 a tvoří nažloutlé krystaly. V čisté formě je nerozpustný ve vodě, ale v přítomnosti zásad nebo jiných rozpouštědel dochází k tvorbě hydroxidu.
Hydroxid železitý (III) má řadu jedinečných vlastností. Především je to amfoterní sloučenina, což znamená její schopnost reagovat s kyselinami i zásadami. Tato vlastnost umožňuje hydroxidu železitého (III) přejít do rozpustných solí nebo komplexů, které nacházejí uplatnění v různých procesech jejich získávání a používání.
Kromě toho má hydroxid železitý(III) vysokou aktivitu jako oxidační činidlo a redukční činidlo. To umožňuje jeho použití jako katalyzátoru v různých reakcích, jako je oxidace organických sloučenin nebo reakce hygroskopického oxidu. Hydroxid železitý (III) se také používá v medicíně, například v procesu odstraňování jedů a toxických látek z těla.
Rozpustnost Fe OH3 ve vodě
Rozpouštění Fe OH3 ve vodě probíhá podle reakce:
Fe OH3(s) → Fe3+(aq) + 3OH-(aq)
Tato reakce je protolytické rozpouštění hydroxidu železa (III). Při této reakci dochází k tvorbě iontů Fe3+ a OH-, které jsou obklopeny vodíkovými kationty a anionty oxidem. Proto má roztok Fe OH3 ve vodě alkalické vlastnosti.
Je však třeba poznamenat, že Fe OH3 může zůstat nerozpustný ve vodě za normálních podmínek. Jeho rozpustnost závisí na pH roztoku. Při neutrálním nebo zásaditém pH se Ph Fe OH3 slabě rozpouští a může tvořit sediment nebo gely. Při poklesu pH se však výrazně zvyšuje jeho rozpustnost.
Tento jev lze vysvětlit tím, že v kyselých podmínkách dochází k protolytickému rozpouštění a tvorbě iontů Fe3+, které tvoří stabilní komplexy s vodíkovými a oxidovými anionty v roztoku. To zvyšuje rozpustnost Fe OH3.
Rozpustnost Fe OH3 ve vodě tedy závisí na pH roztoku a lze ji ovládat regulací acidobazické rovnováhy.
Vliv pH na rozpustnost
Níže uvedená tabulka uvádí příklady rozpustnosti Fe OH 3 při různých hodnotách pH:
| PH roztoku | Rozpustnost Fe OH 3, g / l |
|---|---|
| 1 | 0.0001 |
| 3 | 0.001 |
| 5 | 0.01 |
| 7 | 0.1 |
| 9 | 1 |
| 11 | 10 |
| 13 | 100 |
| 14 | 1000 |
Z tabulky je vidět, že rozpustnost Fe OH 3 se prudce zvyšuje s růstem PH roztoku. To je způsobeno tvorbou OH - a Fe (OH)3 při hydrolýze. Při kyselém pH dochází k reverzní reakci rozpouštění Fe(OH)3 za vzniku iontů Fe3+ a při zásaditém prostředí se Fe3+ ion usazuje ve formě Fe (OH)3.
Teplotní závislost rozpustnosti
S rostoucí teplotou se rozpustnost Fe (OH)3 ve vodě zvyšuje. To je způsobeno termodynamickými rysy procesu rozpouštění látky. Zvýšení teploty vede ke zvýšení energie částic rozpouštědla, což přispívá k odtržení iontů Fe(OH)3 z krystalové mřížky a jejich přechodu do roztoku. S rostoucí teplotou tedy rozpustnost Fe(OH)3 ve vodě roste.
Naopak, když teplota klesá, rozpustnost Fe (OH)3 ve vodě klesá. To je způsobeno snížením energie částic rozpouštědla, což snižuje schopnost částic Fe (OH)3 překonat energetickou bariéru a přejít do roztoku. Při poklesu teploty se tedy rozpustnost Fe (OH)3 ve vodě snižuje.
Teplotní závislost rozpustnosti Fe (OH)3 ve vodě může být graficky znázorněna jako křivka rozpustnosti. Obvykle, s rostoucí teplotou, má křivka rozpustnosti sklon nahoru, což znamená zvýšení rozpustnosti Fe (OH)3 se zvýšením teploty.
Vlastnosti látky Fe OH 3
Fe OH 3 je silný základ, který má několik chemických a fyzikálních vlastností:
1. Rozpustnost ve vodě: Fe OH 3 se špatně rozpouští ve vodě. Při přidávání vody dochází k tvorbě hydroxplexů Fe(III) s molekulami on a H2O.
2. Barva: Látka Fe OH 3 má nažloutlou hnědou barvu.
3. Reakce redoxní povahy: Fe OH 3 může interagovat s různými sloučeninami a vykazovat své oxidační nebo redukční vlastnosti. Například silná oxidační činidla mohou vést k přeměně Fe OH 3 na Fe2O3.
4. Tvar a struktura: Fe OH 3 je obvykle přítomen ve formě amorfního prášku nebo nerovnoměrných, heterogenních hmot. Molekuly Fe OH 3 mohou tvořit agregáty s různými velikostmi a strukturami.
5. Amfoterní chování: Fe OH 3 má amfoterní vlastnosti, což znamená jeho schopnost přijímat i dávat Proton. To mu umožňuje interagovat s kyselinami i zásadami.
Studium vlastností látky Fe OH 3 umožňuje lépe porozumět jejím chemickým reakcím a možnému použití v různých oblastech průmyslu a vědy.
Chemická aktivita
S kyselinami FeOH3 reaguje a tvoří soli železa. K tomu je nutné zastavit Proton z kyseliny a spojit jej s FeOH3. Například reakce s kyselinou chlorovodíkovou vede k tvorbě soli železa (III) chloridu a vody:
| FeOH3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O |
S bázemi FeOH3 reaguje a tvoří soli železa a vody. Proton z FeOH3 se přitom přenáší na základnu. Například reakce s hydroxidem sodným vede k tvorbě soli železa (III) a vody:
| FeOH3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaOH2O |
Kromě toho může FeOH3 reagovat s jinými chemickými sloučeninami a vytvářet různé reakční produkty. Například kyselina chlorovodíková a kyselina sírová mohou způsobit tvorbu bází FeOH3. Tyto reakce umožňují feoh3 používat v různých chemických procesech a průmyslu.