Г. Реми - Курс неорганической химии (1109024), страница 100
Текст из файла (страница 100)
Одлано в его решетке в центрах кясзородных тетраэлров вместо ионов железа(П) находятся шжовлна нэпов желеееэ(())). Остальные яояы леоееога()И), г таюпе копы железа(П) занимают (ио-влдамояу, распределяясь нерегулярно) места ионов алюминия в решетке обычной шпнпелл Л)э(ЧБОг). 'Гаков строение магнетита пере)!зет формула Реыро)Ы(уеыгОг). То, что яоны Роз+и Реэ+, расположенные вне (ГеОг)-структуркых групп, легко обменнзаютсл:жрлдаын, объясяяет хорошую электропроводяость чагпезята (чегпеу, е(с Воет, зеззб), параметр кубической ячейки маглотвза г = Б,м А.
Прн уморенпом нагревания нг воздухе порошкообразпый магяотнт окнеляется до РезОг. Этот метод прпмепялн еще з древности для получеляя краевой окиси железа лэ черной ыагнетитовой руды. Прокаллпгапе прл очень высокой температуре (выже 1400'), наоборот, сопровождается лег~ ходом РезОг в РегО,,; пря еще болео высоких температурах пропоходпт дааьяейжее выделенно кислорода с образованием РеО. Сернистые соединения Прн не~осредственпом взаимодействии серы и железа образуются два соединения: Реб — суаъфид железа, ыояоеульфпд, еузьфпд язелеза(П), РеБз — сульфнд, дяеульфпд язелеэа(П). На диаграмме состояния системы зкелеэо — сере проязллзотсл только этн два соединения; следовательно, оки являеотся едлястэенныпн продюзтамя, снятоэ которых возможен при непосредственном прясоелипеипя Б к Ге.
Не исключено, что другэге путем (осаждением кэ водного раствора) кожно лолу'пееь еще одшт еугьфэд — треггпгепткого геезега — Резбэ, однако дока;пзсльечз его еущесзвозаллл до слх пор не получено (ср. сзр. 296). Моносульфпд железа, гйэзь(дид псе.зеза(11) )зеЯ образуется прп сплавлсппп железа с серой; етпм способом его получают п в технике, где г'е8 применяют для получения сероводорода. Техническое сернистое железо бывает обычно загрязнено избытком металла. Опо поступает в продажу в виде темяо-ссрых кусков плн плиток.
Чистый кристаллический мопосульфпд имеет светлый томпаково-коричневый цвет. Из водных растворов солей я слеза(П) при действии ионов В" моносульфпд язелсза выпадает в виде черного осадка. Этот осадок в воде практически нерпстворпм, по растворяется в разбавленных кислотах. Во влажном состоянии оп легко подвергается частичному окпслепшо воздухом до сульфата. В природе сернистое железо встречается в впдс шаеиитиоэо колчедана (пиррстпна)е крзгсталлизующегося гсксагопально.
Аналогичное по кристаллической структуре сернистое железо, встречающееся в лезлеоритах, называстгя троилитож. Магнитный колчедан почти всегда содерягпг нпкеяь, поэтому его используют для получения никеля. Содеряганне серы в магнитном колчедане почти всегда яа з — 2'.о выше, чем это соответствует Формуле РеЯ. Избыток серы включается в решетку сернистого железа.
РеБ кристаллизуется по тину Х(Аэ (ср. стр. 263), Гго способность прнооедппять некоторый язбьпон Б (до 3,3 аг.гб) основывается ла том, что в его кристаллической ржяетке часть жест, прннадлежащвх атомам Ре, может оставаться не занятой. Плотность РеБ кояоблэтся мезклу 4,6 и 5,0. Теплота обраэовапяя сосгавллот 22,3 кпог~'.эгпь. Реб смешпвэотоя с Ре и расплаве в любых ооозпошеннлх. В твердом сосзояюзл, однако, опп практпческн ксраотворнмы. Поэтому пря затзордеванпн расплавоз лгеяеэа даже с очень пвзклм содержанием серы выделяется РеБ, который (так же как я ГеО) делает железо краслоломкпм, т.
э. ковка лря красном калении солроэождаезсл э этом елузго образованном трещин. Однэяо прл добавлении к лгелеэу достаточного коапчеезээ марганце последний полностью лрпсоеднпяет серу с образованном МлБ, очень мазо растворпмого в железо-марганцовом расплаее. Иа этом основан процесс обессоря- нация чугуна с помощью мзргззца. Другяе содержащвеся в чугуне првмесв — С, Р я Бг,— еще более звачятальзо аоняягая растворимость МвБ в расплава, способствуют обзссеряззцяы. Недавно бызя получовы сплавы железа н марганца, в которые добавлена сера, так называемые еерэаеыые стали. Нрв затзердеьзяпв тацях сплавов вызсто хрупкой н потому вредной прзыеся (уеБ) з виде очень мелких зключеявй выделяется пластичный МзБ. Это приеолнг я тому, что сернистые стала оглвчаюгсл всялючятельпой твердостью. Из водных растворов солей железа(111) прн добавлении ионов Б' выпадает черный, практически нерастворимый в воде осадок, состав которого соответствует формуле РезБз.
Он растворим в разбавленных кислотах, Во злая.ноы состоянии оп легко разлагается на воздухе, образуя гндрат окнгн железа и серу. Он выделяет серу и при реакции с соляной кислотой по уравнению: УезБз+4НС1=2уеС1з+2ИзБ+ Б. Однако маловероятно, что зтот осадок нвляетсн индивидуальным соединенном — сульфидом железа(1П). Он рептгеноаморфен и, по-видимому, представляет собой смесь моносульфида железа и серы, образовавшихся в результате реандин 2Уе-'+ ЗБ" =2уеБ+ Б.
Прн непосредственном соединении железа с серой, как уже было указано, сульфнд трехвалеягного железа не образуется. Тезг не менее он встречается в виде кристаллических двойных соединений. В качестве примеров можно привести минералы — медный колчедан СпзБ РезБз и пестрый медный колчедан (борзиг) ЗСпзБ РезБз. Дисульфид железа РеБз очень распространен в виде пирита (серкый илн железный колчедан), Наряду с пиритом дпсульфид встречается н в воде марка ита (водный плп дзойпой колчедан). При высокой тезгпгратуре оп легьо огтцшгллег серу.
Прн прокаливании на воздухе он сгорает, образуя Ге'11з и БОге Легкость образования сернистого газа пз пнрнга о~ углов:шнает его прпмененле и качестве главного исходного продукта для нроимодсглеа с~раей кислоты. Благодаря значительной теплоте окисления пирита и легкости его разложения обжиг' в печах, начавп|нсь, протекает дальше уже самопроизвольно. О применении пяритпых (яолчеданных) огарков, получаюгцггхся после обжнгц колчедана, уже говорилось в т.
1. В радиотехнике кристаллы пирита применяют в качестве детекторов. Пирит и ыаркаэпт окрашены-в желтый цвет латуни и обладают металлическим блеском. Онм различаются по кристаллической структуре. Пирит, нередко встречающийся в виде хорошо образованных крупных кристаллов (большей частью в виде кубов и пептагондодеказдров нчп комбинации этих форм), относится к пептагонально-геыиздрпческому классу кубической сппгоиип, кристаллы марказита — к рамбической. В ~реаеееазе еперята атомы уз расположены таням же образом, яав атозгы Ха в решетке поваренной соли. Места атомов хлора з давнем случае занямаюг цеягрм тяжести двух атомов Б, причем нрямыз, соелвазющае пх, расположены яакловао н осям режвтки. Рзсстоявзе Б Б составляет 2,14 А.
Ребро злемеятарного куба в ячейке пврлга а = 5,4О еь, Структура марзаззгз родсгвевва раеяетяв руыша„ однако имеет более низкую сямметрвю„расогоаняе Б -е Б составляет з цей 2,21 А. Мзгвятаые нзмзрення показали, что з инрите и з других дэсульфвлах подобвого типа (мзэз, соБз, жБз) маталлы ке еуагеазвэыы е чеыырехзалеятпом сзстояпзя 1к1ешш, У1ЗМ.
МнБз, судя по его магнитным свойствам, можно рассматряэать яак дясульфгьб Вввъмаа вреииа периодической вивамми вюргаяца(П) Ииэв(йэ)э-, адаака са саабааиражазаым гег(ганслярпмм характерам. Кще менее гетсрапалярвы другие перечисленные днсульфкдм, причем наименее гетеропааярным является ГеЯз. Природа связей, существующих в этих веществах, нриблажаетая к ннтерметаалпческим соединениям.
Дивдаьфиди железа образуют с сульфидамк некоторых тягкалых металлов дввйиив веаьфиди. Онн, однако, ка способны к образованию собственно юио-ввввй и потому иерастзарнмм з растворах сульфпдаз щелочных металлов. Тем на менее сара магнат частична замещать гидраксе-группы в гидроксафарратах(П) и (П1) с образованием видрвкввгиив-савве (Яс)гаЫаг, )ЕЗ6), например Маэ(ЯРатт(ОН)э) 2НзО (герна-заленого цвета) н ыа г НэОу Ш. Я. ГенгОНэ,йП О (темиа-корнчкезога). Образованием аэ(гнои а '' ' " гогив)' э такого рода саедикений абусаавлваа эеааная нлп темпа-красная окраска, возникающая прп действии 1)атЯ па сндькащелачные растворы, содержащие дзух- илк саотеетстваппо трехвалаптпав железа. Сола железа(И) Растворимые соли железа(И), например ого сульфат плп хлорид, удобнее всего получать реакцией металличеснаго железа с соответствующей кислотой.
Водные растворы и кристаллы солей железа(И), содержащие крпсталлизациониую воду, окрашены н бледно-заленый цвет, который, таким образом, является цветом ионов Ре". Растворы солей двухвалеитпого вкелеза вследствие гидрализа пыегот' кислую реакцию. Нерастворимые соли двухвалептпого железа палучааггсп из его растворимых солей. путем обменных реакции.
Большинство солей железа(!1) склонно к образованию двойных и комплексных солей г, солями активных металлов (главным образам шапочных) и аммония. На воздухе соли двухвалентного железа в болгашщства случаев пе вполне устойчивы, причем чаще двойные соли бывггют более прочными, чем простые. При действии сильных окислителей соли железа(И) количественно превращшотся в соли железа(111).
Следует отметать, чта прн раствореннн железа в кислотах, авионы которых обладают ярка аырэжапамьги онислптельиымп свойствами, например з азотной, хлорной, хларназатай, броиаазатай, паднаватай кислотах, образуются соли дара-, а не трехааявнтпага железа (предполагается, чта кислоты находятся в разбавленных растворах и растзарекке происходит па холоду).
Сами па себе ионы Уе" па обладают баяыпай гкяанвастью к акиславпю да попав ре- . действительна, ва платннавай паастипг е, нагруженной в раствор, содержащий в одинаковых концентрациях каны Уе" и каны Ре-', абиарулгзваетгя потенциал на 0,75 в вичав потенциале нормального водородного. электрода. Такгвм образам, в замкнутой цепи происходит самопроизвольная перезарядка ионов железа(ГП) да ионов железа(П), в та время как водород переходят е ионное састаянна. Сильно выраженная склонность к агвксааккю соединении лгааеэа(П) з значительной стопани определяется наруюеннямн аивглвтельных равновесий.
Ояо. обусловлена чреэзычайна трудной растворимостью окиси железа(П1), легка образующейся в результате гидралнза з водных растворах илн в прксутстаип влаги. Поэтому устойчивость салай даухзалептпага желева в задкых растворах ножка значительна повысить дабаалаяпам избытка нвслаты, затрудивпащай гвдралиэ. При действии ка металлическое железо вадвага раствора ЯОз наряду с враьфивиам эввввва(11) образуется и живвдвпфага иввввва(1!ь:: 2ре+ЗЯОз=уеЯО,+ УсЯ Оэ. Интересна аараэазапне дитивиаава иввввва(11) ГебэОа 5НзО при действии саракстай кналаты на разбавленный раствор сульфата грехеалантнага железа прк 0".
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
