Lý thuyết về hợp chất của Fe cơ bản và mở rộng

I/ Hợp chất của sắt (II) :

1/ FeO : - Chất rắn màu đen không tan trong nước.
              - Là Oxit bazơ.
* Tác dụng với dung dịch axit clohydrid (HCl), H2SO4 (l), CH3COOH.
FeO + 2H+ ----> Fe²+ + H2O.
* Tác dụng với các chất oxi hóa: O2, HNO3, H2SO4 (₫), KMnO4,...
2FeO +1/2O2 ----> Fe2O3.
3FeO + 10HNO3 ----> 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O.
2FeO + 4H2SO4 ----> Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O.
10FeO + 2KMnO4 + 18H2SO4 ----> 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 18H2O.
* T/d với chất khử : CO, H2, Al ở t° cao.
FeO + CO --t°--> Fe + CO2.
FeO + H2 --t°--> Fe + H2O.
3FeO + 2Al -- t°--> 3Fe + Al2O3.
Điều chế:
Fe(OH)2 --t° trong chân không --> FeO + H2O.
Fe3O4 + CO ----> 3FeO + CO2.
Fe(CO2)2 (C2FeO4) --t°--> FeO + CO2 + CO.
Fe2O3 + CO --500°C--> 2FeO + CO2. ( hoặc dùng Hidro)

2/ Sắt (II) hidroxit Fe(OH)2 :
Fe(OH)2 tinh khiết có kết tủa trắng, không tan trong nước. Khi thêm OH- vào dd Fe²+ thì được kết tủa màu lục nhạt, đó là hidroxit hỗn tạp của Fe²+ và Fe³+ có thành phần được biểu diễn Fe3O4.xH2O nguyên nhân là do Fe²+ rất dễ bị oxi hóa trong không khí tạo Fe³+. Kết tủa lục nhạt sau đó bị oxi hóa trong không khí tạo thành kết tủa đỏ nâu Fe2O3.xH2O ( Fe(OH)3).
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ----> 4Fe(OH)3.
* Có tính bazơ : Fe(OH)2 + 2HCl ----> FeCl2 + H2O.
Điều chế: 
Fe²+ + OH-  ----> Fe(OH)2.
3/ Muối sắt (II) :
Các muối tan được khi kết tinh từ dung dịch ở dạng tinh thể Hidrat:
FeSO4.7H2O, FeCl2.4H2O, (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O.
Dễ bị oxi hóa thành muối sắt (III):
3Fe(NO3)2 + 4HNO3(l) ----> 3Fe(NO3)3 + NO + 2H2O.
4FeSO4 + O2 + 2H2O ----> 4Fe(OH)SO4.
6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 ----> 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O.
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2O ----> 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4.

II/ Hợp chất của Sắt (III):

1/ Fe2O3: Là chất bột màu đỏ nâu, không tan trong nước.

- Tan trong dd axit tạo muối sắt (III):

Fe2O3 + 6H+ ----> 2Fe³+ + 3H2O.

- Tan trong kiềm nóng chảy hay cacbonat kim loại nhóm IA nóng chảy:

Fe2O3 + Na2CO3 ----> 2NaFeO2 + CO2 ( Natri ferit).

- Tác dụng với chất khử H2, Al, CO ở nhiệt độ cao:

Fe2O3 --+CO t°--> Fe3O4 --+CO t°--> FeO --+CO--> Fe.

Điều chế:

2Fe(OH)3 --t°--> Fe2O3 + 3H2O.

2FeO + 1/2O2 ----> Fe2O3.

2FeSO4 --t°--> Fe2O3 + SO2 + SO3.

2/ Fe(OH)3: Kết tủa đỏ nâu, không tan trong nước.

- Hidroxit lưỡng tính tan dễ trong dung dịch axit và tan rõ rệt trong kiềm đặc nóng.

Fe(OH)3 + NaOH ----> NaFeO2 + 2H2O.

Fe(OH)3 + 3H+ ----> Fe³+ + 3H2O.

Điều chế:

Fe³+ + 3OH- ----> Fe(OH)3.

3/ Muối sắt (III):
Đa số tan được trong nước và khi kết tinh từ dung dịch thì ở dạng Hidrat tinh thể.

VD: FeCl3.6H2O, Fe2(SO4)3.9H2O, K2SO4.Fe2(SO4)3.24H2O (Phèn sắt).

- Dễ dàng bị thủy phân trong dd nước và dd có màu vàng nâu do các ion Fe(OH)²+ và Fe(OH)2+ còn chính Fe³+ không có màu.

Fe³+ + H2O ----> Fe(OH)²+ + H+.

Fe³+ + 2H2O ----> Fe(OH)2+ + 2H+.

- Dễ dàng bị khử :

FeCl3 + KI ----> FeCl2 + KCl + 1/2 I2.

2FeCl3 + Fe -----> 3FeCl2.

2FeCl3 + Cu ----> 2FeCl2 + CuCl2.

III/ Nhận biết ion Fe²+ và Fe³+:

1/ Nhận biết ion Fe²+ :

* Dùng thuốc thử là dd kiềm: Fe²+ +2OH- ----> Fe(OH)2 kết tủa màu lục nhạt.

* Dùng thuốc thử là muối vàng máu: Kali hexaxiano ferat (III).

2K3[Fe(CN6)] + 3Fe²+ ----> Fe3[Fe(CN6)]2 + 6K+. Tạo kết tủa màu xanh Turnbull.

2/ Nhận biết ion Fe³+:

* Dùng thuốc thử là dd kiềm: Fe³+ + 3OH- ----> Fe(OH)3 ( kết tủa màu đỏ nâu).

* Dùng thuốc thử là KSCN ( kali sulfo xianur ) tạo Fe(SCN)3 có màu đỏ máu.

Fe³+ + 3KSCN ----> Fe(SCN)3 + 3K+.

Thuốc thử là ddd K4[Fe(CN)6] kali hexaxiano Ferat (II) tạo kết tủa màu xanh phổ hay xanh berlin.

4Fe³+ + 3K4[Fe(CN)6] ----> Fe4[Fe(CN)6]3 + 12K+.

IV/ Một số hợp chất khác của sắt:

1/ Oxit sắt từ Fe3O4:

Màu đen, có ánh kim, khó tan trong nước và axit, dẫn điện được nên được dùng làm điện cực, Fe3O4 là oxit hỗn tạp của Fe(II) & Fe(III) và được coi là muối Fe(II) ferit: Fe

• Oxit bazơ: Fe3O4 + 8H+ ----> 2Fe³+ + Fe²+ + 4H2O.

• Tác dụng với các chất khử Al, H2, CO ở nhiệt độ cao:

Fe3O4 --+CO t°--> FeO --+ CO t° --> Fe.

• Tác dụng với chất oxi hóa :

3Fe3O4 + NO3- + 28H+ ----> 9Fe³+ + NO + 14H2O.

Điều chế:

3Fe + 2O2 --t°--> Fe3O4.

3Fe2O3 + CO ----> 2Fe3O4 + CO2.

3Fe + 4H2O --<570°C--> Fe3O4 + 4H2.

2/ Hợp chất Fe(VI) : M2FeO4 ( M là kim loại nhóm IA).

Fe2O3 + 3KNO3 + 4KOH --t° cao--> 2K2FeO4 + 3KNO2 + 2H2O.

2Fe(OH)3 + 3Cl2 + 10KOH ----> 2K2FeO4 + 6KCl + 8H2O.

* Ghi chú:

Các loại quặng chứa Fe quang trọng:

• Hematit đỏ: Fe2O3 khan ( sản xuất gang).

• Hematit nâu: Fe2O3.nH2O.

• Manhetit: Fe3O4 ( Hiếm).

• Xiderit: FeCO3.

• Pirit: FeS2.

Lưu ý một số hợp kim của Fe:

• Gang:

- Khái niệm: Hợp kim của Fe và C (2-5%).

- Nguyên tắc sản xuất: Khử Fe2O3 bằng CO ở t° cao.

- Nguyên liệu chính: Quặng hematit đỏ.

• Thép:

- Khái niệm: Hợp kim của Fe và C (0.01-2%).

- Nguyên tắc sản xuất: Giảm hàm lượng tạp chất trong gang bằng cách oxi hóa chúng bởi oxi không khí.

- Nguyên liệu chính: Gang, sắt thép phế liệu.

Chúc bạn thành công !

Read More

Video thuốc tím & peoxit

2KMnO4 + 3H2O2 → 2MnO2 + 2H2O + 3O2 + 2KOH.
Hiện tượng: Có khí bay lên ( O2), sau phản ứng xuất hiện một chất màu đen không tan ( MnO2). Phản ứng có sinh ra nhiệt.

Chúc bạn thành công !

Read More

Lý thuyết về sự ăn mòn kim loại cơ bản và mở rộng

1/Khái niệm:

  Sự ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh:
  M -->  M(n+) + ne hay M - ne --> M(n+).

2/Các dạng ăn mòn kim loại:

a/ Ăn mòn hóa học: Là quá trình oxi hóa-khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường.
• Hiện tượng này xuất hiện ở các thiết bị bằng kim loại thường xuyên tiếp xúc với khí ẩm và Oxi.
• Điều này chứng minh cho hiện tượng gỉ sét ở kim loại mà đặc biệt là Fe.

b/ Ăn mòn điện hóa học:

* Khái niệm:
Ăn mòn điện hóa là quá trình oxi hóa-khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực (-) tới cực (+).

* Cơ chế:

+Cực âm: Kim loại có tính KHỬ MẠNH hơn bị oxi hóa tức BỊ ĂN MÒN.
+Cực dương: Kim loại có tính khử yếu hơn ( hoặc phi kim) không bị ăn mòn.

* Điều kiện xảy ra ăn mòn điện hóa học:

+ Hai điện cực phải khác chất: 2 KL khác nhau, KL với Phi kim.

+ Hai điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp nhau qua dây dẫn.

+ Hai điện cực phải tiếp xúc với chất điện li.

3/ Các phương pháp chống ăn mòn:

a/ Phương pháp bảo vệ bề mặt: Sơn, mạ, bôi dầu mỡ...

b/ Phương pháp điện hóa:

* Nối kim loại cần bảo vệ với một kim loại có tính khử mạnh hơn, kim loại mạnh hơn bị ăn mòn còn kim loại kia được bảo vệ.

Thí dụ: Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng THÉP ( Fe- C ) người ta gắn vào những mặt ngoài của vỏ tàu ( phần chìm dưới nước ) những lá KẼM (Zn). Lúc này vỏ tàu được bảo vệ, những lá kẽm thế thân thành vật bị ăn mòn nhưng tốc độ ăn mòn của kẽm không đáng kể trong điều kiện nước biển. Nhưng sau một thời gian, chúng ta phải thay thế bằng những lá kẽm mới để đảm bảo khả năng bảo vệ.

Tóm lại:

+ Ăn mòn hóa học & ăn mòn điện hóa đều là quá trình oxi hóa-khử trong đó kim loại bị oxi hóa thành ion dương.

+ Ăn mòn hóa học không phát sinh dòng điện còn ăn mòn điện hóa thì có phát sinh dòng điện, đây là một trong điểm khác nhau giữa hai sự ăn mòn.

Chúc bạn thành công !

Read More