Нитрат железа (III)
Нитрат железа (III)
| Нитрат железа (III) | |
|---|---|
| Систематическое наименование |
Нитрат железа (III) |
| Хим. формула | Fe(NO3)3 |
| Состояние | гигроскопичные кристаллы |
| Молярная масса |
(ангидрид) 241,86 г/моль (гексагидрат) 349,951 г/моль (нонагидрат) 403,997 г/моль |
| Плотность |
(гексагидрат) 1,68 г/см3 (нонагидрат) 1,81 (1,29) г/см3 г/см³ |
| Температура | |
| • разложения |
(гексагидрат) 35°C (нонагидрат) 47,2 °C |
| Энтальпия | |
| • образования | (нонагидрат) -3338,8 кДж/моль |
| Растворимость | |
| • в воде(0°C) | 40,2% |
| • в воде (20°C) | 45,2% |
| • в воде (25°C) | 46,6% |
| • в воде (40°C) | 51,2% |
| Координационная геометрия | октаэдрическая |
| Рег. номер CAS |
10421-48-4 (ангидрид) 13476-08-9 (гексагидрат) 7782-61-8 (нонагидрат) |
| PubChem | 168014 |
| Рег. номер EINECS | 233-899-5 |
| SMILES |
[Fe+3].O.O.O.O.O.O.O.O.O.O=[N+]([O-])[O-].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O
|
| InChI |
1S/C9H12O4S/c1-3-13-14(10,11)9-6-4-8(12-2)5-7-9/h4-7H,3H2,1-2H3
LPOCJNUBBCMEGA-UHFFFAOYSA-N
|
| RTECS | NO7175000 |
| ChemSpider | 23584 |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
Нитрат железа (III) — неорганическое химическое соединение, соль азотной кислоты и трехвалентного железа.
Содержание
Физические свойства
При обычной температуре в зависимости от концентрации и содержания в растворе кислоты нитрат железа (III) кристаллизуется в виде почти бесцветных кубиков, имеющих состав Fe(NO3)3·6H2O, или в моноклинных кристаллах состава Fe(NO3)3·9H2O.
Гексагидрат нитрата железа (III) Fe(NO3)3·6H2O — светло-фиолетовые гигроскопичные кристаллы с кубической решёткой. Образуется при кристаллизации из водных растворов с содержанием HNO3 не менее 57 % и 28 % Fe(NO3)3.
Нонагидрат нитрата железа (III) Fe(NO3)3·9H2O — очень гигроскопичные светло-фиолетовые кристаллы с моноклинной решёткой (a = 0,140 нм, b = 0,970 нм, c = 1,103 нм, β=95,52°, пространственная группа P21/с). Хорошо растворяются в воде. При нагревании плавится при 50,1 °C. Процесс сопровождается частичным разложением исходного продукта с выделением HNO3 и последующим кипячением раствора при 125 °C.
Таблица растворимости нитрата железа (III) в воде (в пересчете на безводную соль):
| Температура, °С | Концентрация, г/100 г воды | Концентрация, % |
| 0 | 67,08 | 40,15 |
| 20 | 82,48 | 45,2 |
| 40 | 104,83 | 51,18 |
Растворяется также в ацетоне, эфире, этаноле.
Безводный нитрат железа (III) получить не удалось.
В растворе бледно-фиолетовый гексааквакатион [Fe(H2O)6]3+ преобладает только в том случае, если pH~0. При более высоких значениях pH раствор желтеет из-за гидролиза, а если pH выше 2-3, происходит дальнейшая конденсация и начинается образование коллоидных гелей, и в конечном итоге образуется красновато-коричневый осадок гидратированного оксида железа (III).
Получение
- Нитрат железа (III) получают взаимодействием железной стружки с 20-30 % раствором азотной кислоты:
- Fe + 4HNO3 ⟶ Fe(NO3)3 + 2H2O + NO↑
- В производстве этот процесс проводят, продувая через раствор воздух:
- 4Fe + 12HNO3 + 3O2 ⟶ 4Fe(NO3)3 + 6H2O
- В лабораторной практике нитрат железа (III) можно получить обменной реакцией:
- Fe2(SO4)3 + 3Ba(NO3)2 ⟶ 2Fe(NO3)3 + 3BaSO4↓
- Добавив к гидроксонитрату церия (IV) азотную кислоту и Сульфат железа (II), получим следующие продукты реакции:
- Ce(NO3)3OH + 3HNO3 + FeSO4 ⟶ Ce(NO3)3 + Fe(NO3)3 + H2SO4 + H2O
Химические свойства
- В водных растворах нитрат железа (III) подвергается сильному гидролизу:
- Fe(NO3)3 + 2H2O ⇄ Fe(OH)2NO3 + 2HNO3
Равновесие можно сместить в обратную сторону сильно подкислив раствор HNO3.
- Разрушается разбавленными щелочами:
- 2Fe(NO3)3 + 6NaOH +(n−6)H2O ⟶ Fe2O3 ⋅ nH2O↓ + 6NaNO3
- При нагревании разлагается:
- 4Fe(NO3)3 →t 2Fe2O3 + 12NO2↑ + 3O2↑
- Выступает в роли окислителя с металлами, например, с медью:
9Cu + 8Fe(NO3)3 = 9Cu(NO3)2 + 6NO + 4Fe2O3
Применение
- Применяется как коагулянт при очистке сточных вод.
- При окраске тканей и шерсти используют нитрат железа (III) как протраву.
- Нитрат железа(III) является катализатором для синтеза амида натрия из раствора натрия в аммиаке:
-
- 2NH3 + 2Na →Fe(NO3)3 2NaNH2 + H2
- Некоторые глины, пропитанные нитратом железа (III), являются полезными окислителями в органическом синтезе.
- Используется ювелирами и кузнецами для протравки серебра и его сплавов.