Нитрат железа(III)

Нитрат железа​(III)​
Общие
Систематическое наименование	Нитрат железа​(III)​
Хим. формула	Fe(NO3)3
Физические свойства
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
Термические свойства
Температура
• разложения	(гексагидрат) 35°C (нонагидрат) 47,2 °C
Энтальпия
• образования	(нонагидрат) -3338,8 кДж/моль
Химические свойства
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%
Структура
Координационная геометрия	октаэдрическая
Классификация
Рег. номер CAS	10421-48-4 (ангидрид) 13476-08-9 (гексагидрат) 7782-61-8 (нонагидрат)
SMILES	[Fe+3].O.O.O.O.O.O.O.O.O.O=[N+]([O-])[O-].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O
RTECS	NO7175000
Безопасность
NFPA 704	1 1 0
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.

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) со следами гидролиза

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:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Fe+4HNO_3 \longrightarrow Fe(NO_3)_3+2H_2O+NO \uparrow} }[/math]

• В производстве этот процесс проводят, продувая через раствор воздух:

[math]\displaystyle{ \mathsf{4Fe+12HNO_3+3O_2 \longrightarrow 4Fe(NO_3)_3+6H_2O} }[/math]

• В лабораторной практике нитрат железа(III) можно получить обменной реакцией:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Fe_2(SO_4)_3+3Ba(NO_3)_2 \longrightarrow 2Fe(NO_3)_3+3BaSO_4 \downarrow} }[/math]

• Добавив к гидроксонитрату церия(IV) азотную кислоту и сульфат железа(II), получим следующие продукты реакции:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Ce(NO_3)_3OH+3HNO_3+FeSO_4 \longrightarrow Ce(NO_3)_3+Fe(NO_3)_3+H_2SO_4+H_2O} }[/math]

Химические свойства

• В водных растворах нитрат железа(III) подвергается сильному гидролизу:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Fe(NO_3)_3+2H_2O \rightleftarrows Fe(OH)_2NO_3+2HNO_3} }[/math]

Равновесие можно сместить в обратную сторону сильно подкислив раствор HNO₃.

• Разрушается разбавленными щелочами:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2Fe(NO_3)_3+6NaOH+(n-6)H_2O \longrightarrow Fe_2O_3\cdot nH_2O \downarrow + 6NaNO_3} }[/math]

• При нагревании разлагается:

[math]\displaystyle{ \mathsf{4Fe(NO_3)_3 \xrightarrow{\ t\ } 2Fe_2O_3 + 12NO_2 \uparrow + 3O_2 \uparrow} }[/math]

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:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2NH_3+2Na \xrightarrow{Fe(NO_3)_3} 2NaNH_2+H_2} }[/math]

• Некоторые глины, пропитанные нитратом железа(III), являются полезными окислителями в органическом синтезе.
• Используется ювелирами и кузнецами для протравки серебра и его сплавов.

Литература

• Волков А. И., Жарский И. М. Большой химический справочник / А. И. Волков, И. М. Жарский. — Мн.: Современная школа, 2005. — 608 с.
• Г.Реми. Курс неорганической химии. 2 том — М.: Издательство иностранной литературы, 1963. — 920 с.
• Гринвуд Н. Химия элементов: в 2 томах. / Н.Гринвуд, А.Эрншо; пер. с англ. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. — (Лучший зарубежный учебник)
• Химическая технология неорганических веществ: В 2 кн. Кн. 2. Учебное пособие/Т. Г. Ахметов, Р. Т. Порфирьева, Л. Г. Гайсин и др.; Под ред. Т. Г. Ахметова. — М.: Высш. шк., 2002. — 688 с.: ил.