Цель работы: изучение химических свойств железа, кобальта, никеля.

Первую триаду VIIIВ группы периодической системы, состоящую из Fе, Со, Ni, очень часто называют семейством железа. На внешнем энергетическом уровне этих элементов находится по 2s-электрона. На подуровне i предпоследнего энергетического уровня у железа находится 6 электронов, у кобальта - 7, у никеля - 8.

При возбуждении атомов этих элементов за счет перемещения одного из 4s - электронов в р - подуровень число неспаренных электронов увеличивается у атомов железа до 6, у кобальта до 5, у никеля до 4. Таким образом, максимально возможные окислительные числа этих элементов: железа +6, кобальта +5, никеля +4. Но такие окислительные числа в соединениях кобальта и никеля не встречаются, а у железа окислительное число 6 встречается только в ферратах. Всем этим элементам свойственны окислительные числа +2 и +3 и по своим свойствам они очень похожи друг на друга. Но при этом между ними существуют различия: железо по своим магнитным свойствам ярко выделяется в триаде, его восстановительная способность значительно больше, чем у кобальта и никеля, которые по значению своих электродных потенциалов находятся значительно ближе к олову, чем к железу.

Железо образует два ряда солей: соли Fe(II): FeSO4, FeCl2 и т.д. и соли Fe(III): FeCl3, Fe2(SO)4 и т.д.

В виду того, что ионы Fe2+ легко окисляются и даже кислородом воздуха, через некоторое время в растворах солей Fe(II) можно обнаружить не только ионы Fe2+, но и ионы Fe3+. Подобный процесс происходит с гидроокисью железа:

Fe(OH)2+O2+2H2O®4Fe(OH)3

Окисление ионов Со2+ и особенно N12+ происходит намного труднее.

При высоких температурах железо соединяется с кислородом, образуя по мере повышения температуры оксиды Fe2O3, Fe3О4, FeO.

Кобальт и никель соединяются при более высокой температуре, образуя при этом оксиды СоО, NiO.

Свое максимальное окислительное число +6 железо проявляет только в солях железной кислоты –ферратах (K2Fe04,  BaFeО4). Сама железная кислота и соответствующий ей оксид FеО3 в свободном состоянии не получены.

Растворы солей железа (II) почти бесцветны, растворы солей железа (III) окрашены в коричневый цвет, солей кобальта CoCl2, Со(NО3)2 - в розовый, никеля - в зеленый.

Для элементов семейства железа характерна способность к образованию комплексных соединений.

Устойчивыми комплексными соединениями железа являются: желтая кровяная соль K4[Fe(CN)6], красная кровяная соль K3[Fe(CN)6].

Экспериментальная часть

• Взаимодействие железа с кислотами.
• Пассивирование железа.
• Окислительные свойства иона Fe3+.
• Комплексные соединения железа.
• Комплексные соединения никеля.
• Комплексные соединения кобальта.
• Контрольные вопросы и задачи.