Феррат калия

Феррат калия
Общие
Систематическое наименование	Феррат калия
Традиционные названия	железнокислый калий
Хим. формула	K2FeO4
Физические свойства
Состояние	красно-фиолетовые кристаллы
Молярная масса	198,04 г/моль
Классификация
Рег. номер CAS	39469-86-8
SMILES	[Fe](O[K])(=O)(=O)O[K]
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Феррат калия — неорганическое соединение, соль щелочного металла калия и несуществующей железной кислоты с формулой K₂FeO₄, красно-фиолетовые кристаллы, растворимые в холодной подщелоченной воде.

Получение

• Растворение порошкообразного железа в расплаве нитрата калия и едкого калия:

$\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{K}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{K}\mathsf{O}\mathsf{H}\stackrel{400-420^{o}C}{\to }{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{F}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{K}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• Электролиз концентрированного раствора едкого кали с железным анодом:

$\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{K}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{e^{-}}{\to }{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{F}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }$

• Окисление галогенами суспензии оксида железа(III) в щелочном растворе:

$\mathsf{F}{\mathsf{e}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{1}\mathsf{0}\mathsf{K}\mathsf{O}\mathsf{H}\stackrel{45-55^{o}C}{\to }\mathsf{2}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{F}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{K}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{5}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• Окисление гипохлоритом калия суспензии гидроксида железа(III) в сильнощелочной среде:

$\mathsf{2}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{K}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{K}\mathsf{O}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{F}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{K}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{5}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• Взаимодействие оксида железа(III) с нитратом и гидроксидом калия:

$\mathsf{F}{\mathsf{e}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{K}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{K}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{\to }\mathsf{2}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{F}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{K}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

Физические свойства

Феррат калия образует красно-фиолетовые кристаллы, растворимые в холодной подщелоченной воде.

Химические свойства

• Разлагается при нагревании:

$\mathsf{2}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{F}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\stackrel{500-700^{o}C}{\to }{\mathsf{K}}_{\mathsf{3}}\mathsf{F}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{K}\mathsf{F}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$

• Реагирует с горячей водой:

$\mathsf{4}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{F}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{6}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{100^{o}C}{\to }\mathsf{4}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{K}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }$

• Реагирует с разбавленными кислотами:

$\mathsf{4}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{F}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{1}\mathsf{0}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{F}{\mathsf{e}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathsf{1}\mathsf{0}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• Разлагается при сплавлении с щелочами:

$\mathsf{4}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{F}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{K}\mathsf{O}\mathsf{H}\stackrel{400-450^{o}C}{\to }\mathsf{4}{\mathsf{K}}_{\mathsf{3}}\mathsf{F}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• Как и другие ферраты, является сильным окислителем:

$\mathsf{4}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{F}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}\mathsf{r}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\stackrel{100^{o}C}{\to }\mathsf{4}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{K}\mathsf{O}\mathsf{H}$

$\mathsf{2}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{F}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{1}\mathsf{6}\mathsf{H}\mathsf{I}\mathsf{⟶}\mathsf{2}\mathsf{F}\mathsf{e}{\mathsf{I}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{I}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathsf{8}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{K}\mathsf{I}$

$\mathsf{2}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{F}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{1}\mathsf{6}\mathsf{H}\mathsf{B}\mathsf{r}\mathsf{⟶}\mathsf{2}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{B}{\mathsf{r}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{B}{\mathsf{r}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{8}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{K}\mathsf{B}\mathsf{r}$

$\mathsf{2}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{F}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{1}\mathsf{6}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathsf{8}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{K}\mathsf{C}\mathsf{l}$

• Вступает в обменные реакции (феррат бария - осадок красно-коричневого цвета):

${\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{F}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{B}\mathsf{a}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{}{\to }\mathsf{B}\mathsf{a}\mathsf{F}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{\cdot }{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{K}\mathsf{C}\mathsf{l}$

• Окисляет гидрат аммиака до азота:

$\mathsf{2}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{F}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{\cdot }{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{}{\to }{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{K}\mathsf{O}\mathsf{H}$

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.
• И.Г. Кокаровцева, И.Н.Беляев и Л.В. Семенякова. Кислородные соединения железа(VI, V, IV). — М.: Успехи химии, 1972. — 16 с.