Не так давно я пробовал растворить "окатыш" (агломерированную железную руду) в концентрированной соляной кислоте [1]. Ожидал, что соединения железа и других металлов перейдут в раствор, а диоксид кремния останется в осадке. Неожиданно оказалось, что окатыш в кислоте практически не разрушился. Раствор постепенно окрасился в коричневый цвет, но тут меня ожидал второй сюрприз: оказалось, что трехвалентного железе в этом растворе мало (!). Раствор давал окраску с роданидом (качественная реакция на трехвалентное железо), но сравнительно слабую. А под действием щелочи из раствора выпал объемистый и почти белый осадок. Вероятно, это гидроксид магния и/или гидроксид алюминия: железа в этом осадке мало.

Коллега дал мне несколько образцов железной руды из Криворожского железорудного бассейна, которые я испытал на действие магнита [2]. Руду после экспериментов я вернул, но от одного из образцов оставил несколько кусочков, чтобы испытать, как действует на него кислота. Такую руду называют "синька" (или "синюха"), она содержит минерал мартит - разновидность гематита (Fe₂O₃).

Уже после эксперимента я понял, что для опыта лучше всего было бы взять минерал лимонит (limonite), FeO(OH)·nH₂O: это гидроксид железа, и он должен растворяться в кислотах легче, чем конденсированный оксид. Но тогда я этого не знал, вернее, был уверен, что "синька" будет легко растворяться в концентрированной соляной или азотной кислоте. Это оказалось не так.

Поместил кусочек руды в стакан с концентрированной соляной кислотой. Сначала образовалось немного пузырьков газа (по-видимому, жидкость вытесняла воздух из пор), но потом ничего не произошло: время шло, а раствор и руда оставались без видимых изменений. В конце концов, стал добавлять в стаканчик концентрированную азотную кислоту: сначала по каплям, потом добавил миллилитров 5 (т.е. в стаканчике образовался аналог "царской водки" - смеси концентрированной соляной и азотной кислот, только без соблюдения классической пропорции 3 к 1). Раствор постепенно окрасился в зеленовато-коричневатый цвет, но это не показатель растворения руды, поскольку соляная и азотная кислота реагируют между собой с образованием окрашенных продуктов.

Поставил стаканчик греться на плитку. Окраска раствора углубилась и стала бурой, из раствора начали выделяться бурые пары оксидов азота. Накрыл стакан чашкой Петри и кипятил смесь кислот примерно 20 минут. Раствор окрасился в интенсивно-коричневый цвет. После обработки кипящими кислотами кусочек руды остался преимущественно целым (на дне стакана было лишь немного песка).

Теперь проведем качественную реакцию на трехвалентное железо в полученном растворе. Налил в стакан на 300 мл воду, добавил примерно грамм роданида калия. Капнул в стакан с роданидом несколько капель раствора, полученного после обработки руды кислотами. Раствор окрасился в слабый коричневый цвет. Но в исследуемом растворе присутствуют сильные кислоты - соляная и азотная, а также продукты их взаимодействия (NO₂, NOCl, Cl₂), которые обладают сильными окислительными свойствами и способны разрушать тиоцианат (роданид). Поэтому добавил в стакан еще несколько грамм тиоцианата калия, а затем - несколько капель исследуемого раствора, полученного обработкой руды кислотами. После перемешивания раствор окрасился в кроваво-красный цвет: ион Fe³⁺ в растворе обнаружен. Однако очевидно, что основная масса железа так и осталась в твердой фазе, несмотря на обработку железной руды соляной и азотной кислотами при кипячении.

__________________________________________________
¹ Окатыш и соляная кислота. Iron ore pellet and hydrochloric acid [ссылка]

² Железная руда и неодимовый магнит / Iron ore and neodymium magnet [ссылка]

Iron ore, hydrochloric acid and nitric acid Download the Video / Скачать Видео (111 Мб, .avi )

<Железо, кобальт, никель, марганец, рений>

<Химические вулканы и Фараоновы змеи ч.2> <Химические вулканы ч.1> < Опыты со щелочными металлами > < Опыты со щелочными металлами 1 > [Эксперименты с ацетиленом] [Эксперименты с ацетиленом, метаном, пропаном и бутаном] [Эксперименты с ацетиленом, метаном, пропаном и бутаном 2] <Эксперименты с пропан-бутановой смесью 1> <Эксперименты с пропан-бутановой смесью 2> <Эксперименты с фосфором ч.1> <Эксперименты с фосфором ч.2> <Эксперименты с водородом 1> <Эксперименты с водородом 2> <Эксперименты с водородом 3> <Хлористый азот (трихлорид азота). Иодистый азот (нитрид иода)> <Перекись ацетона, ГМТД, органические перекиси> <Черный порох> <Кумулятивный эффект (№5 2011)> <Нитроглицерин, Этиленгликольдинитрат, Нитроэфиры, Нитропроизводные> <Огонь от капли воды (№1 2012)> <Огонь на ладони (Холодный огонь)> <Ртуть, Амальгамы, Соединения Ртути>
<Железо, его Соединения и Сплавы (Обсудить на форуме)> [Отправить Комментарий / Сообщение об ошибке]