Оглавление | Видео опыты по химии | Видео опыты по физике | На главную страницу |
Химия и Химики № 2 2023 Журнал Химиков-Энтузиастов |
Iron chloride (III) and water - pt.1, 2 Хлорид железа (III) и вода В.М. Вітер |
Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter
Iron chloride (III) and boiling water - pt.1 / Хлорид железа (III) и кипящая вода
Когда делал эксперименты по взаимодействию красной кровяной соли с хлоридом железа (III) дело дошло до кипячения смеси растворов ( Iron(III) chloride and potassium ferricyanide - pt.2 / Хлорид железа (III) и красная кровяная соль [ссылка]). Неожиданно вспомнил про другой эксперимент с FeCl3: я читал его описание еще в детстве, но до сих пор не сделал. Называется он: "Чай, который нельзя выпить". В какой он был книге - остается только искать, но суть его простая, поэтому решил воспроизвести опыт без точного описания. В стакан с кипящей водой добавляем каплю раствора хлорида железа (III) - в результате происходит гидролиз и содержимое стакана превращается в коричневый коллоидный раствор, похожий на чай (гидроксид железа (III) или основные хлориды железа (III)). В первом опыте я налил в стакан 200 мл дистиллированной воды, поставил на плитку, довел до кипения. В кипящую воду добавил 2 капли насыщенного раствора хлорида железа (III) - раствор в стакане стал темно-коричневым. Возникновения мути или других признаков образования осадка заметно не было. Факт возникновения коллоида можно было проверить с помощью луча лазера или любого другого узкого луча: при прохождении узкого светового пучка сквозь коллоидный раствор сбоку виден световой конус - конус Тиндаля. Истинный раствор не дает такого эффекта. Вместо этого я просто проверил рН универсальной индикаторной бумажкой: среда оказалась слабокислой, близкой к нейтральной. Если гидролиз и идет (должен), то лишь частично. Второй опыт. Закипятил в стакане 200 мл водопроводной воды (вода из-под крана), и не прекращая кипения, добавил 2 капли насыщенного раствора хлорида железа (III), перемешал. Раствор стал коричневым, и почти сразу - мутным (образование суспензии), еще через несколько десятков секунд в растворе стали заметны бурые хлопья: это гидроксид железа (III) или основные хлориды. Снял раствор с плиты - вскоре хлопья четко сформировались, укрупнились и постепенно осели на дно, образуя объемный бурый осадок, над которым остался почти бесцветный раствор. Если стакан снова поставить на горячую плитку, крупные агрегаты хлопьев всплывали вверх, затем плавали в жидкости вверх-вниз за счет конвекции. Третий опыт. В стакан с 200 мл кипящей дистиллированной воды добавил 2 капли насыщенного раствора хлорида железа (III), перемешал. Результат - темно-коричневый раствор, признаков образования твердой фазы незаметно. Несколько минут кипячения - визуальных изменений нет. Добавил примерно 20 мл холодной водопроводной воды, перемешал, продолжил нагрев. Постепенно в стакане появилась муть, через несколько десятков секунд - коричневые хлопья. Все примерно, как в опыте с водопроводной водой, только медленнее. Пока я держал стакан на плите, пузырьки пара и конвекционные потоки воды препятствовали образованию крупных хлопьев, но после снятия стакана с плиты более крупные хлопья быстро сформировались и, когда конвекционные потоки утихли, осели на дно. Взял один из стаканов с водой и коричневым осадком на дне. Аккуратно декантировал жидкость в чистый стакан и добавил туда раствор роданида аммония, цель - определить наличие трехвалентного железа в растворе. Результат - раствор стал красно-оранжевым: т.е. железо есть, но его мало. Объяснить происходящее просто. Водопроводная вода содержит растворенные соли, некоторые из них при нагревании подвергаются гидролизу (например, Na2CO3, NaHCO3, KHCO3), в результате среда смещается в щелочную область - настолько, что фенолфталеин при добавлении к кипящей водопроводной воде становится малиновым, хотя холодная водопроводная вода не дает малиновой окраски с фенолфталеином (см. статью Гидролиз (водопроводная вода). Hydrolysis (tap water) [ссылка]). Щелочная среда приводит к гидролизу хлорида железа (III). Например, в случае карбоната натрия суммарное уравнение будет иметь вид: 2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Fe(OH)3 + 6NaCl + 3CO2 |
![]() Iron chloride (III) and boiling distilled water |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() Iron chloride (III) and boiling tap water |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() Iron chloride (III) and boiling distilled water |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() Quantitative determination of iron (III) |
![]() |
![]() |
Позже нашел книгу, в которой я в детстве прочитал описание этого опыта: О.І. Астахов Цікаві роботи з хімії (Занимательные работы по химии) С.30 [ссылка].
![]() Упомяну также, что хлорид железа (III) используется в процессе очистки природной воды (речной, озерной) - для последующего ее использования с питьевыми целями. Данная стадия называется "коагуляция воды" ("коагулирование воды"). После отделения крупных механических примесей (и при необходимости - регулирования рН) в воду добавляют раствор коагулянта. В качестве коагулянта служат: хлорид железа или сульфат железа (III), сульфат алюминия, алюминиевые квасцы, гидроксохлорид алюминия и т.п. При добавлении коагулянта в растворе возникают хлопья гидроксида железа или алюминия, которые сорбируют и обволакивают твердые неорганические и органические загрязнения: водоросли, бактерии и вирусы, частицы ила и глины, также - сорбируют некоторые растворенные вещества. Оседая на дно, гидроксиды увлекают примеси с собой. Чтобы облегчить процесс образования более крупных хлопьев и ускорить их осаждение на дно, в воду могут также добавлять флокулянты - органические вещества с длинными молекулами, которые могут сорбироваться сразу на двух (нескольких) частицах осадка одновременно, облегчая их укрупнение и седиментацию. Такое укрупнение частиц осадка называется "флокуляция". Данная технология - коагуляция и флокуляция широко используется не только для получения питьевой воды, но и для очистки промышленных сточных вод перед их сбросом в природные водоемы. |
![]() Coagulation-flocculation process in a water treatment system Процесс коагуляции-флокуляции в системе водоподготовки |
![]() Iron chloride (III), tap water (5 L) and Tyndall effect Хлорид железа (III), водопроводная вода и эффект Тиндаля |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
Через 50 часов осадок гидроксида железа (III) визуально осел на дно, частично - пристал к стенкам банки. Вода выглядела бесцветной и не мутной, - примерно, как исходная вода из-под крана, но стоило посветить лучом фонарика, - и конус Тиндаля наблюдался четко. Таким образом, в растворе все еще оставались не осевшие твердые частицы.
|
![]() |
![]() |
![]() |