Wie unterscheidet sich zweiwertiges Eisen von dreiwertigem Eisen?

Bevor wir uns mit den Details befassen, wollen wir versuchen, uns auf Definitionen zu einigen und den Leser daran erinnern, dass unter der Wertigkeit eines Elements (in diesem Fall Eisen) gewöhnlich die Fähigkeit seiner Atome verstanden wird, eine bestimmte Anzahl kovalenter Bindungen mit anderen Elementen einzugehen.

Da der Begriff "kovalente Bindung" eine wesentliche Stärke dieser Bindung impliziert, ist es im Falle einer späteren Betrachtung solcher Verbindungsklassen als "reine" Eisensalze zweckmäßiger, in der Diskussion die Begriffe "Oxidationszustand" oder "Ladung" zu verwenden, während sich die Koordination und komplexe Verbindungen Das Szenario sollte nach Möglichkeit von der Betrachtung ausgeschlossen werden - ansonsten wäre es sinnlos, darüber zu streiten, was genau die „wahre Valenz“ ist und wie genau sie zu berücksichtigen sind.

Die Situation mit Eisen ist interessant, weil in einigen Fällen nicht klar zwischen zwei- (II) und drei- (III) -Valenzeisenverbindungen unterschieden werden kann: Beispielsweise gibt es Eisenoxid (II) - Schwarz, das in der Natur als Wustitmineral bekannt ist Eisenoxid); Eisenoxid (III) - Hämatitmineral rotbraune Farbe (auch als Eisenoxid bekannt); und schließlich Eisenoxid (II, III) - ferromagnetischer schwarzer mineralischer Magnetit (auch als Eisenoxid bekannt) - hat im Gegensatz zu den ersten beiden nicht nur sehr starke magnetische Eigenschaften, sondern auch eine signifikante elektrische Leitfähigkeit. - wofür spezielle Elektroden für eine Reihe von Sonderfällen hergestellt werden. Im allgemeinen Fall bildet Eisen zwei getrennte Reihen von Verbindungen für jede Wertigkeit und vor allem - Salze mit einer Vielzahl von Säuren (einschließlich organischer).

Aus praktischer Sicht ist es viel interessanter, dass Eisen (II) - und (III) -Ionen während der Umwandlung von einem Oxidationszustand in einen anderen einen großen Unterschied im elektrochemischen Potential aufweisen (laut Luries Referenzbuch für normale Bedingungen liegt ihr Wert bei ~ 0, 77 Volt) - und dies bedeutet, dass in den meisten Fällen Eisen (II) -Verbindungen als Reduktionsmittel wirken können, während sie sich selbst zu Eisen (III) oxidieren, und Eisen (III) -Verbindungen als Oxidationsmittel wirken, wobei sie zu Eisen (II) reduzieren.

Zwei einfache Haushaltsbeispiele zur Veranschaulichung.

Im Gartenbedarfsgeschäft finden Sie mit Kunststoff versiegelte Säcke mit blaugrünem Eisensulfat (II) -sulfat, das auch als „Eisensulfat“ bezeichnet wird und häufig als Fungizid verwendet wird. Wenn Sie jedoch ein Loch in die Verpackung machen, um die Luft vollständig frei zu halten, sind es nur ein paar Tage Durch die Oxidation von Luft durch Sauerstoff bildet sich ein schmutziger rotbrauner Fleck von basischem Eisen (III) sulfat.

Praktisch jeder Funkamateur weiß, dass Eisen (III) -chlorid für die Herstellung von Prototypen für Leiterplatten zu Hause verwendet werden kann. Eine warme Lösung, die in wenigen Minuten ungeschützte Kupferfolie auf dem Platinenrohling auffrisst - obwohl Kupfer unter normalen Bedingungen sehr, sehr stabil ist!

Im Übrigen wird es interessant sein, festzustellen, dass das in unserem Blut enthaltene Hämoglobin-Eisen-Protein Eisen (II) enthält, aber seine Fähigkeit, Sauerstoff reversibel zu binden und durch das Körpergewebe zum oben erwähnten Übergang der Eisen (II) -Valenz (III) und umgekehrt zu transportieren Es gibt keinerlei Irrtum - obwohl es merkwürdige Theorien gibt, die die möglichen Mechanismen für die Erzeugung von „anorganischem Protoleben“ auf der alten Erde genau aufgrund der relativ einfachen Reversibilität des Eisen (II) / (III) -Übergangs aufzeigen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Eisen in Bezug auf die Valenz (II) / (III) leicht drei Verbindungsklassen bildet:

  1. Wo es zweiwertig ist - und solche Verbindungen sind oft ziemlich starke Reduktionsmittel.
  2. Wo es dreiwertig ist - und solche Verbindungen können normalerweise als mäßige Oxidationsmittel wirken.
  3. Wo es gleichzeitig und tatsächlich ist und in einem anderen Zustand - kann das Verhalten solcher Verbindungen in Abhängigkeit von den Bedingungen (einschließlich der Proproportionierungsreaktion) sehr unterschiedlich sein.

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