Fe3O4 jest mieszanym tlenkiem walencyjnym żelaza, który ma pewne podstawowe właściwości, dzięki czemu może reagować z HCl. Zobaczmy, co się stanie, gdy obie strony zareagują.
Fe3O4 żelazo występuje na stopniach utlenienia +2 i +3 ze względu na stopień utlenienia +2, który jest podstawową właściwością iz tego powodu może reagować z HCl. Reakcja nie wymaga żadnego katalizatora ani innych parametrów, takich jak temperatura i ciśnienie.
Omówmy mechanizm reakcji pomiędzy HCl i Fe3O4, entalpię reakcji, typ reakcji, powstawanie produktów itp. w dalszej części artykułu.
1. Jaki jest produkt HCl i Fe3O4?
Chlorek żelazowy i chlorek żelazawy tworzą się jako główny produkt wraz z cząsteczką wody po zmieszaniu HCl Fe3O4 podlegają reakcji ze względu na różne stopnie utlenienia żelaza.
2. Jakim typem reakcji jest HCl + Fe3O4?
Reakcja między HCl a mieszanym tlenkiem walencyjnym żelaza jest reakcją redoks, w której atomy chloru są utleniane, a żelazo ulega redukcji. Jest to również jeden rodzaj reakcji kwasowo-zasadowej wraz z reakcją wytrącania, ponieważ produkt jest wytrącany.
3. Jak zrównoważyć HCl + Fe3O4?
HCl + Fe3O4 = FeCl2 + FeCl3 + H2O ta reakcja nie jest jeszcze zrównoważona, ponieważ atomy nie są równe po lewej i po prawej stronie, więc musimy zbilansować równanie w następujący sposób,
- Krok 1 - Najpierw oznaczyliśmy wszystkie reagenty i produkty według A, B, C, D i E jako współczynniki, ponieważ obecnych jest pięć cząsteczek.
- Reakcja będzie wyglądać tak
- HCl + B Fe3O4 = C FeCl2 + D FeCl3 + EH2O
- Krok 2 – Teraz używamy równania według odpowiedniej liczby, współczynnika już oznaczonego jako reagenty alfabetu i produkty.
- Fe = 3B = C + D, Cl = A = 2C + 2D, O = 4B = E, H = A = 2E
- Krok 3 – Teraz za pomocą eliminacji Gaussa obliczamy wartość każdego współczynnika i zmiennej,
- A = 8, B = 1, C = 1, D = 2 i E = 4
- Tak więc ogólne zrównoważone równanie dla powyższej reakcji to:
- Fe3O4 + 8HCl = FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
4. HCl + Fe3O4 miareczkowanie
Fe3O4 można miareczkować HCl pod odpowiednim wskaźnikiem, aby oszacować ilość żelaza w danej próbce Fe3O4, można to zrobić w niektórych procesach,
Używane urządzenie
Biureta, kolba stożkowa, uchwyt biurety, kolba miarowa i zlewki są wymagane do miareczkowania.
Miano i titrant
Tutaj HCl służył jako titrant, który jest pobierany do biurety, a Fe3O4 będzie cząsteczką do analizy.
Wskaźnik
Miareczkowanie HCl i Fe3O4 odbywa się w kwaśnym pH. Fenoloftaleina to doskonały wskaźnik, który jest różowy w środowisku podstawowym i bezbarwny w środowisku kwaśnym.
Procedura
Biureta jest wypełniona standaryzowanym HCl i Fe3O4 przenosi się do kolby stożkowej i miesza ze wskaźnikiem. Następnie rozpoczyna się miareczkowanie wkraplając HCl z biurety w kolbie stożkowej. Po pewnym czasie, gdy osiągnięty zostanie punkt końcowy, wskaźnik zmieni kolor, co oznacza, że miareczkowanie zostało zakończone.
Miareczkowanie powtarzamy kilka razy dla uzyskania lepszych wyników, a następnie szacujemy ilość żelaza ze wzoru V1S1 = V2S2.
5. HCl + Fe3O4 równanie jonowe netto
Równanie jonowe netto dla HCl to proton wraz z chlorkiem, a dla produktu chlorek żelazawy i żelazowy wraz z jonami chlorkowymi, protonowymi i wodorotlenkowymi pochodzą z wody.
H+ +Cl- + Fe3O4 = Fe2+ + 2 Cl- + Fe3+ + 3 Cl- + H+ + OH-
6. HCl + Fe3O4 para koniugat
Pary sprzężone reakcji HCl z Fe3O4 jest sprzężoną zasadą kwasu, który jest jonem chlorkowym, a tlenek jest protonową formą cząsteczki wraz z kationem żelaza.
- Para sprzężona HCl = Cl-
- Sprzężona para Fe3O4 = HFe3O4+
7. HCl i Fe3O4 siły międzycząsteczkowe
Siła międzycząsteczkowa obecna w HCl jest silną siłą elektrostatyczną między protonem a jonem chlorkowym z powodu polaryzacji. W przypadku Fe3O4, istnieje tylko oddziaływanie jonowe wraz z siłą kowalencyjną, ponieważ cząsteczka jest niepolarna.
| Cząsteczka | Siła działania |
| HCl | Elektrostatyczny, van der waala |
| Fe3O4 | kowalencyjny |
| FeCl2 | joński |
| FeCl3 | Silnie joński |
| H2O | Elektrostatyczny, wiązanie H, kowalencyjny |
Odczynniki i produkty
8. HCl + Fe3O4 entalpia reakcji
Suma entalpia reakcji dla reakcji HCl i Fe3O4 oblicza się ze wzoru entalpia produktu – entalpia reagentów.
| Cząsteczka | Entalpia (KJ/mol) |
| Fe3O4 | -1118.4 |
| HCl | -92.3 |
| FeCl2 | -341.8 |
| FeCl3 | -399.5 |
| H2O | -68 |
Reagenty i produkty
Tak więc całkowita zmiana entalpii dla reakcji jest, +444 kJ/mol =[(-341.8)+2*(-399.5)+4*(-68)] – [(-1118.4)+8*(-92.3)], co jest wartością dodatnią.
9. Czy HCl + Fe3O4 roztwór buforowy?
Reakcja między HCl i Fe3O4 nie daje żadnego roztworu buforowego, ponieważ Fe3O4 nie jest zasadową solą.
HCl i Fe3O4
10. Czy HCl + Fe3O4 całkowita reakcja?
Reakcja między HCl i Fe3O4 kończy się, ponieważ tworzy chlorek żelazowy, chlorek żelazawy i H2O po zakończeniu reakcji.
Fe3O4 + 8HCl = FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
11. to HCl + Fe3O4 reakcja egzotermiczna czy endotermiczna?
Reakcja między Fe3O4 i HCl jest endotermiczny zgodnie z termodynamiką, ponieważ otrzymujemy dodatnią zmianę entalpii dla reakcji, która oznacza, że reakcja pochłania ciepło lub energia produktów jest znacznie niższa niż energia reagentów. Gdzie δH jest zawsze dodatnie.
Reakcja endotermiczna
12. Czy HCl + Fe3O4 reakcja redoks?
Reakcja HCl i Fe3O4 jest reakcja redoks gdzie atomy chloru ulegają redukcji, a żelazo utlenia się z powodu mieszanego tlenku walencyjnego i atom tlenu utlenia się tutaj.
13. Czy HCl + Fe3O4 reakcja strącania
W reakcji pomiędzy HCl i Fe3O4, jednym z powstających produktów jest chlorek żelazawy, który wytrąca się w roztworze i znajduje się w dolnej części kolby stożkowej.
14. Czy HCl + Fe3O4 reakcja odwracalna czy nieodwracalna?
Reakcja między HCl i Fe3O4 jest również nieodwracalny, ponieważ może postępować tylko do przodu.
15. Czy HCl + Fe3O4 reakcja przemieszczenia?
Powyższa reakcja pomiędzy HCl i Fe3O4 jest reakcją podwójnego wypierania, w której chlor z części kwaśnej jest wypierany do cząsteczek chlorku żelazawego i chlorku żelazowego, a żelazo jest również wypierane z jego tlenku w celu wytworzenia soli i wody.
Wnioski
Dochodzimy do wniosku, że reakcja HCl z Fe3O4 daje nam dwie mieszane cząsteczki chlorku walencyjnego, w których żelazo wykazuje +2 i +3 stopnie utlenienia. Ponieważ Fe3O4 jest kompleksem spinelu w chemii metaloorganicznej.
Przeczytaj Więcej Fakty dotyczące HCl + CaOCl2, Fakty dotyczące HCl + Ag i Fakty dotyczące HCl + AgCl.
