Ферраты

Ферраты — соли, содержащие феррат-анион FeO42- (Fe(VI)). Соответствуют железной кислоте H2FeO4, которая в свободном виде не существует. Как правило, окрашены в фиолетовый цвет.

Свойства

Ферраты являются сильными окислителями. При восстановлении железо проходит через промежуточные степени окисления +5 и +4, которые очень нестабильны. Окислительно-восстановительный потенциал феррат-иона:

F e O 4 2 − + 8 H + + 3 e − → F e 3 + + 4 H 2 O     E 0 = + 2 , 2 B {displaystyle {mathsf {FeO_{4}^{2-}+8H^{+}+3e^{-} ightarrow Fe^{3+}+4H_{2}O E^{0}=+2,2B}}} F e O 4 2 − + 4 H 2 O + 3 e − → F e ( O H ) 3 + 5 O H −     E 0 = + 0 , 72 B {displaystyle {mathsf {FeO_{4}^{2-}+4H_{2}O+3e^{-} ightarrow Fe(OH)_{3}+5OH^{-} E^{0}=+0,72B}}}

В кислой среде ферраты разлагаются с выделением кислорода::

4 F e O 4 2 − + 20 H + → 4 F e 3 + + 3 O 2 + 10 H 2 O {displaystyle {mathsf {4FeO_{4}^{2-}+20H^{+} ightarrow 4Fe^{3+}+3O_{2}+10H_{2}O}}}

Также ферраты медленно разлагаются в нейтральной среде:

4 F e O 4 2 − + 10 H 2 O → 4 F e ( O H ) 3 + 3 O 2 + 8 O H − {displaystyle {mathsf {4FeO_{4}^{2-}+10H_{2}O ightarrow 4Fe(OH)_{3}+3O_{2}+8OH^{-}}}}

Растворимость ферратов близка к растворимости сульфатов. Так, феррат калия растворим довольно хорошо, а феррат бария — нерастворим, что используется для осаждения и последующего отделения соли:

K 2 F e O 4 + B a C l 2 ⟶ 2 K C l + B a F e O 4 ↓ {displaystyle {mathsf {K_{2}FeO_{4}+BaCl_{2}longrightarrow 2KCl+BaFeO_{4}downarrow }}}

Применение

Будучи сильными окислителями, ферраты легко окисляют органические загрязняющие вещества и обладают антисептическим действием. При этом они, в отличие от хлора, не образуют ядовитых продуктов. Поэтому ферраты всё активнее и активнее используют при водоочистке и водоподготовке.

Получение

Существует несколько способов синтеза ферратов,.

Первый способ — окисление соединений железа (III) хлором или гипохлоритом в сильнощелочной среде:

2 F e ( O H ) 3 + 3 C l 2 + 10 O H − → 2 F e O 4 2 − + 6 C l − + 8 H 2 O {displaystyle {mathsf {2Fe(OH)_{3}+3Cl_{2}+10OH^{-} ightarrow 2FeO_{4}^{2-}+6Cl^{-}+8H_{2}O}}} 2 F e ( O H ) 3 + 3 C l O − + 4 O H − → 2 F e O 4 2 − + 3 C l − + 5 H 2 O {displaystyle {mathsf {2Fe(OH)_{3}+3ClO^{-}+4OH^{-} ightarrow 2FeO_{4}^{2-}+3Cl^{-}+5H_{2}O}}}

Второй способ — электролиз сильного раствора щелочи на железном аноде:

F e + 2 K O H + 2 H 2 O → K 2 F e O 4 + 3 H 2 {displaystyle {mathsf {Fe+2KOH+2H_{2}O ightarrow K_{2}FeO_{4}+3H_{2}}}}