ความแตกต่างระหว่างเหล็กและเฟอริก

2024 ผู้เขียน: Alex Aldridge | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 13:51

ความแตกต่างที่สำคัญ – Ferrous vs Ferric

เหล็กเป็นหนึ่งในธาตุโลหะที่มีมากที่สุดในโลก และ Ferrous (Fe²⁺) และ Ferric (Fe^{2+) เป็นรูปแบบออกซิเดชันของธาตุเหล็กสองรูปแบบ ซึ่งมีความแตกต่างกันโดยพิจารณาจากการกำหนดค่าของอิเล็กตรอน ธาตุเหล็กมีสถานะออกซิเดชัน +2 และธาตุเฟอริกมีสถานะออกซิเดชัน +3 กล่าวอีกนัยหนึ่ง พวกมันเป็นไอออนที่เสถียรสองตัวจากองค์ประกอบหลักหนึ่งองค์ประกอบ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสองไอออนนี้คือการกำหนดค่าอิเล็กตรอนของพวกมัน Ferrous ion ถูกสร้างขึ้นเพื่อกำจัดอิเล็กตรอน 2d ออกจากอะตอมของเหล็ก ในขณะที่ ferric ion เกิดขึ้นจากการกำจัดอิเล็กตรอน 3d ออกจากอะตอมของเหล็ก สิ่งนี้ให้คุณสมบัติทางเคมีที่แตกต่างกัน ความแตกต่างของความเป็นกรด คุณสมบัติทางแม่เหล็กของการเกิดปฏิกิริยา และสีที่ต่างกันในสารเชิงซ้อนและสารละลายทางเคมี}

เหล็กคืออะไร

เหล็กมีสถานะออกซิเดชัน +2; เกิดขึ้นจากการกำจัดอิเล็กตรอน 3s-shell สองตัวออกจากอะตอมของเหล็กที่เป็นกลาง ในการก่อตัวของเหล็กเหล็ก อิเล็กตรอน 3 มิติยังคงเหมือนเดิม ไอออนที่ได้จะมีอิเล็กตรอน d ทั้งหมดหกตัว เฟอร์รัสไอออนเป็นพาราแมกเนติก เพราะมีอิเลคตรอนแบบ unpaired ในเปลือกนอกสุด แม้ว่าจะมีอิเล็กตรอน d เป็นจำนวนเท่ากัน แต่เมื่อเติมเข้าไปในห้า d-orbitals อิเล็กตรอนบางตัวยังคงไม่มีการจับคู่ในไอออน แต่เมื่อมันจับกับลิแกนด์อื่นๆ คุณสมบัตินี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ เฟอร์รัสไอออนค่อนข้างเป็นเบสมากกว่าเฟอร์ริกไอออน

เฟอริกคืออะไร

เหล็กเฟอร์ริกมีสถานะออกซิเดชัน +3; เกิดขึ้นจากการกำจัดอิเล็กตรอน 3s-shell สองตัวและอิเล็กตรอน d หนึ่งตัวออกจากอะตอมของเหล็กที่เป็นกลาง เหล็กเฟอริกมีอิเล็กตรอน 5d อยู่ในเปลือกนอก และโครงอิเล็กตรอนนี้ค่อนข้างเสถียรเนื่องจากความเสถียรเป็นพิเศษจากออร์บิทัลที่เติมครึ่งเฟอร์ริกไอออนมีความเป็นกรดมากกว่าเมื่อเทียบกับไอออนของเหล็ก เฟอร์ริกไอออนสามารถทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ในบางปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่น มันสามารถออกซิไดซ์ไอออนของไอโอไดด์ให้เป็นสารละลายสีน้ำตาลเข้มได้หากไอโอดีน

2Fe³⁺_(aq) + 2I^–_(aq) → 2Fe²⁺_(aq) + I_2(aq/s)

เฟอร์รัสและเฟอริกต่างกันอย่างไร

ลักษณะของเฟอร์รัสและเฟอริก:

การกำหนดค่าอิเลคตรอน:

โครงอิเล็กตรอนของเหล็กคือ

1s², 2s², 2p⁶, 3s ², 3p⁶, 4s², 3d⁶

เหล็ก:

เหล็กหล่อก่อตัวขึ้นเพื่อดึงอิเล็กตรอนสองตัว (อิเล็กตรอน 3 วินาทีสองตัว) ออกจากอะตอมของเหล็ก เหล็กเหล็กมีอิเล็กตรอน 6 ตัวในเปลือก d

Fe → Fe^{2+ + 2e}

มีการกำหนดค่าอิเล็กตรอนของ 1s², 2s², 2p⁶, 3s², 3p⁶, 3d^6.

เฟอริก:

เหล็กเฟอร์ริกเกิดขึ้นจากการแยกอิเล็กตรอนสามตัว (อิเล็กตรอน 3s สองตัวและอิเล็กตรอน d หนึ่งตัว) ออกจากเหล็ก เหล็กเฟอริกมีอิเล็กตรอนห้าตัวในเปลือกดี นี่เป็นสถานะกึ่งเติมใน d-orbitals ซึ่งถือว่าค่อนข้างเสถียร ดังนั้นเฟอร์ริกไอออนจึงค่อนข้างเสถียรกว่าไอออนเหล็ก

Fe → Fe^{3+ + 3e}

มีการกำหนดค่าอิเล็กตรอนของ 1s², 2s², 2p⁶, 3s², 3p⁶, 3d^5.

ความสามารถในการละลายในน้ำ:

เหล็ก:

เมื่อมีธาตุเหล็กในน้ำ จะให้สารละลายใสไม่มีสี เพราะเหล็กเหล็กสามารถละลายน้ำได้อย่างสมบูรณ์ มี Fe^{2+ ในน้ำธรรมชาติเล็กน้อย}

เฟอริก:

สามารถระบุได้อย่างชัดเจนเมื่อมีไอออนของเฟอร์ริก (Fe^{3+) ในน้ำ เพราะมันทำให้เกิดการสะสมที่มีสีสันที่มีรสชาติเฉพาะตัวกับน้ำ ตะกอนเหล่านี้ก่อตัวขึ้นเนื่องจากไอออนของเฟอร์ริกไม่ละลายในน้ำ มันค่อนข้างไม่เป็นที่พอใจเมื่อไอออนของเฟอร์ริกละลายในน้ำ คนใช้น้ำที่มีเฟอร์ริกไอออนไม่ได้}

การก่อตัวที่ซับซ้อนด้วยน้ำ:

เหล็ก:

เฟอร์รัสไอออนเป็นสารประกอบเชิงซ้อนที่มีโมเลกุลของน้ำหกตัว มันถูกเรียกว่า hexaaquairon(II) ion [Fe(H₂O)₆]²⁺ _{(aq). มีสีเขียวซีด}

เฟอริก:

เฟอร์ริกไอออนสร้างสารเชิงซ้อนที่มีโมเลกุลของน้ำหกตัว มันถูกเรียกว่า hexaaquairon(III) ion [Fe(H₂O)₆]³⁺ _{(aq). มีสีม่วงอ่อน}

แต่เรามักจะเห็นสีเหลืองหม่นในน้ำ เนื่องจากเกิดไฮโดรคอมเพล็กซ์อีกตัวหนึ่ง ซึ่งถ่ายเทโปรตอนไปเป็นน้ำ

เอื้อเฟื้อภาพ: 1. “Iron(II) oxide” [Public Domain] via Commons 2. “Iron(III)-oxide-sample” โดย Benjah-bmm27 – งานของตัวเอง [สาธารณสมบัติ] ผ่านคอมมอนส์