Iron (II)

Элемент железо в степени окисления +2 Оксид железа (II) (закись железа), FeO. Тетрагидрат хлорида железа (II), FeCl. 2 · 4H 2O.

В химия, железо (II) относится к элементу железо в его +2 степени окисления. В ионных соединениях (солях) такой атом может встречаться в виде отдельного катиона (положительный ион), обозначенного Fe.

прилагательным двухвалентным или префиксом ферро - часто используется для обозначения таких соединений - например, «хлорид железа» для хлорида железа (II), FeCl. 2. Прилагательное «трехвалентное железо» используется вместо солей железа (III), содержащих катион или Fe. Слово «железо» происходит от латинского слова «железо», обозначающего железо.

Атомы железа (II) могут также встречаться в виде координационных комплексов, таких как полимер оксалат железа (II) дигидрат, [Fe ( C. 2O. 4) (H. 2O). 2] n или [Fe] [C. 2O2-. 4] [H. 2O]. 2n ; и металлоорганические соединения, такие как нейтральная молекула ферроцен, Fe (C. 2H. 5). 2 или [Fe] [C. 5H-. 5]. 2.

Железо почти всегда встречается в степенях окисления 0 (как в металле), +2 или +3. Твердые соли железа (II) относительно стабильны на воздухе, но в присутствии воздуха и вода, которую они склонны окислять до солей железа (III), которые включают гидроксид (HO) или оксид (O) анионы.

Содержание

• 1 Железо (II) и жизнь
• 2 Железо (II) в растворе
• 3 Комплексы
• 4 Ссылки

Железо (II) и жизнь

Все известные формы жизни требуют железа. белки у живых существ содержат связанные ионы железа; они являются важным подклассом металлопротеинов. Примеры включают гемоглобин, ферредоксин и цитохромы.

Эти белки выполняют свои жизненно важные функции благодаря относительно легкому переключению атома железа между состояниями +2 и +3. Гемоглобин, например, переносит кислород в бл ood путем связывания одной молекулы O. 2 с атомом железа с образованием оксигемоглобина. В процессе железное (II) ядро ​​гемоглобина теряет электрон, превращаясь в железо (III), а молекула кислорода превращается в супероксид анион O-. 2.

Недостаток железа в рационе человека вызывает анемия. Животные и люди могут получать необходимое железо из продуктов, содержащих его в усвояемой форме, например из мяса. Другие организмы должны получать железо из окружающей среды. Однако железо имеет тенденцию к образованию сильно нерастворимых оксидов / гидроксидов железа (III) в аэробной (насыщенной кислородом ) среде, особенно в известковых почвах. Растения (кроме трав ) решают эту проблему, стимулируя рост вокруг своих корней определенных бактерий, которые восстанавливают железо (III) до растворимого железа (II). (Бактерии и травы вместо этого выделяют соединения, называемые сидерофорами, которые образуют растворимые комплексы с железом (III).)

По той же причине железа в морской воде очень мало, и часто оно является ограничивающим фактором. к росту микроскопических растений (фитопланктон ), которые составляют основу морской пищевой сети. Этот факт был наглядно продемонстрирован экспериментом, в котором большая часть поверхности океана была распылена растворимыми солями железа (II), в частности сульфатом железа (II). Через несколько дней фитопланктон в обработанной области зацвел до такой степени, что эффект был виден из космоса. Этот процесс удобрения был предложен в качестве средства уменьшения содержания диоксида углерода в атмосфере.

Диаграмма Пурбе водного раствора железа

Железо (II) в растворе

Многие соли железа (II) растворимы в воде, такие как хлорид железа (II) FeCl. 2 и сульфат железа (II) FeSO. 4. В отличие от своих аналогов железа (III), эти соли растворяются в чистой воде без значительного гидролиза и без влияния на pH

Когда металлическое железо (степень окисления 0) помещается в раствор соляной кислоты, железо ( II) хлорид образуется с выделением газообразного водорода в результате реакции

Fe0. + 2 H → Fe + H. 2

Металлическое железо более электроположительно, чем медь и, следовательно, вытеснит ее из своих солей:

Fe0. + Cu → Fe + Cu0.

Когда металлическое железо подвергается воздействию воздуха и воды, оно обычно превращается в ржавчина, смесь оксидов и оксидно-гидроксидов. Однако в некоторых средах металл образует смешанную соль железа (II) и железа (III) с гидроксидом и другими анионами, называемую грин раст.

Комплексы

Железо (II) является центром внимания, Это означает, что атом имеет шесть «валентных» электронов в трехмерной орбитальной оболочке. Эти орбитали могут принимать большое количество лигандов с образованием координационных комплексов и металлоорганических соединений. Все соединения железа (II), полученные из карбоновых кислот, являются координационными комплексами

Ссылки

1. ^Берг, Джереми Марк; Липпард, Стивен Дж. (1994). Основы биоинорганической химии. Саусалито, Калифорния: Университетские научные книги. ISBN 0-935702-73-3.
2. ^Джоанна В. Вайс, Дэвид Эмерсон, Стефани М. Бэкер и Дж. Патрик Мегонигал (2003): «Подсчет Fe (II) - окисляющие и восстанавливающие Fe (III) бактерии в корневой зоне болотных растений: последствия для цикла железа в ризосфере ». Биогеохимия, том 64, выпуск 1, страницы 77–96. doi : 10.1023 / A: 102495302
3. ^H. Маршнер и В. Ремхельд (1994): «Стратегии предприятий по приобретению железа». Растения и почва, том 165, выпуск 2, страницы 261–274. doi : 10.1007 / BF00008069
4. ^Таканори Кобаяши и Наоко К. Нисидзава (2012): «Поглощение, транслокация и регуляция железа у высших растений». Ежегодный обзор биологии растений, том 63, страницы 131-152. doi : 10.1146 / annurev-arplant-042811-105522
5. ^Boyd PW, Watson AJ, Law CS, et al. (Октябрь 2000 г.). «Мезомасштабное цветение фитопланктона в полярных водах Южного океана, стимулированное удобрением железа». Природа. 407 (6805): 695–702. Bibcode : 2000Natur.407..695B. DOI : 10.1038 / 35037500. PMID 11048709.
6. ^Earnshaw, A.; Гринвуд, Н. Н. (1997). Химия элементов (2-е изд.). Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 0-7506-3365-4.

.