Феррат

[Shizuma Eiku]

Буквально несколько дней назад совершенно неожиданно для себя получил феррат-ион. Учитывая заинтересованность публики решил поделиться.

Электролит - 5% NaClO 1% NaOH (если верить производителю)

Температура ок. 30° С

Анод и катод - сталь (об относительном содержании угля не имею понятия, но анод, к сожалению, вероятно хуже)

Расчетная анодная плотность тока 4,25 мА/мм²

Расчетная катодная плотность тока 0,47 мА/мм²

 

Процесс проходит следующим образом.

Первые несколько секунд происходит активное выделение газа на аноде (!) - по-видимому это кислород, т.к. хлор при таких рН образовываться не может.

На катоде выделение газа (водород, что уж там гадать...) идет первые несколько секунд медленно, потом все быстрее. После этого начинается окисление металла анода - образуется гидроксид трехвалентного железа. Наконец, начинается стабильное образование гидроксида трехвалентного железа и раствор очень медленно приобретает розовую окраску. Примерно через сутки электролит имеет великолепную малиновую окраску (не фиолетовую, как у перманганата).

Что оказалось особенно удивительным для меня - устойчивость феррата без избытка щелочи. Окислительные свойства раствора тоже меня удивили. Пробовал фильтровать и так и с разряжением. Оказалось, что феррат восстанавливается уже целлюлозой! - вытекает уже не малиновой, а грязно-зеленей (переменные валентности железа) раствор, вата становится коричневой. Единственный способ - отстаивание, т.к. стеклянные фильтры портить не хочу. Позже, может попробую через стекловолокно. Главная проблема - отделение раствора от осадка.

Поскольку это дело я осуществил недавно, более нечего интересного рассказать не могу. Сегодня оставил новый электролиз, подожду пару дней; солью раствор и попытаюсь его упарить.

[Shizuma Eiku]

Полученный раствор. Мне пришлось разбавить его в 5 раз, чтобы он быстрее отстаивался:

[akula]

А случаем это не примеси марганца в стали окислились до перманганата?Если учесть, что электролиз длился у Вас довольно долго.

[Shizuma Eiku]

Нет, не примесь Mn, ибо отличное по свойствам и по цвету (на фото это не заметно и раствор разбавлен относительно начального). Перманганат более "фиолетовый" по оттенку, а феррат более "розовый". Думаю, качественно отличить ионы можно при добавлении избытка щелочи - перманганат переходит в зеленый манганат.

[Бертолле]

Думаю, качественно отличить ионы можно при добавлении избытка щелочи - перманганат переходит в зеленый манганат.

можно проще, просто постепенно понижайте pH среды в вашем "феррате", он устойчив только в сильнощелочной среде, а так развалится до гидроксида (или солей железа 3+)

[akula]

Нет, не примесь Mn, ибо отличное по свойствам и по цвету (на фото это не заметно и раствор разбавлен относительно начального). Перманганат более "фиолетовый" по оттенку, а феррат более "розовый". Думаю, качественно отличить ионы можно при добавлении избытка щелочи - перманганат переходит в зеленый манганат.

Ну мы же с Вами все-таки химики, а не экстрасесы, чтобы гадать - более розовый или более фиолетовый.Добавьте восстановитель.Выпадет черный осадок - марганец, а если бурый - железо.

Изменено 23 Июля, 2011 в 19:06 пользователем akula

[Shizuma Eiku]

Уже давно сделал - в 25% серной кислоте малиновый цвет устойчив пол-минуты, минуту. Довольно интересно, что были только следы запаха хлора - значит гипохлорита там почти не осталось.

В такой концентрации ионов осадок водного MnO₂ и Fe(OH)₃ различить вообще сложно. Вспомните, как выглядит осадок диоксида марганца после восстановления органикой с малой С.

[Бертолле]

Уже давно сделал - в 25% серной кислоте малиновый цвет устойчив пол-минуты, минуту. Довольно интересно, что были только следы запаха хлора - значит гипохлорита там почти не осталось.

теперь попробуйте в полученный р-р (после добавления серной к-ты) добавить щелочь (гидроксид натрия, например) уж осадки гидроксидов марганца и железа различить очень легко даже при малых концентрациях

[Shizuma Eiku]

Завтра попробую серию реакций, особенно интересно с аммиаком. Кроме того, попробую примерно оценить изменения в электролите, т.к предполагаю образование хлората или перхлората; может, наоборот, восстановление до хлорида. После того, как получу второю порцию вещества, для третьей обязательно изменю конструкцию катода - сделаю его в виде стальной трубки, внешне окрашенной. Благодаря такой "хитроумной" конструкции восстановление будет, в основном, ограничено пространством внутри трубки, прикатодное пространство станет более изолированным.

[Shizuma Eiku]

Отличие от перманганата вявлено двумя элементарными качественными методами.

1 Восстановление феррата в кислой среде + роданид (марганец не дает с роданидом того, что дает железо 3+)

2 Новый качественный метод отличия феррата от перманганата Реакция с конц. NaOH. Как я и предполагал, контрольная проба с перманганатом окрасилась в зеленый цвет (переход в манганат).

Учитывая, что я аналитик, может бросить потенциометрию и перейти на качественные реакции иончиков феррата? Шутка.