Databáze chemických pokusů

Důkaz Fe2+ a Fe3+

Pomůcky:
zkumavky, stojan na zkumavky, (kapátka)

Chemikálie:
roztoky Fe2+ a Fe3+ (sírany), 10% NaOH, žlutá krevní sůl (hexakynoželeznatan tetradraselný) K4[FeII(CN)6], červená krevní sůl (hexakyanoželezitan tridraselný) K3[FeIII(CN)6], roztok KSCN, roztok 1,10-fenanthrolin

Postup:

Do 4 zkumavek nalijte 2 ml síranu železnatého. Do první zkumavky přikápněte roztok NaOH, do druhé přidejte roztok červené krevní soli a do třetí přilijte roztok 1,10-fenanthrolinu. Poslední čtvrtou zkumavku nechejte jako kontrolní.
V první zkumavce se vytvoří zelenošedá sraženina, ve druhé vzniká tmavě modrá sraženina a ve třetí zkumavce se objeví intenzivní červené zbarvení roztoku. Poslední zkumavka je bezbarvá, nebo slabě zeleně zbarvená.
2 ml roztoku síranu železitého nalijte do 5 zkumavek. Do první zkumavky přidejte NaOH, do druhé žlutou krevní sůl, do třetí roztok KSCN a do čtvrté roztok kyseliny salicylové. Pátou zkumavku nechejte jako srovnávací.
V první zkumavce vzniká rezavá sraženina, ve druhé zkumavce se opět vytvoří tmavě modrá sraženina, ve třetí zkumavce se objeví krvavě červené zbarvení roztoku a v páté zkumavce lze pozorovat fialovou barvu roztoku. Poslední zkumavka má slabě rezavou či oranžovou barvu.

Princip:

Fe2+ i Fe3+ reagují s různými činidly za vzniku různě barevných sloučenin. S některými vytváří sraženiny (např. s NaOH, K3[FeIII(CN)6], K4[FeII(CN)6]), s některými činidly vytváří různě zbarvené roztoky, ve kterých se železo vyskytuje jako centrální atom komplexní částice (např. s KSCN, 1,10-fenanthrolinem , kyselinou salicylovou).
Fe2+ jsou v roztoku bezbarvé, nebo slabě zeleně zbarvené. S NaOH reagují za vzniku zelenošedé sraženiny, která stáním přechází na rezavou sraženinu Fe(OH)3, jelikož na vzduchu dochází k oxidaci. Ve druhé zkumavce došlo k reakci s červenou krevní solí za vzniku tmavě modré sraženiny, která bývá nazývána Turnbullova modř (Pozn. – viz níže). V poslední zkumavce reagovaly Fe2+ s 1,10-fenanthrolinem za vzniku intenzivního červeného komplexu [Fe(phen)3], kde phen značí 1,1-fenanthrolin (bidentátní ligand).





Fe3+ v roztoku bývají většinou slabě rezavé či slabě oranžové. S NaOH poskytují rezavou sraženinu hydroxidu železitého. Ve druhé zkumavce se vytvořila tmavě modrá sraženina – berlínské modři (Pozn. – viz níže). V další zkumavce vzniká krvavě zbarvený roztok komplexní částice [Fe(SCN)6]3-. V poslední zkumavce vzniká komplex Fe3+ s kyselinou salicylovou, který je charakteristický fialovým zbarvením.


Využití:

komplexotvorné reakce, d-prvky (železo – důkaz Fe2+ a Fe3+ – různé barvy sloučenin), karboxylové kyseliny (kyselina salicylová)

Typ pokusu:
demonstrační i laboratorní

Bezpečnost:
dbát na to, aby se žáci nenapili roztoků – 10% roztok NaOH – žíravina, žáci nesmí pracovat s koncentrovanými roztoky zásad

Časová náročnost:
příprava – 5 minut, vlastní provedení – 5 minut

Tipy & triky:

- velmi efektní pokus – hodně barviček
- Pozn. – berlínská a Turnbullova modř: dříve byla sraženina vznikající reakcí Fe3+ s K4[FeII(CN)6] nazývána berlínská modř (složení ), sraženina vzniklá reakcí Fe2+ s K3[FeIII(CN)6] se nazývala Turnbullova modř (složení: ), dříve se uvažovalo, že se jedná o dvě různé sloučeniny; analýzou obou dvou sloučenin bylo zjištěno, že se jedná o jednu a tu samou látku – předpokládá se, že FeII se taktéž komplexuje a dochází ke vzniku stejné molekuly v obou dvou případech –  , která se označuje jako berlínská modř (dnes se tedy předpokládá, že obě dvě sloučeniny mají stejné složení)

Video-odkazy:

Důkaz Fe2+ (video se zvukem)
Důkaz Fe3+ (video se zvukem)
http://kch.zf.jcu.cz/didaktika/l%20kotherova/index.htm (Internetová video-databáze chemických pokusů ZF JU, Efektní pokusy II, pokus ,,Filmová krev“ – pouze důkaz Fe3+ pomocí KSCN, provedení efektní – jako ve filmu, bez zvuku, přehrávač Windows Media Player)
http://kch.zf.jcu.cz/didaktika/l%20kotherova/index.htm (Internetová video-databáze chemických pokusů ZF JU, Efektní pokusy II, pokus Difúze manganistanu draselného – na závěr zkumavkové pokusy – důkaz Fe3+ pomocí KSCN a žluté krevní soli (čas videa 1:25), přehrávač Windows Media Player)