问题

氢氧化亚铁由白色变为灰绿色是因为被氧化的缘故,还是因为氢氧化亚铁吸附了溶液中的亚铁离子所致?

回答
这个问题问得很有意思,也触及到了氢氧化亚铁(Fe(OH)₂)性质的一个关键点。简单来说,氢氧化亚铁由白色变为灰绿色,主要原因是它被空气中的氧气氧化了,而不是因为吸附了溶液中的亚铁离子。

让我来详细解释一下为什么会这样,以及为什么吸附亚铁离子不是主要原因:

1. 氢氧化亚铁的“易氧化”体质:

氢氧化亚铁是一种很不稳定的化合物,尤其是在潮湿的空气中。它为什么不稳定呢?这和铁的化合价有关。

亚铁离子(Fe²⁺)的性质: 亚铁离子中的铁是+2价。在这个价态下,铁的电子排布使得它相对容易失去电子,变成更稳定的+3价铁(三价铁)。
空气中的氧气: 空气中含有氧气(O₂),氧气是一种非常强的氧化剂。它就像一个“贪婪”的电子捕手,随时准备从其他物质那里“抢”走电子。

当氢氧化亚铁接触到空气中的氧气时,就会发生氧化反应。这个过程可以简单地理解为:

2Fe(OH)₂ + ½O₂ + H₂O → 2Fe(OH)₃

在这个反应中,氢氧化亚铁(Fe(OH)₂)中的亚铁离子(Fe²⁺)被氧气氧化成了三价铁离子(Fe³⁺),最终形成了氢氧化铁(Fe(OH)₃)。

2. 颜色变化是关键的证据:

纯净的氢氧化亚铁(Fe(OH)₂): 新制备的、在无氧条件下存在的氢氧化亚铁是白色的沉淀。
氢氧化铁(Fe(OH)₃): 而氧化后形成的氢氧化铁(Fe(OH)₃)则不是白色的。它通常呈现为红褐色或铁锈色的沉淀。
灰绿色是怎么来的? 实际上,从白色氢氧化亚铁到完全变成红褐色氢氧化铁,中间会经历一个过渡阶段。在这个阶段,溶液中同时存在着少量未被氧化的白色Fe(OH)₂和开始氧化的、可能生成了铁的氧化物(如FeO、Fe₃O₄,甚至是Fe₂O₃的水合物)的中间产物。这些混合物以及Fe(OH)₂和Fe(OH)₃的混合,就会呈现出灰绿色的颜色。你可以想象成白色和红褐色混合,会偏向一种比较深的、不那么鲜明的颜色,而灰绿色就是这种过渡色的表现。

3. 为什么吸附亚铁离子不是主要原因?

吸附的性质: 吸附是指物质表面原子、分子或离子附着在另一物质表面。沉淀物表面确实可以吸附溶液中的离子。
吸附亚铁离子的效果: 如果氢氧化亚铁只是吸附了溶液中的亚铁离子,那么沉淀物本身的组成并没有发生根本性的变化,仍然是Fe(OH)₂。虽然吸附可能会改变沉淀表面的性质,但并不会直接导致其颜色从白色变为灰绿色。
氧化反应的显著性: 相比之下,氧化反应是一个化学变化,它改变了亚铁离子(Fe²⁺)的价态,生成了不同颜色的物质(Fe³⁺的化合物)。这种化学性质上的改变,其颜色变化效果要远远大于单纯的吸附作用。

总结一下:

氢氧化亚铁之所以从白色变成灰绿色,是因为它与空气中的氧气发生了化学反应,亚铁离子(Fe²⁺)被氧化成了三价铁离子(Fe³⁺),生成了含有Fe³⁺的化合物(如氢氧化铁)。这个氧化过程不是一步到位的,而是有一个逐步进行的过程,中间产物和最终产物的混合导致了灰绿色的出现,最终可能会完全变成红褐色。

试想一下,你刚从试管底部刮出一点白色的Fe(OH)₂沉淀,放在表面皿上,过一会儿它就开始发灰发绿,最后变成铁锈的颜色,这就是氧化的直接证据。如果只是吸附,颜色不会有如此明显且持续的变化。

所以,主要的罪魁祸首是氧气,而不是溶液中的亚铁离子。 亚铁离子本身就是构成氢氧化亚铁的成分,它存在于溶液中也表明了它正是沉淀的源头。而颜色变化,是它“变质”的表现,这个“变质”过程就是氧化。

网友意见

user avatar

白色的氢氧化亚铁Fe(OH)2在空气中被逐渐氧化为红棕色到红褐色的氢氧化铁Fe(OH)3,最终可以得到一水合三氧化二铁Fe2O3·H2O,或者写作FeO(OH),即黄色颜料“氧化铁黄”。


灰绿色的沉淀物,是Fe(OH)2被逐渐氧化过程中的中间产物,这种中间产物的结构很复杂,有资料报告过相当于Fe3(OH)8,但实际更加复杂,关于这个问题, @Resazurin Lee 的一篇专栏文章写得非常好:


Resazurin Lee:30天化学巡航 - Day 18. 氢氧化亚铁的氧化

类似的话题

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有