Задача 1
Один ученик записал двойную соль железа и аммония как NH₄Fe(SO₄)₂·12H₂O, другой — как (NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O. Кто прав? Докажите.
Решение
Проверим сумму зарядов ионов. Сульфат-ион \(\mathrm{SO_4^{2-}}\), ион аммония \(\mathrm{NH_4^+}\).
Первая формула. Для \(\mathrm{NH_4Fe(SO_4)_2}\) получаем \(+1 + x + 2 \cdot (-2) = 0\), откуда \(x = +3\). Это железо(III) — соль существует, её называют железоаммонийными квасцами \(\mathrm{NH_4Fe(SO_4)_2 \cdot 12H_2O}\).
Вторая формула. Для \(\mathrm{(NH_4)_2Fe(SO_4)_2}\) получаем \(2 \cdot (+1) + x + 2 \cdot (-2) = 0\), откуда \(x = +2\). Это железо(II) — тоже реальная соль, соль Мора \(\mathrm{(NH_4)_2Fe(SO_4)_2 \cdot 6H_2O}\).
Правы оба: они описали разные двойные соли, потому что железо бывает +2 и +3. Различить их можно качественными реакциями: раствор соли Мора даёт синий осадок с красной кровяной солью \(\mathrm{K_3[Fe(CN)_6]}\), а раствор квасцов — красное окрашивание с роданидом калия и синий осадок с жёлтой кровяной солью.
Ответ
Сумма зарядов ионов в формуле равна нулю при степени окисления железа +3 в первой соли и +2 во второй.
Подробнее — в теме «Железо и его соединения».