Берлинская лазурь — синий пигмент, смесь гексацианоферратов (II) от KFe[Fe(CN)₆] до Fe₄[Fe(CN)₆]₃. Получаемая другими турнбулева синь, для которой следовало бы ожидать формулы Fe₃[Fe(CN)₆]₂, в действительности представляет собой ту же смесь веществ.
Метод приготовления держался в секрете до момента публикации производства англичанином Вудвордом в 1724 г.
Берлинскую лазурь можно получить, добавляя к растворам гексацианоферрата (II) калия («жёлтой кровяной соли») соли трёхвалентного железа. При этом в зависимости от условий проведения, реакция может идти по уравнениям:
1:
FeIIICl3 + K4[FeII(CN)6] → KFeIII[FeII(CN)6] + 3KCl,
или, в ионной форме
Fe3+ + [Fe(CN)6]4− → Fe[Fe(CN)6]−
Получающийся гексацианоферрат(II) калия-железа(III) растворим, поэтому носит название «растворимая берлинская лазурь».
В структурной схеме растворимой берлинской лазури (кристаллогидрата вида KFeIII[FeII(CN)6]·H2O) атомы Fe2+ и Fe3+ располагаются в кристаллической решётке однотипно, однако по отношению к цианидным группам они неравноценны, преобладает тенденция к размещению между атомами углерода, а Fe3+ — между атомами азота.
2:
4FeIIICl3 + 3K4[FeII(CN)6] → FeIII4[FeII(CN)6]3↓ + 12KCl,
или, в ионной форме
4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4− → FeIII4[FeII(CN)6]3↓
Образующийся нерастворимый (растворимость 2·10−6 моль/л) осадок гексацианоферрата (II) железа (III) носит название «нерастворимая берлинская лазурь».
Приведённые выше реакции используются в аналитической химии для определения наличия ионов Fe3+
Ещё один состоит в добавлении к растворам гексацианоферрата (III) калия («красной кровяной соли») солей двухвалентного железа. Реакция идёт также с образованием растворимой и нерастворимой формы (см. выше), например, по уравнению (в ионной форме):
4Fe2+ + 3[Fe(CN)6]3− → FeIII4[FeII(CN)6]3↓
Ранее считалось, что при этом образуется гексацианоферрат (III) железа (II), то есть FeII3[Fe(CN)6]2, именно такую формулу предлагали для «турнбулевой сини». Теперь известно (см. выше), что турнбулева синь и берлинская лазурь — одно и то же вещество, а в процессе реакции происходит переход электронов от ионов Fe2+ к гексацианоферрат (III)- иону (валентная перестройка Fe2+ + [Fe3+(CN)6] к Fe3+ + [Fe2+(CN)6] происходит практически мгновенно, обратную реакцию можно осуществить в вакууме при 300 °C).
Эта реакция также является аналитической и используется, соответственно, для определения ионов Fe2+.
При старинном методе получения берлинской лазури, когда смешивали растворы жёлтой кровяной соли и железного купороса, реакция шла по уравнению:
FeIISO4 + K4[FeII(CN)6] → K2FeII[FeII(CN)6] + K2SO4.
Получившийся белый осадок гексацианоферрата (II) калия-железа (II) (соль Эверитта) быстро окисляется кислородом воздуха до гексацианоферрата (II) калия-железа (III), то есть берлинской лазури
Термическое разложение берлинской лазури идёт по схемам:
при 200 °C:
3Fe4[Fe(CN)6]3 →(t) 6(CN)2 + 7Fe2[Fe(CN)6]
при 560 °C:
Fe2[Fe(CN)6] →(t) 3N2 + Fe3C + 5C
Интересным свойством нерастворимой формы берлинской лазури является то, что она, будучи полупроводником, при очень сильном охлаждении (ниже 5,5 К) становится ферромагнетиком — уникальное свойство среди координационных соединений металлов.
Дано:
V(возд.) = 250 м³
φ(O2) = 21% или 0,21
φ(N2) = 78% или 0,78
Найти:
V(O2)-?
V(N2)-?
Решение.
V(O2) = V(возд.)*φ(O2) = 250 м³*0,21= 52,5 м³
V(N2) = V(возд.)*φ(N2) = 250 м³*0,78 = 195 м³
ответ: 52,5 м³ О2 и 195 м³ N2