При действии на раствор соли трехвалентного железа карбонатом натрия в осадок выпадает не карбонат железа, а его гидроксид, и выделяется газ.
Объяснить это явление.
Гидролиз солей сильных кислот (HCl, HNO3, HBr, H2SO4) трехвалентного железа протекает по катиону, среда раствора соли кислая (pH < 7). Гидролиз соли протекает в три ступени:
I: Fe3+ + H2O <—> FeOH2+ + H+
II: FeOH2+ + H2O <—> Fe(OH)2+ + H+
III: Fe(OH)2+ + H2O <—> Fe(OH)3 + H+
Гидролиз карбоната натрия, как соли образованной сильным основанием (NaOH) и слабой кислотой (H2CO3), протекает по аниону в 2 ступени. Среда раствора соли щелочная (pH > 7).
I: Na2CO3 + H2O <—> NaOH + NaHCO3
2Na+ + CO32- + H2O <—> Na+ + OH- + Na+ + HCO3—
CO32- + H2O <—> OH— + HCO3—
II: NaHCO3 + H2O <—> NaOH + H2CO3
Na+ + HCO3— + H2O <—> Na+ + OH— + H2CO3
HCO3— + H2O <—> OH— + H2CO3
При действии на раствор соли трехвалентного железа карбонатом натрия равновесие гидролиза обоих солей смещается вправо, в сторону образования продуктов гидролиза. Это объясняется тем, что кислая среда, образующаяся в результате гидролиза солей железа, нейтрализуется щелочной средой, образованной гидролизом карбоната. Поэтому гидролиз идет дальше.
Уравнение совместного гидролиза:
2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O —> 2Fe(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
2Fe3+ + 6Cl— + 6Na+ + 3CO32- + 3H2O —> 2Fe(OH)3 + 3CO2 + 6Cl— + 6Na+
2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O —> 2Fe(OH)3 + 3CO2