આયર્ન (Fe) નું રસાયણશાસ્ત્ર - પ્રેક્ટિસ પ્રશ્નો

બહુવિકલ્પ પ્રશ્નો (MCQs)

પ્રશ્ન 1

આયર્ન આયનો વિશે નીચેનામાંથી કયું વિધાન ખોટું છે? (A) Fe3+ (aq) એ d5 ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી ધરાવે છે. (B) Fe2+ (aq) એ રિડ્યુસિંગ એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે. (C) Fe3+ (aq) એ તેની અર્ધ-ભરેલી d-કક્ષક ગોઠવણીને કારણે એસિડિક જલીય દ્રાવણમાં સામાન્ય રીતે Fe2+ (aq) કરતાં વધુ સ્થિર હોય છે. (D) Fe3+ (aq) એ પ્રબળ ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટોની હાજરીમાં Fe2+ (aq) માં સરળતાથી રિડ્યુસ થાય છે.

ઉકેલ: સાચો જવાબ (D) છે.

સમજૂતી:

• (A) Fe ની ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી [Ar] 3d6 4s2 છે. Fe3+ ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે (4s માંથી બે અને 3d માંથી એક), જેના પરિણામે [Ar] 3d5 બને છે. આ સાચું છે.
• (B) Fe2+ (d6) વધુ સ્થિર Fe3+ (d5) ગોઠવણી બનાવવા માટે સરળતાથી એક ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે. તેથી, Fe2+ રિડ્યુસિંગ એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે. આ સાચું છે.
• (C) Fe3+ ની d5 ગોઠવણી અર્ધ-ભરેલી d-કક્ષક દર્શાવે છે, જે વધારાની સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે. આમ, Fe3+ એસિડિક જલીય દ્રાવણમાં સામાન્ય રીતે Fe2+ કરતાં વધુ સ્થિર હોય છે.
• (D) Fe3+ પોતે ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ છે (તે રિડ્યુસ થાય છે). તેથી, તે રિડ્યુસિંગ એજન્ટો ની હાજરીમાં Fe2+ માં રિડ્યુસ થશે, ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટો ની હાજરીમાં નહીં. પ્રબળ ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટો આયર્નને તેની ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન અવસ્થા (Fe3+) માં રાખવાનું અથવા તો Fe2+ ને Fe3+ માં ઓક્સિડાઇઝ કરવાનું વલણ ધરાવે છે. આ વિધાન ખોટું છે.

પ્રશ્ન 2

આયર્નના નિષ્કર્ષણમાં, બ્લાસ્ટ ફર્નેસના ‘કમ્બશન ઝોન’ (બોશ) માં મુખ્યત્વે નીચેનામાંથી કઈ પ્રતિક્રિયા થાય છે? (A) CaCO3 → CaO + CO2 (B) Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 (C) C + O2 → CO2 (D) CaO + SiO2 → CaSiO3

ઉકેલ: સાચો જવાબ (C) છે.

સમજૂતી: બ્લાસ્ટ ફર્નેસ વિશિષ્ટ તાપમાન ઝોન સાથે કાર્ય કરે છે:

• (A) CaCO3 → CaO + CO2: આ ચૂનાના પથ્થરનું કેલ્સિનેશન છે, જે ઉપરના, ઠંડા ઝોનમાં (લગભગ 800-900 °C) થાય છે.
• (B) Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2: આ કાર્બન મોનોક્સાઇડ દ્વારા આયર્ન ઑક્સાઇડની મુખ્ય રિડક્શન પ્રતિક્રિયા છે, જે મધ્યમ અને નીચલા ઝોનમાં (400-700 °C, અને 1200 °C સુધી) થાય છે.
• (C) C + O2 → CO2: કોકનું ગરમ ​​હવા સાથેનું આ દહન પ્રતિક્રિયા અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક છે અને ફર્નેસના સંચાલન માટે જરૂરી ઉચ્ચ તાપમાન પ્રદાન કરે છે. તે ‘બોશ’ અથવા કમ્બશન ઝોનમાં (1500-1900 °C) થાય છે, જ્યાં ગરમ ​​હવા ફૂંકવામાં આવે છે તે ટ્યુયર્સની બરાબર ઉપર. ઉત્પન્ન થયેલ CO2 આગળ ગરમ કોક સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને CO બનાવે છે, જે પ્રાથમિક રિડ્યુસિંગ એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે.
• (D) CaO + SiO2 → CaSiO3: આ સ્લેગ રચના પ્રતિક્રિયા છે, જ્યાં એસિડિક અશુદ્ધિઓ (જેમ કે SiO2) બેઝિક ફ્લક્સ (CaO) સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને પીગળેલા સ્લેગ બનાવે છે. આ સ્લેગ રચના ઝોનમાં (લગભગ 1000-1200 °C) થાય છે.

પ્રશ્ન 3

જ્યારે ફેરિક ક્લોરાઇડ (FeCl3) ના દ્રાવણને પોટેશિયમ ફેરોસાયનાઇડ [K4Fe(CN)6] સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે, ત્યારે ઘેરો વાદળી અવક્ષેપ બને છે. આ અવક્ષેપ કયા નામથી ઓળખાય છે? (A) પ્રુશિયન બ્લુ (B) ટર્નબુલનું બ્લુ (C) મોહરનો ક્ષાર (D) બ્લુ વિટ્રિઓલ

ઉકેલ: સાચો જવાબ (A) છે.

સમજૂતી:

• (A) ફેરિક ક્ષાર (Fe3+) અને પોટેશિયમ ફેરોસાયનાઇડ (K4[Fe(CN)6]) વચ્ચેની પ્રતિક્રિયાથી પ્રુશિયન બ્લુ નામનો ઘેરો વાદળી અવક્ષેપ ઉત્પન્ન થાય છે, જેનું સામાન્ય સૂત્ર KFe[Fe(CN)6] અથવા Fe4[Fe(CN)6]3 છે. 4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] → Fe4[Fe(CN)6]3(s) + 12KCl આ પ્રતિક્રિયા Fe3+ આયનોના પરીક્ષણ માટે વપરાય છે.
• (B) ટર્નબુલનું બ્લુ ફેરસ ક્ષાર (Fe2+) ની પોટેશિયમ ફેરિસાયનાઇડ (K3[Fe(CN)6]) સાથેની પ્રતિક્રિયાથી બને છે. તેની ચોક્કસ રચના જટિલ છે પરંતુ તેને ઘણીવાર પ્રુશિયન બ્લુ જેવી જ માનવામાં આવે છે, કેટલીકવાર તો સમાન પણ (Fe3[Fe(CN)6]2).
• (C) મોહરનો ક્ષાર એ એમોનિયમ ફેરસ સલ્ફેટ હેક્સાહાઇડ્રેટ છે, (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O, જે ફેરસ આયર્નનો એક સ્થિર દ્વિ ક્ષાર છે.
• (D) બ્લુ વિટ્રિઓલ એ કોપર(II) સલ્ફેટ પેન્ટાહાઇડ્રેટ, CuSO4·5H2O નું સામાન્ય નામ છે.

---

વિધાન-કારણ પ્રશ્નો

સૂચના: નીચેના પ્રશ્નોમાં, એક વિધાન (A) પછી એક કારણ (R) આપવામાં આવ્યું છે. સાચો વિકલ્પ પસંદ કરો: (A) જો A અને R બંને સાચા હોય અને R એ A ની સાચી સમજૂતી હોય. (B) જો A અને R બંને સાચા હોય પરંતુ R એ A ની સાચી સમજૂતી ન હોય. (C) જો A સાચું હોય પરંતુ R ખોટું હોય. (D) જો A ખોટું હોય પરંતુ R સાચું હોય. (E) જો A અને R બંને ખોટા હોય.

પ્રશ્ન 1

વિધાન (A): ફેરસ ક્ષાર હવાના સંપર્કમાં આવતા સરળતાથી ફેરિક ક્ષારમાં ઓક્સિડાઇઝ થાય છે. કારણ (R): ફેરિક આયનો (Fe3+) અર્ધ-ભરેલી d5 ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણીને કારણે ફેરસ આયનો (Fe2+) કરતાં વધુ સ્થિર હોય છે.

ઉકેલ: સાચો જવાબ (A) છે.

સમજૂતી:

• વિધાન (A) સાચું છે. ફેરસ ક્ષાર (Fe2+ ધરાવતા) પ્રબળ રિડ્યુસિંગ એજન્ટ છે અને વાતાવરણીય ઓક્સિજન દ્વારા ફેરિક ક્ષાર (Fe3+ ધરાવતા) માં સરળતાથી ઓક્સિડાઇઝ થાય છે, ખાસ કરીને ભેજની હાજરીમાં અથવા દ્રાવણમાં. ઉદાહરણ તરીકે, FeSO4 નું સ્વચ્છ દ્રાવણ હવામાં રાખવાથી Fe2(SO4)3 અથવા Fe(OH)SO4 બનવાને કારણે ધીમે ધીમે પીળાશ પડતું બદામી રંગનું બને છે.
• કારણ (R) સાચું છે. Fe2+ ની ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી [Ar] 3d6 છે, અને Fe3+ ની [Ar] 3d5 છે. d5 ગોઠવણી એ અર્ધ-ભરેલી d-ઉપકક્ષક છે, જે સમમિતિ અને વિનિમય ઊર્જાને કારણે વધારાની સ્થિરતા ધરાવે છે. આ આંતરિક સ્થિરતા Fe2+ ના Fe3+ માં ઓક્સિડેશનને પ્રેરિત કરે છે.
• R એ A ની સાચી સમજૂતી છે. Fe3+ (d5) ની વધુ સ્થિરતા એ મૂળભૂત કારણ છે કે શા માટે Fe2+ (d6) ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને Fe3+ માં ઓક્સિડાઇઝ થવાનું વલણ ધરાવે છે.

પ્રશ્ન 2

વિધાન (A): જ્યારે આયર્નની સાંદ્ર નાઈટ્રિક એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે નિષ્ક્રિય બને છે. કારણ (R): સાંદ્ર નાઈટ્રિક એસિડ આયર્નની સપાટી પર આયર્ન ઑક્સાઇડનું રક્ષણાત્મક, બિન-છિદ્રાળુ સ્તર બનાવે છે.

ઉકેલ: સાચો જવાબ (A) છે.

સમજૂતી:

• વિધાન (A) સાચું છે. જ્યારે આયર્નની સાંદ્ર નાઈટ્રિક એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે નિષ્ક્રિય બને છે, એટલે કે તે તેની લાક્ષણિક રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાશીલતા ગુમાવે છે (દા.ત., તે હવે મંદ એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરતું નથી અથવા કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણમાંથી કોપરને વિસ્થાપિત કરતું નથી).
• કારણ (R) સાચું છે. સાંદ્ર નાઈટ્રિક એસિડ એક પ્રબળ ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ છે. તે આયર્નની સપાટીને ઓક્સિડાઇઝ કરીને આયર્ન ઑક્સાઇડનું પાતળું, સંલગ્ન, બિન-છિદ્રાળુ અને અભેદ્ય સ્તર બનાવે છે (જેમ કે Fe3O4 અથવા Fe2O3). આ ઑક્સાઇડ સ્તર રક્ષણાત્મક અવરોધ તરીકે કાર્ય કરે છે, જે અંતર્ગત ધાતુની એસિડ અથવા અન્ય પ્રક્રિયકો સાથેની વધુ પ્રતિક્રિયાને અટકાવે છે.
• R એ A ની સાચી સમજૂતી છે. આ રક્ષણાત્મક ઑક્સાઇડ સ્તરની રચના એ જ કારણ છે કે આયર્ન સાંદ્ર નાઈટ્રિક એસિડ પ્રત્યે નિષ્ક્રિયતા દર્શાવે છે.

---

ટૂંકા જવાબી પ્રશ્નો

પ્રશ્ન 1

આયર્નના દ્વિ ક્ષારનું રાસાયણિક સૂત્ર અને નામ આપો. કદમાપક વિશ્લેષણ માટે તે ફેરસ સલ્ફેટ કરતાં શા માટે પસંદ કરવામાં આવે છે?

આદર્શ જવાબ:

• રાસાયણિક સૂત્ર: (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O
• નામ: એમોનિયમ ફેરસ સલ્ફેટ હેક્સાહાઇડ્રેટ, સામાન્ય રીતે મોહરનો ક્ષાર તરીકે ઓળખાય છે.

પસંદગીનું કારણ: મોહરનો ક્ષાર સાદા ફેરસ સલ્ફેટ (FeSO4·7H2O) કરતાં કદમાપક વિશ્લેષણ (દા.ત., KMnO4 સાથેના રેડોક્સ અનુમાપનમાં) માટે મુખ્યત્વે તેના ઓક્સિડેશન સામેની સ્થિરતાને કારણે પસંદ કરવામાં આવે છે.

1. ઓક્સિડેશન પ્રત્યે પ્રતિકાર: ફેરસ સલ્ફેટ હવાના સંપર્કમાં આવતા, ખાસ કરીને જલીય દ્રાવણમાં, વાતાવરણીય ઓક્સિજન દ્વારા ફેરિક સલ્ફેટ (Fe2(SO4)3) માં સરળતાથી ઓક્સિડાઇઝ થાય છે. આ સમય જતાં તેની સાંદ્રતામાં ફેરફાર કરે છે, જેનાથી તે ચોક્કસ કદમાપક માપન માટે અયોગ્ય બને છે.
2. મોહરના ક્ષારની સ્થિરતા: મોહરનો ક્ષાર એક સ્થિર દ્વિ ક્ષાર છે. મોહરના ક્ષારમાં એમોનિયમ આયન (NH4+) ની હાજરી Fe2+ આયનને સ્થિર કરવામાં મદદ કરે છે. જલીય દ્રાવણમાં, એમોનિયમ આયન જળવિભાજનને કારણે થોડું એસિડિક વાતાવરણ બનાવે છે. આ એસિડિક સ્થિતિ વાતાવરણીય ઓક્સિજન દ્વારા Fe2+ ના Fe3+ માં ઓક્સિડેશનને નોંધપાત્ર રીતે ધીમું પાડે છે, જેનાથી તેની સાંદ્રતા લાંબા સમય સુધી જાળવી રાખવામાં આવે છે.

પ્રશ્ન 2

આયર્નને તેના ઑક્સાઇડ અયસ્કમાંથી નિષ્કર્ષણ દરમિયાન બ્લાસ્ટ ફર્નેસના વિવિધ તાપમાન ઝોનમાં થતી મુખ્ય રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓનું વર્ણન કરો.

આદર્શ જવાબ: બ્લાસ્ટ ફર્નેસ એક કાઉન્ટર-કરન્ટ રિએક્ટર છે જ્યાં ચોક્કસ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ વિવિધ તાપમાન ઝોનમાં થાય છે:

1. કમ્બશન ઝોન (બોશ, 1500-1900 °C): તળિયે સ્થિત, આ સૌથી ગરમ ઝોન છે. ગરમ હવા ટ્યુયર્સ દ્વારા અંદર ફૂંકવામાં આવે છે, જે કોક (કાર્બન) સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને ગરમી અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ઉત્પન્ન કરે છે.

   • C(s) + O2(g) → CO2(g) (અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક, પ્રાથમિક ગરમી પૂરી પાડે છે)
   • ઉત્પન્ન થયેલ CO2 પછી તેજસ્વી કોક સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને કાર્બન મોનોક્સાઇડ બનાવે છે, જે મુખ્ય રિડ્યુસિંગ એજન્ટ છે: CO2(g) + C(s) → 2CO(g) (ઉષ્માશોષક)

2. સ્લેગ રચના ઝોન (મધ્ય, 1000-1200 °C): આ ઝોનમાં, ચૂનાનો પથ્થર (ફ્લક્સ) વિઘટિત થાય છે, અને પરિણામી કેલ્શિયમ ઑક્સાઇડ અયસ્કમાં હાજર સિલિકા (રેતી) જેવી એસિડિક અશુદ્ધિઓ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.

   • CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) (ફ્લક્સનું કેલ્સિનેશન)
   • CaO(s) + SiO2(s) → CaSiO3(l) (સ્લેગની રચના, જે પીગળેલા આયર્ન કરતાં હળવો હોય છે અને તેની ઉપર તરે છે)

3. રિડક્શન ઝોન (ઉપરથી મધ્ય સુધી, 400-900 °C): ઉપરના ઠંડા પ્રદેશોમાં, આયર્ન ઑક્સાઇડ કાર્બન મોનોક્સાઇડ દ્વારા ક્રમશઃ રિડ્યુસ થાય છે.

   • ઉપરનો ઝોન (400-600 °C): ઉચ્ચ ઑક્સાઇડનું પરોક્ષ રિડક્શન. 3Fe2O3(s) + CO(g) → 2Fe3O4(s) + CO2(g)
   • મધ્ય ઝોન (600-700 °C): વધુ રિડક્શન. Fe3O4(s) + CO(g) → 3FeO(s) + CO2(g) Fe3O4(s) + 4CO(g) → 3Fe(s) + 4CO2(g) (ઉચ્ચ તાપમાને)
   • નીચલો ઝોન (800-900 °C): ફેરસ ઑક્સાઇડ (FeO) આયર્નમાં રિડ્યુસ થાય છે. FeO(s) + CO(g) → Fe(s) + CO2(g)
   • ડાયરેક્ટ રિડક્શન (ઉચ્ચ તાપમાને, >900 °C): કાર્બન દ્વારા કેટલાક ડાયરેક્ટ રિડક્શન પણ થાય છે. FeO(s) + C(s) → Fe(s) + CO(g)

પીગળેલું આયર્ન, જેને પિગ આયર્ન તરીકે ઓળખાય છે, તે ભઠ્ઠીના તળિયે એકઠું થાય છે, જ્યારે પીગળેલું સ્લેગ તેની ઉપર તરે છે અને તેને અલગથી બહાર કાઢવામાં આવે છે.

---

ઉચ્ચ-સ્તરીય વિચાર કૌશલ્ય (HOTS) પ્રશ્ન

પ્રશ્ન 1

સમજાવો કે શા માટે Fe2+ જલીય દ્રાવણમાં પ્રબળ રિડ્યુસિંગ એજન્ટ છે, જ્યારે Fe3+ ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે. pH સાથે આ આયનોની સ્થિરતા કેવી રીતે બદલાય છે તેની ચર્ચા કરો, ખાસ કરીને એસિડિક માધ્યમ વિરુદ્ધ બેઝિક માધ્યમમાં Fe2+ ની સ્થિરતાની સરખામણી કરો.

વિગતવાર રાસાયણિક સમજૂતી:

1. Fe2+ અને Fe3+ નું રેડોક્સ વર્તન:

   • ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી: આયર્ન (Fe) ની ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી [Ar] 3d6 4s2 છે.
     • Fe2+ (ફેરસ આયન): [Ar] 3d6. તેમાં ચાર અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
     • Fe3+ (ફેરિક આયન): [Ar] 3d5. આ એક અર્ધ-ભરેલી d-ઉપકક્ષક છે, જે ઉચ્ચ વિનિમય ઊર્જા અને સમપ્રમાણ વિતરણને કારણે વધારાની સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે.
   • રિડ્યુસિંગ એજન્ટ તરીકે Fe2+: d5 ગોઠવણીની વધેલી સ્થિરતાને કારણે, Fe2+ સરળતાથી એક ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને Fe3+ બનાવે છે. Fe2+(aq) \rightarrow Fe3+(aq) + e- Fe3+/Fe2+ યુગલ માટે પ્રમાણભૂત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ (E°) +0.77 V છે. જોકે, જ્યારે ઓક્સિડેશન તરીકે લખવામાં આવે છે, Fe2+ \rightarrow Fe3+ + e-, ત્યારે પોટેન્શિયલ -0.77 V છે. નકારાત્મક ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ ઓક્સિડેશનની પ્રબળ વૃત્તિ દર્શાવે છે. આમ, Fe2+ એક પ્રબળ રિડ્યુસિંગ એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે, એટલે કે તે અન્ય પ્રજાતિઓને રિડ્યુસ કરતી વખતે ઓક્સિડાઇઝ થાય છે (દા.ત., KMnO4 ને Mn2+ માં અથવા K2Cr2O7 ને Cr3+ માં રિડ્યુસ કરવું).
   • ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે Fe3+: તેનાથી વિપરીત, Fe3+ (d5) Fe2+ ની d6 ગોઠવણી પ્રાપ્ત કરવા માટે એક ઇલેક્ટ્રોન મેળવી શકે છે. Fe3+(aq) + e- \rightarrow Fe2+(aq) +0.77 V નું પ્રમાણભૂત રિડક્શન પોટેન્શિયલ દર્શાવે છે કે Fe3+ માં રિડ્યુસ થવાની નોંધપાત્ર વૃત્તિ છે. આમ, Fe3+ એક ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે, એટલે કે તે અન્ય પ્રજાતિઓને ઓક્સિડાઇઝ કરતી વખતે રિડ્યુસ થાય છે (દા.ત., I- ને I2 માં ઓક્સિડાઇઝ કરવું).

2. pH સાથે Fe(II) અને Fe(III) ની સ્થિરતા: આયર્નની ઓક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થિરતા માધ્યમના pH દ્વારા નોંધપાત્ર રીતે પ્રભાવિત થાય છે, મુખ્યત્વે અદ્રાવ્ય હાઇડ્રોક્સાઇડ્સની રચનાને કારણે.

   • એસિડિક માધ્યમમાં Fe2+: એસિડિક દ્રાવણમાં, Fe2+ આયનો મુખ્યત્વે હાઇડ્રેટેડ આયનો, [Fe(H2O)6]2+ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. જોકે તે રિડ્યુસિંગ એજન્ટ છે, પ્રબળ ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટો અથવા ઉત્પ્રેરકોની ગેરહાજરીમાં તેમનું Fe3+ માં ઓક્સિડેશન પ્રમાણમાં ધીમું હોય છે. H+ આયનોની ઉચ્ચ સાંદ્રતા Fe(OH)2 ની રચનાને દબાવી દે છે, જે અન્યથા સરળતાથી ઓક્સિડાઇઝ થશે. Fe3+/Fe2+ યુગલ (+0.77 V) માટે પ્રમાણભૂત પોટેન્શિયલ એસિડિક પરિસ્થિતિઓનો સંદર્ભ આપે છે.

   • બેઝિક માધ્યમમાં Fe2+: બેઝિક (આલ્કલાઇન) દ્રાવણમાં, Fe2+ આયનો ઝડપથી ફેરસ હાઇડ્રોક્સાઇડ, Fe(OH)2(s), સફેદ અવક્ષેપ તરીકે અવક્ષેપિત થાય છે. Fe2+(aq) + 2OH-(aq) \rightarrow Fe(OH)2(s) Fe(OH)2 એ Fe2+(aq) આયન કરતાં ઓક્સિડેશન પ્રત્યે ઘણું ઓછું સ્થિર છે. તે વાતાવરણીય ઓક્સિજન દ્વારા પણ ઓક્સિડેશન પ્રત્યે અત્યંત સંવેદનશીલ છે. Fe(OH)3/Fe(OH)2 યુગલ માટે પ્રમાણભૂત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ આશરે -0.56 V છે. આ નોંધપાત્ર રીતે નીચો પોટેન્શિયલ (વધુ નકારાત્મક) એટલે કે Fe(OH)2 એ Fe2+(aq) કરતાં ઘણો પ્રબળ રિડ્યુસિંગ એજન્ટ છે અને ફેરિક હાઇડ્રોક્સાઇડ, Fe(OH)3, લાલ-બદામી અવક્ષેપ (કાટ) માં ખૂબ જ સરળતાથી ઓક્સિડાઇઝ થાય છે. 4Fe(OH)2(s) + O2(g) + 2H2O(l) \rightarrow 4Fe(OH)3(s) Fe(OH)2 ના અવક્ષેપ દ્વારા દ્રાવણમાંથી Fe2+ આયનોને અસરકારક રીતે દૂર કરવામાં આવે છે, જે સંતુલનને બાકી રહેલા Fe2+ ના વધુ ઓક્સિડેશન તરફ ખસેડે છે. અવક્ષેપ તરીકે Fe2+ ને દૂર કરવા અને OH- આયનોની ઉચ્ચ સાંદ્રતા ઓક્સિડેશનને સુવિધા આપે છે, જેનાથી બેઝિક માધ્યમમાં Fe(II) સંયોજનો અત્યંત અસ્થિર બને છે.

નિષ્કર્ષ: જ્યારે Fe2+ સામાન્ય રીતે રિડ્યુસિંગ એજન્ટ છે અને Fe3+ ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ છે, ત્યારે તેમની સંબંધિત સ્થિરતા અને પ્રતિક્રિયાશીલતા pH દ્વારા ઊંડે સુધી પ્રભાવિત થાય છે. Fe3+ (d5) એ Fe2+ (d6) કરતાં આંતરિક રીતે વધુ સ્થિર છે. આ સ્થિરતાનો તફાવત એસિડિક પરિસ્થિતિઓમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે. જોકે, બેઝિક પરિસ્થિતિઓમાં, અદ્રાવ્ય હાઇડ્રોક્સાઇડ્સની રચના Fe(II) પ્રજાતિઓની રિડ્યુસિંગ શક્તિમાં નાટકીય રીતે વધારો કરે છે, જેનાથી Fe(OH)2 એસિડિક દ્રાવણમાં Fe2+ કરતાં ઓક્સિડેશનની વધુ સંભાવના ધરાવે છે.