- Estructura de l'hidròxid de ferro (III)
- propietats
- usos
- absorbent
- usos terapèutics
- pigment
- Bateria de ferro
- referències
El hidròxid de ferro (III) és un compost inorgànic la fórmula estrictament és Fe (OH) 3, en el qual la proporció d'ions Fe 3+ i OH - és 3: 1. No obstant això, la química de l'ferro pot arribar a ser bastant enrevessada; de manera que aquest sòlid no es compon només dels ions esmentats.
De fet, el Fe (OH) 3 conté a l'anió O 2-; per tant, es tracta d'un òxid hidròxid de ferro monohidratat: FeOOH · H 2 O. Si se suma el nombre d'àtoms per a aquest últim compost es comprovarà que coincideix amb el de l'Fe (OH) 3. Les dues fórmules són vàlides per referir-se a aquest hidròxid metàl·lic.
Hidròxid de ferro (III) en un estany de granotes. Font: Clint Budd (https://www.flickr.com/photos//13016864125)
En laboratoris de química de docència o investigatius, el Fe (OH) 3 s'observa com un precipitat marró ataronjat; similar a el sediment de la imatge superior. Quan aquesta sorra rovellada i gelatinosa se sotmet a escalfament, allibera l'excés d'aigua, tornant-se la seva coloració taronja-groguenca (pigment groc 42).
Aquest pigment groc 42 és el mateix FeOOH · H 2 O sense la presència addicional d'aigua coordinada a l'Fe 3+. Quan es deshidrata aquest, es transforma en FeOOH, el qual pot existir en forma de diferents polimorfs (goethita, akaganeïta, lepidocrocita, feroxihita, entre d'altres).
El mineral bernalita, d'altra banda, exhibeix cristalls verds de composició base Fe (OH) 3 · nH 2 O; font mineralògica d'aquest hidròxid.
Estructura de l'hidròxid de ferro (III)
Les estructures cristal·lines dels òxids i hidròxids de ferro són una mica complicades. Però, des d'un punt de vista simple, pot considerar-se com repeticions ordenades d'unitats octaèdriques LLEIG juny. Així, aquests octàedres de ferro-oxigen s'entrellacen a través dels seus cantons (Fe-O-Fe), o de les seves cares, establint tota mena de cadenes polimèriques.
Si aquestes cadenes llueixen ordenades en l'espai, es diu que el sòlid és cristal·lí; en cas contrari, és amorf. Aquest factor, al costat de la manera en com s'uneixen els octàedres, determinen l'estabilitat energètica de l'vidre i, per tant, els seus colors.
Per exemple, els vidres ortorrómbicos de la bernalita, Fe (OH) 3 · nH 2 O, són de coloració verdosa causa que els seus octàedres LLEIG juny només s'uneixen a través dels seus cantons; a diferència d'altres hidròxids de ferro, que llueixen colors vermellosos, grocs o marrons, depenent de l'grau d'hidratació.
Cal destacar que els oxígens de l'LLEIG juny provenen o bé de l'OH - o de l'O 2-; la descripció exacta correspon a resultats d'anàlisi cristal·logràfics. Encara que no s'abordi com a tal, la naturalesa de l'enllaç Fe-O és iònica amb un cert caràcter covalent; el qual per a altres metalls de transició es torna encara més covalent, com succeeix amb la plata.
propietats
Si bé el Fe (OH) 3 és un sòlid que es reconeix fàcilment quan s'addicionen sals de ferro a un mitjà alcalí, les seves propietats no estan d'el tot esclarides.
Se sap, però, que és responsable de modificar les propietats organolèptiques (sabor i color, especialment) de l'aigua potable; que és molt insoluble en aigua (K sp = 2,79 · 10 -39); i també que la seva massa molar i densitat són 106,867 g / mol i 4,25 g / ml.
Aquest hidròxid (a l'igual que els seus derivats) no pot tenir punt de fusió o ebullició definit perquè quan se li escalfa allibera vapor d'aigua, convertint-se així en la seva forma anhidra FeOOH (al costat de tots els seus polimorfs). Per tant, si es continua escalfant, es fondrà el FeOOH i no el FeOOH · H 2 O.
Per estudiar les seves propietats més a fons seria necessari sotmetre a l'pigment groc 42 a nombrosos estudis; però és més que probable que en el procés canviï de coloració a vermellós, indicatiu de la formació de l'FeOOH; o per contra, es dissolgui en l'encunyar complex Fe (OH) 6 3+ (medi àcid), o al anió Fe (OH) 4 - (mitjà molt bàsic).
usos
absorbent
En l'apartat anterior es va esmentar que el Fe (OH) 3 és molt insoluble en aigua, i fins i tot pot precipitar a un pH proper a 4,5 (si no hi ha cap espècie química que interfereixi). A l'precipitar, pot arrossegar (coprecipitar) algunes impureses de l'mitjà que són nocives per a la salut; per exemple, les sals de crom o arsènic (Cr 3+, Cr 6+, i As 3+, As 5+).
Llavors, aquest hidròxid permet cloure a aquests metalls i altres més pesats, actuant com un absorbent.
La tècnica consisteix no tant en precipitar el Fe (OH) 3 (alcalinitzant el medi), sinó que en lloc d'això s'agrega directament a les aigües o sòls contaminats, mitjançant pols o grans adquirits comercialment.
usos terapèutics
El ferro és un element essencial per al cos humà. L'anèmia és una de les malalties més resaltantes producte de la seva deficiència. Per aquesta raó sempre és matèria d'investigació idear diferents alternatives per incorporar aquest metall a la nostra dieta de manera que no es generin efectes col·laterals.
Un dels suplements basats en el Fe (OH) 3 està basat en el seu complex amb la polimaltosa (ferro polimaltosado), el qual presenta un menor grau d'interacció amb els aliments que fa a l'FeSO 4; és a dir, que més ferro es troba biològicament disponible per a l'organisme i no està coordinat amb altres matrius o sòlids.
L'altre suplement està compost de nanopartícules de Fe (OH) 3 suspeses en un medi conformat principalment per adipatos i tartrats (i altres sals orgàniques). Aquest va demostrar ser menys tòxic que el FeSO 4, a més que augmenta l'hemoglobina, no s'acumula en la mucosa intestinal, i promou el creixement de microbis beneficiosos.
pigment
El pigment Groc 42 s'utilitza en pintures i cosmètics, i com a tal no representa un risc potencial a la salut; llevat que es ingereixi per accident.
Bateria de ferro
Encara que en aquesta aplicació no s'utilitzi formalment el Fe (OH) 3, aquest podria servir com a material de partida per al FeOOH; compost amb el qual es fabrica un dels elèctrodes d'una bateria barata i senzilla de ferro, que a més treballa a un pH neutre.
Les reaccions de mitjana cel·la per a aquesta bateria s'expressen a continuació amb les següents equacions químiques:
½ Fe ⇋ ½ Fe 2+ + i -
Fe III OOH + i - + 3H + ⇋ Fe 2+ + 2H 2 O
L'ànode ve a ser un elèctrode de ferro, el qual allibera un electró que posteriorment, després de recórrer el circuit extern, ingressa a l'càtode; elèctrode fet FeOOH, reduint-se a Fe 2+. El mitjà electrolític per a aquesta bateria està compost de sals solubles de Fe 2+.
referències
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. (Quarta edició). Mc Graw Hill.
- National Center for Biotechnology Information. (2019). Ferric Hydroxide. PubChem Database. CID = 73.964. Recuperat de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipedia. (2019). Iron (III) s'oxidi-Hydroxide. Recuperat de: en.wikipedia.org
- N. Pal. (Sf). Granular Ferric Hydroxide for Elimination of Arsenic from Drinking Water.. Recuperat de: archive.unu.edu
- RM Cornell i U. Schwertmann. (Sf). The iron oxides: structure, properties, reactions, occurrences and facis servir..
- Birch, WD, Pring, A., Reller, A. et al. Naturwissenschaften. (1992). Bernalite: a new ferric Hydroxide with perovskite structure. 79: 509. doi.org/10.1007/BF01135768
- Environmental Geochemistry of Ferric Polymers in Aqueous Solutions and Precipitates. Recuperat de: geoweb.princeton.edu
- Giessen, van der, AA (1968). Chemical and physical properties of iron (III) -oxide Hydrate Eindhoven: Technische Hogeschool Eindhoven DOI: 10.6100 / IR23239
- Funk F, Canclini C i Geisser P. (2007). Interactions between iron (III) -hydroxide polymaltose complex and commonly used médications / laboratory studies in rats. DOI: 10.1055 / s-0.031-1.296.685
- Pereira, DI, Bruggraber, SF, Faria, N., Poots, LK, Tagmount, MA, Aslam, MF, Powell, JJ (2014). Nanoparticulate iron (III) oxo-Hydroxide delivers safe iron that is well Absorbed and utilised in humans. Nanomedicine: nanotechnology, biology, and medicine, 10 (8), 1877-1886. doi: 10.1016 / j.nano.2014.06.012
- Gutsche, S. Berling, T. Plaggenborg, J. Parisi, & M. Knipper. (2019). Proof of Concept of an Iron-Iron (III) s'oxidi Hydroxide Battery Working at Neutral pH. Int. J. Electrochem. Sci., Vol. 14, 2019 1579. doi: 10.20964 / 2019.02.37