- Struttura dell'idrossido di ferro (III)
- Proprietà
- applicazioni
- Assorbente
- Usi terapeutici
- Pigmento
- Batteria di ferro
- Riferimenti
L' idrossido di ferro (III) è un composto inorganico la cui formula è strettamente Fe (OH) 3 , in cui la proporzione di Fe 3+ e OH - è 3: 1. Tuttavia, la chimica del ferro può essere piuttosto complicata; quindi questo solido non è composto solo dagli ioni menzionati.
Infatti, Fe (OH) 3 contiene l'anione O 2- ; si tratta quindi di un ossido di idrossido di ferro monoidrato: FeOOH · H 2 O. Se si aggiunge il numero di atomi di quest'ultimo composto, si verificherà che coincide con quello di Fe (OH) 3 . Entrambe le formule sono valide per riferirsi a questo idrossido di metallo.
Idrossido di ferro (III) in uno stagno di rane. Fonte: Clint Budd (https://www.flickr.com/photos//13016864125)
Nell'insegnamento o nei laboratori di ricerca chimica, Fe (OH) 3 è osservato come un precipitato arancione-marrone; simile al sedimento nell'immagine sopra. Quando questa sabbia arrugginita e gelatinosa viene riscaldata, rilascia l'acqua in eccesso, assumendo il suo colore arancio-giallastro (pigmento giallo 42).
Questo pigmento giallo 42 è lo stesso FeOOH · H 2 O senza la presenza aggiuntiva di acqua coordinata con Fe 3+ . Quando questo è disidratato, si trasforma in FeOOH, che può esistere sotto forma di diversi polimorfi (goethite, akaganeite, lepidocrocite, feroxihita, tra gli altri).
Il minerale bernalite, invece, presenta cristalli verdi con una composizione di base Fe (OH) 3 · nH 2 O; fonte mineralogica di questo idrossido.
Struttura dell'idrossido di ferro (III)
Le strutture cristalline degli ossidi di ferro e degli idrossidi sono un po 'complicate. Ma, da un semplice punto di vista, può essere considerato come ripetizioni ordinate di unità ottaedriche FeO 6 . Pertanto, questi ottaedri ferro-ossigeno si intrecciano attraverso i loro angoli (Fe-O-Fe), o le loro facce, stabilendo tutti i tipi di catene polimeriche.
Se tali catene sembrano ordinate nello spazio, si dice che il solido sia cristallino; altrimenti è amorfo. Questo fattore, insieme al modo in cui gli ottaedri sono uniti, determina la stabilità energetica del cristallo e, quindi, i suoi colori.
Ad esempio, i cristalli ortorombici di bernalite, Fe (OH) 3 · nH 2 O, hanno un colore verdastro dovuto al fatto che i loro ottaedri FeO 6 si legano solo attraverso i loro angoli; a differenza di altri idrossidi di ferro, che appaiono rossastri, gialli o marroni, a seconda del grado di idratazione.
Va notato che gli ossigeni di FeO 6 provengono da OH - o O 2- ; la descrizione esatta corrisponde ai risultati dell'analisi cristallografica. Sebbene non affrontato come tale, la natura del legame Fe-O è ionica con un certo carattere covalente; che per altri metalli di transizione diventa ancora più covalente, come con l'argento.
Proprietà
Sebbene Fe (OH) 3 sia un solido facilmente riconoscibile quando si aggiungono sali di ferro a un mezzo alcalino, le sue proprietà non sono del tutto chiare.
Tuttavia è noto che è responsabile della modifica delle proprietà organolettiche (gusto e colore, soprattutto) dell'acqua potabile; che è molto insolubile in acqua (K sp = 2,79 · 10 -39 ); e anche che la sua massa molare e la sua densità sono 106,867 g / mol e 4,25 g / mL.
Questo idrossido (come i suoi derivati) non può avere un punto di fusione o di ebollizione definito perché riscaldato rilascia vapore acqueo, convertendolo così nella sua forma anidra FeOOH (insieme a tutti i suoi polimorfi). Pertanto, se il riscaldamento continua, FeOOH si scioglierà e non FeOOH · H 2 O.
Per studiarne più a fondo le proprietà, sarebbe necessario sottoporre il pigmento giallo 42 a numerosi studi; ma è più che probabile che nel processo cambi colore in rossastro, indicativo della formazione di FeOOH; oppure, al contrario, si dissolve nel complesso acquoso Fe (OH) 6 3+ (mezzo acido), o nell'anione Fe (OH) 4 - (mezzo molto basico).
applicazioni
Assorbente
Nella sezione precedente, è stato menzionato che Fe (OH) 3 è molto insolubile in acqua e può anche precipitare a un pH vicino a 4,5 (se non ci sono specie chimiche che interferiscono). Precipitando, può portare via (co-precipitare) alcune impurità dall'ambiente dannose per la salute; ad esempio, i sali di cromo o arsenico (Cr 3+ , Cr 6+ e As 3+ , As 5+ ).
Quindi, questo idrossido permette di occludere questi metalli e altri più pesanti, agendo come assorbente.
La tecnica consiste non tanto nel precipitare Fe (OH) 3 (alcalinizzazione del mezzo), ma viene invece aggiunto direttamente all'acqua o ai terreni contaminati, utilizzando polveri o granuli acquistati in commercio.
Usi terapeutici
Il ferro è un elemento essenziale per il corpo umano. L'anemia è una delle malattie più importanti a causa della sua carenza. Per questo motivo, è sempre questione di ricerca ideare diverse alternative per incorporare questo metallo nella nostra dieta in modo che non si generino effetti collaterali.
Uno degli integratori a base di Fe (OH) 3 si basa sul suo complesso con polimaltosio (ferro polimaltosio), che ha un grado di interazione con il cibo inferiore a FeSO 4 ; cioè, più ferro è biologicamente disponibile per il corpo e non è coordinato con altre matrici o solidi.
L'altro integratore è composto da nanoparticelle di Fe (OH) 3 sospese in un mezzo costituito principalmente da adipati e tartrati (e altri sali organici). Questo si è rivelato meno tossico del FeSO 4 , oltre ad aumentare l'emoglobina, non si accumula nella mucosa intestinale e favorisce la crescita di microbi benefici.
Pigmento
Pigment Yellow 42 è utilizzato nelle vernici e nei cosmetici e come tale non rappresenta un potenziale rischio per la salute; a meno che non venga ingerito accidentalmente.
Batteria di ferro
Sebbene Fe (OH) 3 non sia formalmente utilizzato in questa applicazione , potrebbe servire come materiale di partenza per FeOOH; composto con cui viene prodotto uno degli elettrodi di una semplice e economica batteria di ferro, che funziona anche a pH neutro.
Le reazioni delle semicelle per questa batteria sono espresse di seguito con le seguenti equazioni chimiche:
½ Fe ⇋ ½ Fe 2+ + e -
Fe III OOH + e - + 3H + ⇋ Fe 2+ + 2H 2 O
L'anodo diventa un elettrodo di ferro, che rilascia un elettrone che successivamente, dopo aver attraversato il circuito esterno, entra nel catodo; elettrodo in FeOOH, riducibile a Fe 2+ . Il mezzo elettrolitico per questa batteria è composto da sali solubili di Fe 2+ .
Riferimenti
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