Ferrioxalato de potasio
From Wikipedia, the free encyclopedia
| Ferrioxalato de potasio | ||
|---|---|---|
-2D.png) | ||
_large_crystals.jpg) | ||
| General | ||
| Fórmula estructural | K3[Fe(C2O4)3] | |
| Fórmula molecular | C6FeK3O12 | |
| Identificadores | ||
| Número CAS | 14883-34-2[1] | |
| ChemSpider | 8108406 | |
| PubChem | 24180941 | |
| UNII | BV5XLR9R4O | |
| Propiedades físicas | ||
| Apariencia | Sólido verde | |
| Masa molar | 437,2 g/mol | |
| Valores en el SI y en condiciones estándar (25 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario. | ||
El compuesto es una sal que consiste en aniones ferrioxalato, [Fe(C
2O
4)
3]3−, y cationes potasio K+. El anión es un complejo de oxalato de metal de transición que consiste en la unión en forma de complejo octaédrico de un átomo de hierro en el estado de oxidación +3 con tres ligandos de oxalato bidentados C
2O2−
4. El potasio es un contraión que equilibra la carga -3 del complejo. En disolución, la sal se disocia para dar el anión ferrioxalato, [Fe(C
2O
4)
3]3−, que aparece en color verde fluorescente. La sal está disponible en forma anhidra[2]así como en forma trihidratada.[3]Ambas sustancias son sólidos cristalinos de color verde lima.
El anión ferrioxalato es bastante estable en la oscuridad, pero se descompone cuando se expone a la luz y la radiación electromagnética de alta energía.
El complejo se puede sintetizar mediante la reacción entre sulfato de hierro(III), oxalato de bario y oxalato de potasio. Se disuelven en agua y se digieren durante varias horas en un baño de calor. Los iones oxalato del oxalato de bario reemplazarán entonces a los iones sulfato en la disolución, precipitando como BaSO
4 que luego se puede filtrar y cristalizar el ferrioxalato de potasio que queda en solución:[4]
![{\displaystyle {\mathrm {Fe} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}(\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}~\ {}+{}\ 3\,\mathrm {BaC} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}~\ {}+{}\ 3\,\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}[\mathrm {Fe} (\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}]~\ {}+{}\ 3\,\mathrm {BaSO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {v} )}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a27b03f8e13ff4ffc4279391dbd788cd1d1496c2)
Otra síntesis común es la reacción de una solución acuosa que involucra cloruro de hierro (III) hexahidratado y oxalato monohidratado. Posteriormente, el sólido se filtra mediante un embudo Büchner y se recristaliza para eliminar las impurezas:
![{\displaystyle {\mathrm {FeCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\,{\cdot }\,6\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} ~\ {}+{}\ 3\,\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}\,{\cdot }\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}[\mathrm {Fe} (\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}]\,{\cdot }\,3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} ~\ {}+{}\ 3\,\mathrm {KCl} ~\ {}+{}\ 6\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9c7f3aefa54c4b2e8955b131e65feeb23882239c)
Estructura
Las estructuras del trihidrato y de la sal anhidra han sido ampliamente estudiadas.[3] El Fe(III) tiene un espín alto; ya que el complejo de espín bajo mostraría distorsiones de Jahn-Teller. Las sales de amonio y de sodio-potasio mixtas son isomorfas, al igual que los complejos relacionados con Al3+, Cr3+, and V3+ .
El complejo ferrioxalato muestra quiralidad helicoidal ya que puede formar dos geometrías no superponibles. De acuerdo con la convención IUPAC, al isómero con giro en el eje de rotación hacia la izquierda se le asigna el símbolo griego Λ (lambda). Su imagen especular con el giro en el eje de rotación hacia la derecha se representa con el símbolo griego Δ (delta).
![Λ-[Fe(ox)3]3−](//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/df/Delta-tris%28oxalato%29ferrate%28III%29-3D-balls.png/120px-Delta-tris%28oxalato%29ferrate%28III%29-3D-balls.png)
Λ-[Fe(ox)3]3−![Δ-[Fe(ox)3]3−](//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6e/Lambda-tris%28oxalato%29ferrate%28III%29-3D-balls.png/120px-Lambda-tris%28oxalato%29ferrate%28III%29-3D-balls.png)
Δ-[Fe(ox)3]3−
![Λ-[Fe(ox)3]3−](#/media/Archivo:Delta-tris(oxalato)ferrate(III)-3D-balls.png)
![Δ-[Fe(ox)3]3−](#/media/Archivo:Lambda-tris(oxalato)ferrate(III)-3D-balls.png)
Reacciones
Fotorreducción
El anión ferrioxalato es sensible a la luz y a la radiación electromagnética de alta energía, incluidos los rayos X y los rayos gamma. Cuando está en solución, el complejo ferrioxalato sufre fotorreducción, un proceso químico en el que se absorben fotones y la sustancia se descompone, en este caso un ion oxalato se descompone en dióxido de carbono (CO
2). El átomo de hierro gana un electrón, pasando al estado de oxidación +2.[5]
![{\displaystyle {2\,[\mathrm {Fe} (\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}]{\vphantom {A}}^{3-}~\ {}+{}\mathrm {h} ~\mathrm {\nu } {}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,[\mathrm {Fe} (\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}]{\vphantom {A}}^{2-}~\ {}+{}\ \mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{\vphantom {A}}^{2-}~\ {}+{}\ 2\,\mathrm {CO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/009f20187d4caf2f9064c2cc30446600d02aef4e)
Esta propiedad fotosensible se utiliza para la actinometría química, la medida del flujo luminoso y para la preparación de planos. Esta reacción redox catalizada por la luz constituyó en su día la base de algunos procesos fotográficos. Sin embargo, debido a su insensibilidad y a la fácil disponibilidad de fotografía digital avanzada, estos procesos están obsoletos.
Descomposición térmica
El trihidrato pierde las tres moléculas de agua a 113 °C.[6]
A los 296 °C, la sal anhidra se descompone en el complejo de hierro (II), ferrioxalato de potasio, oxalato de potasio y dióxido de carbono:[6]
- 2 K
3[Fe(C
2O
4)
3] → 2 K
2[Fe(C
2O
4)
2] + K
2C
2O
4 + 2 CO
2
