Estrutura de hidróxido de ferro (ii), propriedades, usos

Ele hidróxido de ferro (ii), Também chamado de hidróxido ferroso, é um composto inorgânico de fórmula química da fé (OH)₂. Se sua pureza é alta, seu sólido é composto apenas de íons de fé²⁺ e oh^- Em um relacionamento 2: 1; No entanto, moléculas de água e espécies iônicas diferentes podem conter, mudando a posição.

Representa a forma "reduzida" da famosa superfície de ferrugem, avermelhada composta por íons de fé³⁺; Enquanto estava em ferrugem esverdeada, a fé predomina²⁺, próximo ah^- E outra quantidade de ânions: co₃^2-, SW₄^2-, NÃO₃^- e haluros (F^-, Cl^-,… ), por exemplo. O resultado, embora a base dessa ferrugem verde seja fé (oh)₂, é que vários sólidos são obtidos.

Óxido verde na superfície do ferro: material de origem deste tipo de hidróxido. Fonte: Pixabay.

Na vida cotidiana, esse hidróxido pode ser contemplado em lugares comuns. Por exemplo, o navio de imagem superior tem sua superfície coberta de ferrugem verde (não pátina). Existe a fé (oh)₂, mas acompanhado por numerosos íons das ondas do mar.

Quimicamente falando, as propriedades e os usos desse material dependem do cátion fé²⁺ e de sua tendência a oxidar para se transformar em fé³⁺. É um agente redutor, que reage rapidamente com oxigênio em condições básicas. Portanto, deve ser usado em atmosferas inertes e soluções de ácido.

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Estrutura de hidróxido de ferro (ii)

Links

Considerando apenas fé (oh)₂ Puro, não há nada mais íons de fé²⁺ e oh^-.

As interações entre eles devem ser, em teoria, da natureza iônica; Cada fé fé²⁺ atrai dois ânions oh^-, cujas atrações não dirigidas acabam estabelecendo uma ordem estrutural e repetitiva que define um cristal; por sua vez, dá origem ao pó de ferrugem verde.

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O problema é que existe um certo caráter covalente entre os dois íons e, portanto, um link iônico de Fe-oh não pode ser ignorado. Considerando um link parcialmente iônico de Fe-oh, pode-se entender que eles são agrupados em uma espécie de camada polimérica.

Dupla camadas de hidróxido

Estrutura da fé (OH) 2. Fonte: Smokefoot [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)]

A estrutura de hidróxido ferroso puro com um modelo de esferas e barras é mostrado acima. Cátions Fe²⁺ Eles são representados pelas esferas verdes de Chillón, enquanto os ânions oh^- Para as esferas vermelhas e brancas. Observe como os íons fé estão alinhados²⁺ Graças às interações (covalentes iônicos) com o OH^-.

Por que essa estrutura são duplas de hidróxido? A própria imagem oferece a resposta: existem duas linhas ou camadas de oh^- Para cada fé²⁺; isto é, a proporção 2: 1 de fé (OH) é mantida₂ mencionado no começo.

Unidades estruturais para fé (OH)₂ Eles são então esses sanduíches, onde as camadas de Oh^- Eles viriam representar os pães; pão carregado negativamente e isso, portanto, falha em consertar um cristal marrom impressionante.

Mas, por outro lado, os átomos de H também estão alinhados e eclipse. Lembrando o conceito de polaridade e eletronegatividade, esses hidrogênios têm uma leve carga parcial positiva, Δ+; o que, embora fraco, pode ter uma área positiva onde outros ânions ou moléculas estão alojados.

Hidrata

Quando fé (oh)₂ Ele se dissolve na água, suas moléculas coordenam com o centro de fé metal²⁺ Para formar uma ACU complexa: [fé (h₂QUALQUER)₄(OH)₂]. Este complexo tem uma geometria octaédrica para ter seis ligantes: quatro moléculas de água e dois oh^-. No entanto, em hidróxido ferroso, o panorama é um pouco diferente.

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Em hidrato, fórmula hipotética Fe (OH)₂· NH₂Ou, as moléculas de água são alojadas exatamente entre as duas camadas de hidróxido; isto é, eles interagem através de forças de íons dipolares com hidrogênios ou esferas brancas. É como se duas partidas de Ohfeoh fossem agarradas e a água foi intercalada para agrupar -as: Ohfeoh (H₂O) Ohfeah.

As moléculas de água são muito dinâmicas, impedindo que partículas de hidrato adquiram tamanhos consideráveis ​​e, consequentemente, formem uma sólida coloidal ou geléia.

Ferrugem verde e vermelha

Em hidratos, as camadas de hidróxido têm moléculas de água intercaladas; No entanto, eles podem ter outros ânions (já mencionados), causando uma grande variedade de arenques verdes. Eles também podem "capturar" moléculas tão grandes quanto o DNA, ou drogas.

Os íons fé não apenas podem estar presentes²⁺, mas também fé³⁺, Produto da oxidação interna causada por oxigênio intercalado. Visivelmente, observaria -se que a ferrugem verde (óxido em U) começa a ficar avermelhado à medida que a concentração de fé aumenta³⁺.

Propriedades

Tubo de ensaio com hidróxido ferroso na água. Fonte: Chemicalintest [Domínio Público]

Fé (oh) é mostrada acima₂ precipitar em um tubo de ensaio. Estando em água abundante, a ACU complexa deve predominar acima da estrutura recém -mencionada. Observe que a superfície parece uma cor laranja, como resultado da oxidação da fé²⁺ para a fé³⁺ para o oxigênio do ar; Ou seja, este hidróxido é um agente redutor:

Fé²⁺ Fé³⁺ + e^-

A aparência física deste composto em seu estado mais puro é o de um sólido marrom:

Hidróxido ferroso puro. Fonte: Ondřej Mangl [Domínio Público]

O que, dependendo do seu nível de umidade, pode ser apresentado como um sólido com gelatina. É bastante insolúvel em água (k_sp= 8 · 10^-16 e solubilidade = 0,72 g/100ml a 25ºC) e possui uma massa molar de 89,86 g/mol e uma densidade de 3,4 g/ml.

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Não são relatados um ponto de fervura ou fusão para este composto; Provavelmente, devido ao fato de que, antes de uma fonte de calor, ela fica desidratada e se converte em óxido ferroso, feio:

Fé (oh)₂ => Feio + h₂QUALQUER

Formulários

Análise qualitativa orgânica

Seu poder redutor é usado para determinar a presença de compostos nitro, RNO₂. A reação para a qual um teste positivo é obtido é representado com a seguinte equação química:

Rno₂ + 6fe (OH)₂ + 4h₂O => RNH₂ + 6fe (OH)₃

A fé (oh)₃ precipita como um sólido marrom -redizo, que certifica a presença do grupo nitro, -no₂.

Redutor de oxoaniões de selênio

O poder redutor da fé (oh)₂ Também usou para reduzir os ânions de SEO₃^2- (Selenito) e SEO₄^2- (selenato) para o selênio elementar,. Praticamente, permite a remoção de tais ânions, prejudiciais à saúde, na forma de um sólio de selênio insolúvel e facilmente removível.

Materiais de duas camadas

Sua estrutura pura e ferrugem verde é uma fonte de inspiração para o design de novos materiais de características mineralógicas.

Estima -se que a função destes permite o transporte de uma espécie específica entre suas camadas, de tal maneira que sua libertação possa ser controlada ou reduzida ao local ativo (solos, células, superfície de metal etc.).

Referências

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