Oxalatos de hierro

PRÁCTICA 1

SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE LOS OXALATOCOMPLEJOS DE FÓRMULAS [Fe(C2O4)(H2O)2] y K3[Fe(C2O4)3].3H2O. ESTUDIO DE SU REACTIVIDAD.

INTRODUCCIÓN
El hierro, el más importante de todos los metales, es también uno de los elementos más abundantes de la litosfera. Sus minerales más importantes son la hematites (Fe2O3), la magnetita (Fe3O4) y la siderita (FeCO3). El elemento posee unagran relevancia biológica: los portadores de oxígeno, hemoglobina y mioglobina, los agentes de transferencia electrónica citocromos (que intervienen en la conversión del difosfato de adenosina en trifosfato de adenosina por la energía liberada en la oxidación de la glucosa) y el sistema enzimático nitrogenasa (utilizado en la fijación de nitrógeno en los sistemas biológicos) contienen hierro. Losestados de oxidación más comunes del hierro en sus compuestos, son el divalente y el trivalente. El valor del par Fe2+(ac)/Fe(s) en condiciones estándar (pH = 0 y T = 25 °C) es de -0.44 V y el del par Fe3+(ac)/Fe2+(ac) 0.77 V. Por tanto, el Fe(s) es atacado por los ácidos minerales diluidos formando sales de Fe(II) que se pueden oxidar a Fe(III) en presencia del oxígeno del aire. El ácido nítricoconcentrado y otros oxidantes enérgicos lo pasivan. Se pueden encontrar estados de oxidación más bajos en sus complejos con ligandos carbonilo mientras que estados de oxidación elevados (Fe(IV) y Fe(VI)) son más raros y sólo se han observado en un pequeño número de compuestos.
En esta práctica se abordan las síntesis de dos oxalatocomplejos, uno con Fe(II) (la cadena de fórmula [Fe(C2O4)(H2O)2] )y otro con Fe(III) (el complejo mononuclear de fórmula K3[Fe(C2O4)3].3H2O), y se evidencian los distintos modos de coordinación del ligando oxalato mediante espectroscopía infrarroja. Se completa la práctica con algunos ensayos de reactividad de los complejos aislados.

OBJETIVOS

1. La preparación de dos oxalatocomplejos de hierro, uno de Fe(II) y otro de Fe(III), de fórmulas [Fe(C2O4)(H2O)2]y K3[Fe(C2O4)3].3H2O .
2. Determinación de la fórmula de la sal potásica mediante deshidratación térmica y medidas de conductividad en disolución acuosa.
3. Ensayos de reactividad del complejo de Fe(III) (inestable a la luz solar con reducción a Fe(II)).
4. Estudio del comportamiento térmico del oxalato de Fe(II).
5. Caracterización de los modos de coordinación del ligando oxalato (bidentadoy bis-bidentado) en los complejos mediante espectroscopía IR.

CUESTIONES PREVIAS
1. Hacer un diagrama de flujo de las síntesis a realizar en esta práctica. Calcular los moles de reactivos utilizados en cada apartado.
2. Escribir la estructura de Lewis del anión oxalato(2-). ¿Cuáles son sus modos de coordinación?
3. ¿Por qué se realiza la síntesis del oxalato de Fe(II) en medio ácido?
4.¿Cuál es la concentración de una disolución de agua oxigenada de 20 volúmenes?
5. ¿Para qué se añade etanol en el apartado B.4?


PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Material Reactivos
Varilla de vidrio Acetona
Agitador magnético Etanol 96%
1 Probeta de 50 mL y otra de 10 mL 1,10-Fenantrolina al 2% en etanol
Vasos de precipitados: 250 (x 1), 150 (x 2) y Acido oxálico dihidrato (sólido) y100 mL (x2) disolución acuosa al 10%
Placa filtrante Oxalato de potasio monohidrato
Kitasatos Acido sulfúrico 3 M
Baño de hielo picado Agua oxigenada de 20 vol.
Imán Acido acético glacial
Embudo de vidrio Sal de Mohr (sulfato de hierro(II) y Cápsula de vidrio amonio hexahidrato )
Mortero de ágata o caolin y su mano
Conductímetro
Vidrio de reloj
Gradilla y tubos de ensayo

A) Síntesisdel compuesto trans-diaqua(-oxalato)hierro(II), [Fe(C2O4)(H2O)2]
1. Pesar 7.5 g de sulfato de hierro(II) y amonio (sal de Mohr) en un vaso de precipitados de 250 mL y disolverlos en 25 mL de agua caliente acidulada con 1 mL de H2SO4 3 M.
2. Adicionar lentamente a la disolución resultante 3.75 g de ácido oxálico dihidrato disueltos en 40 mL de agua y calentar a ebullición, agitando la...