Demir(III) - Iron(III)

Ferrik oksit , tam olarak olmasa da, genellikle pas olarak adlandırılır .

Olarak kimya , demir (III) belirtir eleman demir onun +3 içinde oksidasyon durumunda . Olarak iyonik bileşikler (tuzlar), bu tür bir atom ayrı olarak da ortaya çıkabilir katyon (pozitif iyon) ile gösterilen Fe 3+ .

Ferrik sıfatı veya ferri öneki - genellikle bu tür bileşikleri belirtmek için kullanılır - demir(III) klorür , FeCl için "ferrik klorür"de olduğu gibi
3. Fe2 + katyonunu içeren demir(II) tuzları yerine "demirli" sıfatı kullanılır . Ferrik kelimesi, Latince demir anlamına gelen ferrum kelimesinden türetilmiştir .

Demir(III) metal merkezleri , anyon ferrioksalat gibi koordinasyon komplekslerinde de meydana gelir , [Fe(C)
2Ö
4)
3] 3− , burada metal merkezi çevreleyen üç çift dişli oksalat iyonu; veya, ferrosenyum katyonu [Fe(C) gibi organometalik bileşiklerde
2H
5)
2] + , burada iki siklopentadienil anyonu Fe III merkezine bağlıdır.

Demir hemen hemen her zaman 0 (metalde olduğu gibi), +2 veya +3 oksidasyon durumlarında bulunur. Demir(III) çözünmeyen bir demir(III) içeren malzeme olan pasın yaygınlığı ile gösterildiği gibi, genellikle havadaki en kararlı formdur .

Demir(III) ve Yaşam

Bilinen tüm yaşam formları demir gerektirir. Canlılardaki birçok protein bağlı demir(III) iyonları içerir; bunlar metalloproteinlerin önemli bir alt sınıfıdır . Örnekler arasında oksihemoglobin , ferredoksin ve sitokromlar bulunur .

Bakterilerden insanlara kadar hemen hemen tüm canlı organizmalar, demiri , gerektiğinde geri kazanılabileceği protein ferritinin bir kabuğunun içinde , demir (III) oksit hidroksitin mikroskobik kristalleri (3 ila 8 nm çapında) olarak depolar .

İnsan diyetinde yetersiz demir anemiye neden olur . Hayvanlar ve insanlar gerekli demiri et gibi sindirilebilir biçimde içeren gıdalardan alabilirler. Diğer organizmalar demirlerini çevreden almalıdır. Bununla birlikte, demir, aerobik ( oksijenli ) ortamda, özellikle kireçli topraklarda , yüksek oranda çözünmeyen demir(III) oksitler/hidroksitler oluşturma eğilimindedir . Bakteriler ve otlar , hücreye geri emilebilen demir(III) ile çözünür kompleksler oluşturan siderofor adı verilen bileşikleri salgılayarak bu tür ortamlarda gelişebilir . (Diğer bitkiler bunun yerine demir(III)'ü daha çözünür demir(II)'ye indirgeyen bazı bakterilerin köklerinin etrafında büyümesini teşvik eder .)

Çözünmeyen demir(III) bileşiklerinin oluşumu , deniz besin ağının temeli olan mikroskobik bitkilerin ( fitoplankton ) büyümesi için genellikle sınırlayıcı faktör olan deniz suyundaki düşük demir seviyelerinden de sorumludur .

Sulu demirin Pourbaix diyagramı

Demir(III) bileşiklerinin çözünmezliği, çiftlik akışından kaynaklanan aşırı çözünür fosfatlarla kirlenmiş göllerde ötrofikasyonu (aşırı alg büyümesi ) gidermek için kullanılabilir . Fosfatlar ile demir (III) birleştirir çözünmeyen oluşturmak üzere demir (III) fosfat Bu şekilde azaltarak biyolojik arasında fosfor , aynı zamanda sınırlandırıcı bir besleyici olabilir bir diğer temel eleman -.

Demir kimyası(III)

Klorür FeCl gibi bazı demir(III) tuzları
3, sülfat Fe
2(BU YÜZDEN
4)
3, ve nitrat Fe(NO
3)
3suda çözünürler. Bununla birlikte, oksit Fe gibi diğer bileşikler
2Ö
3(hematit) ve demir(III) oksit-hidroksit FeO(OH) , polimerik yapıları nedeniyle en azından nötr pH'da aşırı derecede çözünmezler . Bu nedenle, bu çözünür demir(III) tuzları , saf suda çözündüklerinde hidrolize olma eğilimindedir ve demir(III) hidroksit Fe(OH) üretir.
3Olasyon adı verilen süreçle hemen polimerik oksit-hidroksite dönüşür ve çözeltiden çöker . Bu reaksiyon , bir dengeye ulaşılana kadar pH'ı düşürerek çözeltiye hidrojen iyonları H + verir .

Fe 3+ + 2 H
2O ⇌ FeO(OH) + 3H +

Sonuç olarak, demir(III) tuzlarının konsantre çözeltileri oldukça asidiktir. Demir(III)'ün demir(II)'ye kolay indirgenmesi, demir(III) tuzlarının oksitleyici olarak da işlev görmesini sağlar . Baskılı devre kartlarının üretiminde bakır kaplı plastik levhaları aşındırmak için demir(III) klorür çözeltileri kullanılır .

Demir(III) tuzlarının bu davranışı, suda belirgin hidroliz olmadan ve pH'ı düşürmeden çözünen sodyum klorür NaCl (sofra tuzu) gibi hidroksitleri daha çözünür olan katyon tuzlarıyla çelişir .

Pas , genellikle demir metali nemli havaya maruz kaldığında oluşan bir demir(III) oksit ve oksit-hidroksit karışımıdır . Krom ve alüminyum gibi diğer metaller tarafından oluşturulan pasifleştirici oksit katmanlarının aksine , pas pul pul dökülür, çünkü onu oluşturan metalden daha hacimlidir. Bu nedenle korumasız demir nesneler zamanla tamamen pasa dönüşecektir.

kompleksler

Demir (III) reklamıysa 5 metali 3d yörünge kabuk beş "valans" elektronuna, yani merkezi. Bu kısmen doldurulmuş veya doldurulmamış d-orbitalleri, koordinasyon kompleksleri oluşturmak için çok çeşitli ligandları kabul edebilir . Ligandların sayısı ve türü, ligand alan teorisi ile tanımlanır . Genellikle ferrik iyonlar, oktahedron şeklinde düzenlenmiş altı ligandla çevrilidir ; ancak bazen üç ve bazen yedi kadar ligand gözlenir.

Çeşitli şelatlama bileşikleri, demir(III) iyonu ile ondan daha kararlı olan çözünür kompleksler oluşturarak, demir oksit-hidroksitin (pas gibi) nötr pH'da bile çözünmesine neden olur. Bu ligandlar arasında EDTA genellikle bitkilere toprak demir kullanılabilir hale getirmek için gübreye demir yatakları yok etmek için kullanılan ya da ilave edilir. Sitrat ayrıca, kompleksleri EDTA'nınkinden daha az kararlı olmasına rağmen, ferrik iyonu nötr pH'ta çözündürür.

Manyetizma

Ferrik bileşiklerin manyetizması esas olarak beş d-elektronu ve bu orbitallere bağlanan ligandlar tarafından belirlenir.

analiz

Olarak niteliksel anorganik analiz , ferrik iyon varlığı onun oluşumu ile tespit edilebilir tiyosiyanat kompleksi. Çözeltiye tiyosiyanat tuzlarının eklenmesi, yoğun kırmızı 1:1 kompleksi verir. Tepki, Le Chatelier ilkesini gösteren klasik bir okul deneyidir :

[Fe(H
2Ö)
6] 3+ + SCN-
 ⇌ [Fe(SCN)(H
2Ö)
5] 2+ + H
2Ö

Ayrıca bakınız

Referanslar