ESTADOS COMUNES DE OXIDACIÓN DEL HIERRO

Practica de laboratorio química inorgánica No.10

ESTADOS COMUNES DE OXIDACIÓN DEL HIERRO

Anyi Tatiana Rojas Romeroa

Erik Daniel Romero Lozanob

Nelson Efrain Valdelamar Batistac 

Resumen

Esta práctica de laboratorio tuvo por objeto  preparar las soluciones a emplear en la práctica y observar las reacciones químicas del hierro y sus estados de oxidación, en la cual se darán a conocer distintas propiedades de este metal, el cual es de gran importancia en la vida cotidiana de los seres humanos, de esta manera, se implementaron distintas estrategias para la obtención de sus iones Fe3+ y Fe2+, ratificando su importancia  en distinción de los diferentes tipos de colores producidos en la reacción.

Palabras clave: Iones de hierro, oxidación, reacciones

Abtract

The purpose of this laboratory practice was to prepare the solutions to be used in practice and to observe the chemical reactions of iron and its oxidation states, in which different properties of this metal will be known, which is of great importance in the daily life of human beings. In this way, different strategies were implemented to obtain its ions Fe3+ and Fe2+, ratifying its importance in distinguishing the different types of colors produced in the reaction.

Keywords: Iron ions, oxidation, reactions

Introducción

Según Lenntech (2001) El hierro es un elemento químico, símbolo Fe, número atómico 26 y peso atómico 55.847. El hierro es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre (5%). Es un metal maleable, tenaz, de color gres plateado y magnético. Los cuatro isótopos estables, que se encuentran en la naturaleza, tienen las masas 54, 56, 57 y 58. Los dos minerales principales son la hematita, Fe2O3, y la limonita, Fe2O3.3H2O. Las piritas, FeS2, y la cromita, Fe(CrO2)2, se explotan como minerales de azufre y de cromo, respectivamente. El hierro se encuentra en muchos otros minerales y está presente en las aguas freáticas y en la hemoglobina roja de la sangre. El mismo autor mención que el hierro (III)-O-arsenito, pentahidratado puede ser peligroso para el medio ambiente; se debe prestar especial atención a las plantas, el aire y el agua. Se recomienda encarecidamente que no se permita que el producto entre en el medio ambiente porque persiste en éste. Considerando lo mencionado por EcuRed (2012) El hierro fue descubierto en la prehistoria y era utilizado como adorno y para fabricar armas. El objeto más antiguo existente, es un grupo de cuentas oxidadas encontrado en Egipto, y data del 4000 a.c. El término arqueológico edad del hierro se aplica sólo al periodo en el que se extiende la utilización y el trabajo del hierro. El procesado moderno del hierro no comenzó en Europa central hasta la mitad del siglo XIV.

El núcleo de la Tierra está formado principalmente por hierro y níquel, generando al moverse un campo magnético. Ha sido históricamente muy importante, y un período de la historia recibe el nombre de Edad de Hierro. En cosmología, es un metal muy especial, pues es el metal más pesado que puede producir la fusión en el núcleo de estrellas masivas.  

 Los estados de oxidación más comunes son +2 y +3. Los óxidos de hierro más conocidos son el óxido de hierro (II) (FeO), el óxido de hierro (III), Fe2O3, y el óxido mixto Fe3O4. Forma asimismo numerosas sales y complejos en estos estados de oxidación. El hexacianoferrato (II) de hierro (III), usado en pinturas, se ha denominado azul de Prusia o azul de Turnbull; se pensaba que eran sustancias diferentes. Se conocen compuestos en el estado de oxidación +4, +5 y +6, pero son poco comunes, y en el caso del +5, no está bien caracterizado. El ferrato de potasio (K2FeO4), en el que el hierro está en estado de oxidación +6, se emplea como oxidante. El estado de oxidación +4 se encuentra en unos pocos compuestos y también en algunos procesos enzimáticos.

Metodología

[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4]

[pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 16][pic 17][pic 18]

Resultados

En el fondo de un tubo de ensayo se introdujo unos trozos de hilos esponja de brillo de lana de acero (ver figura 1) y se adicionó  5 mL de ácido sulfúrico (ver figura 2), la solución se filtró  con el embudo. Lo que permitió ver una solución  de color blanca transparente (ver figura 3), a continuación se determinara la ecuación correspondiente a la reacción:

Fe+ H2SO4 →FeSO4+2H

A lo que se le agregó 20 mL de agua y se agitó. El contenido de dividió en dos partes iguales en dos tubos de ensayo, a uno de los tubos anteriores se agregó  2 o 3 gotas de peróxido de hidrógeno, la ecuación se describe a continuación.

FeSO4+3H2O2  4SO4+2Fe2O3+6H

Las soluciones de cada tubo en 5 tubos de ensayo aproximadamente con 2 mL.  

 Reacciones de los iones de Fe2+ y Fe3+. 

En dos de los tubos se agregó NaOH, a otros 2 tubos agregaron  2 ml  de agua amoniacal, posterior a esto, se tuvo que preparar soluciones al 0,6M en 10 Ml de K4 [Fe (CN)6], K3 [Fe (CN)6] y KSCN, en seguida los cálculos de dichas soluciones.

M=    [pic 19]

[pic 20]

[pic 21]

[pic 22]

Como la solución a preparar contiene la misma concentración para todos los compuestos y con el mismo volumen, se utilizara igual cantidad de moles en los cálculos:

• 1mol K4[Fe(CN)6]        → 367,86 gr K4[Fe(CN)6]

                                      0,006moles K4[Fe(CN)6] → X

X= 2,207 gramos K4[Fe(CN)6]

• 1mol K3[Fe(CN)6]        → 328,86 gr K3[Fe(CN)6]

                                      0,006moles K3[Fe(CN)6] → X

X= 1,973 gramos K3[Fe(CN)6]

• 1mol KSCN       → 97,16 gr KSCN

                                                 0,006moles KSCN → X

X= 0,582 gramos KSCN

A otros 2 tubos se adicionaron 2 ml de la solución ferrocianuro de potasio, K4[Fe(CN)6].

...