Structure, propriétés et utilisations de l'hydroxyde de fer (III)

3007
Jonah Lester

le hydroxyde de fer (III) est un composé inorganique dont la formule est strictement Fe (OH)3, dans lequel la proportion d'ions Fe3+ et OH- est 3: 1. Cependant, la chimie du fer peut être assez compliquée; pour que ce solide ne soit pas seulement composé des ions mentionnés.

En fait, Fe (OH)3 contient l'anion Odeux-; il s'agit donc d'un oxyde d'hydroxyde de fer monohydraté: FeOOH · HdeuxO. Si le nombre d'atomes de ce dernier composé est ajouté, on vérifiera qu'il coïncide avec celui de Fe (OH)3. Les deux formules sont valables pour désigner cet hydroxyde métallique.

Hydroxyde de fer (III) dans un étang à grenouilles. Source: Clint Budd (https://www.flickr.com/photos/[email protected] / 13016864125)

Dans les laboratoires d'enseignement ou de recherche en chimie, Fe (OH)3 on l'observe sous la forme d'un précipité brun orangé; similaire au sédiment de l'image ci-dessus. Lorsque ce sable rouillé et gélatineux est chauffé, il libère un excès d'eau, virant à sa couleur jaune orangé (pigment jaune 42)..

Ce pigment jaune 42 est le même FeOOHHdeuxOu sans la présence supplémentaire d'eau coordonnée à Fe3+. Lorsqu'il est déshydraté, il devient FeOOH, qui peut exister sous la forme de différents polymorphes (goethite, akaganeite, lépidocrocite, feroxihita, entre autres).

La bernalite minérale, quant à elle, présente des cristaux verts avec une composition de base Fe (OH)3NHdeuxOU ALORS; source minéralogique de cet hydroxyde.

Index des articles

  • 1 Structure de l'hydroxyde de fer (III)
  • 2 propriétés
  • 3 utilisations
    • 3.1 Absorbant
    • 3.2 Utilisations thérapeutiques
    • 3.3 Pigment
    • 3.4 Batterie de fer
  • 4 Références

Structure de l'hydroxyde de fer (III)

Les structures cristallines des oxydes et hydroxydes de fer sont un peu compliquées. Mais, d'un simple point de vue, il peut être considéré comme des répétitions ordonnées d'unités octaédriques FeO6. Ainsi, ces octaèdres fer-oxygène s'entrelacent par leurs coins (Fe-O-Fe), ou leurs faces, établissant toutes sortes de chaînes polymères..

Si de telles chaînes semblent ordonnées dans l'espace, on dit que le solide est cristallin; sinon, il est amorphe. Ce facteur, ainsi que la manière dont les octaèdres sont joints, déterminent la stabilité énergétique du cristal et, par conséquent, ses couleurs..

Par exemple, les cristaux orthorhombiques de bernalite, Fe (OH)3NHdeuxOu, ils sont de couleur verdâtre parce que leurs octaèdres FeO6 ils ne se rejoignent que par leurs coins; contrairement aux autres hydroxydes de fer, qui apparaissent rougeâtres, jaunes ou bruns, selon le degré d'hydratation.

Il est à noter que les oxygènes de FeO6 viennent soit de l'OH- ou de l'Odeux-; la description exacte correspond aux résultats de l'analyse cristallographique. Bien qu'elle ne soit pas traitée en tant que telle, la nature de la liaison Fe-O est ionique avec un certain caractère covalent; qui pour d'autres métaux de transition devient encore plus covalent, comme avec l'argent.

Propriétés

Alors que le Fe (OH)3 c'est un solide facilement reconnaissable lorsque des sels de fer sont ajoutés à un milieu alcalin, ses propriétés ne sont pas tout à fait claires.

Cependant, on sait qu'il est responsable de la modification des propriétés organoleptiques (goût et couleur notamment) de l'eau potable; qui est très insoluble dans l'eau (Ksp= 2,79 · 10-39); et aussi que sa masse molaire et sa densité sont de 106,867 g / mol et 4,25 g / mL.

Cet hydroxyde (comme ses dérivés) ne peut avoir un point de fusion ou d'ébullition défini car lorsqu'il est chauffé, il libère de la vapeur d'eau, le convertissant ainsi en sa forme anhydre FeOOH (avec tous ses polymorphes). Par conséquent, s'il continue à chauffer, le FeOOH fondra et non le FeOOH · HdeuxOU ALORS.

Pour mieux étudier ses propriétés, il faudrait soumettre le pigment jaune 42 à de nombreuses études; mais il est plus que probable que dans le processus il change sa couleur en rougeâtre, indiquant la formation de FeOOH; ou au contraire, il se dissout dans le complexe aqueux Fe (OH)63+ (milieu acide), ou dans l'anion Fe (OH)4- (moyen très basique).

Applications

Absorbant

Dans la section précédente, il a été mentionné que Fe (OH)3 il est très insoluble dans l'eau, et peut même précipiter à un pH proche de 4,5 (s'il n'y a pas d'espèce chimique qui interfère). En précipitant, il peut emporter (coprécipiter) certaines impuretés de l'environnement nocives pour la santé; par exemple, les sels de chrome ou d'arsenic (Cr3+, Cr6+, et comme3+, As5+).

Ensuite, cet hydroxyde permet d'occlure ces métaux et d'autres plus lourds, en jouant le rôle d'absorbant..

La technique ne consiste pas tant à précipiter le Fe (OH)3 (alcalinisant le milieu), mais à la place est ajouté directement à l'eau ou au sol contaminés, en utilisant des poudres ou des grains achetés dans le commerce.

Utilisations thérapeutiques

Le fer est un élément essentiel du corps humain. L'anémie est l'une des maladies les plus marquantes en raison de sa carence. Pour cette raison, il est toujours question de recherche pour concevoir différentes alternatives pour incorporer ce métal dans notre alimentation afin que les effets collatéraux ne soient pas générés..

L'un des suppléments à base de Fe (OH)3 Il est basé sur son complexe avec le polymaltose (polymaltose fer), qui a un degré d'interaction avec les aliments plus faible que le FeSO4 ; c'est-à-dire qu'une plus grande quantité de fer est biologiquement disponible pour le corps et n'est pas coordonnée avec d'autres matrices ou solides.

L'autre supplément est composé de nanoparticules de Fe (OH)3 en suspension dans un milieu composé principalement d'adipates et de tartrates (et d'autres sels organiques). Cela s'est avéré moins toxique que le FeSO4, en plus d'augmenter l'hémoglobine, il ne s'accumule pas dans la muqueuse intestinale et favorise la croissance de microbes bénéfiques.

Pigment

Le Pigment Yellow 42 est utilisé dans les peintures et les cosmétiques et, en tant que tel, ne présente pas de risque potentiel pour la santé; sauf ingestion accidentelle.

Batterie de fer

Bien que Fe (OH) ne soit pas formellement utilisé dans cette application3, cela pourrait servir de matière de départ pour FeOOH; composé avec lequel l'une des électrodes d'une batterie de fer simple et bon marché est fabriquée, qui fonctionne également à pH neutre.

Les réactions demi-cellule pour cette batterie sont exprimées ci-dessous avec les équations chimiques suivantes:

½ Fe ⇋ ½ Fedeux+ + et-

FoiIIIOOH + e- + 3H⇋ Foideux+ + 2HdeuxOU ALORS

L'anode devient une électrode de fer, qui libère un électron qui, plus tard, après avoir traversé le circuit externe, pénètre dans la cathode; électrode en FeOOH, réduction en Fedeux+. Le milieu électrolytique de cette batterie est composé de sels solubles de Fedeux+.

Les références

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