Reacciones Del Hierro

1. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Para determinar las diferentes reacciones del Hierro (II) y (III) es necesario utilizar reacciones de Sulfato de Hierro (II) y amonio y soluciones de Nitrato de Hierro (III). 1.

En un tubo de ensayo con Sulfato de Hierro (II) y Amonio, de color amarillo intenso, se adiciono NaOH 4M en exceso del cual se formó un precipitado blanco, de aspecto de copos,  pero rápidamente absorbe O2, obteniéndose verde oscuro, en una la solución de una coloración a verde-lechosa.

Figura. 2 Sulfato de Hierro (II) y Amonio + Amoniaco

Reacción: Fe (NH4)2 (SO4)2 (H2O)6 + NH3 (NH4)2(SO4)2 + 6H2O Fe(OH) 2 → Fe2O3 (H2O)

Figura. 1 Formación del hidróxido de hierro (II) Reacción:

Fe (NH4)2(SO4)2(H2O)6 + 4NaOH → 2NH 3 + 8H2O + 2Na2SO4 + Fe (OH)2

La sal de mohr tiende a perder moléculas de agua en un proceso llamado eflorescencia, muestra la más alta estabilidad de red cristalina1. Al adicionarle una base fuerte la reacción favorece la producción de hidróxidos ya que el hierro es un ácido duro por lo cual duro-duro genera una reacción estable a pH alto y condiciones muy reductoras (E muy negativo)1. El hidróxido de hierro (II) es insoluble en el agua, ya que solo se disuelve 7,5x10-5 mol/L, su solubilidad tiene el valor: [Fe2+]. [HO-] = 8,7x10-4 2. En el tubo de ensayo se tenía Sulfato de Hierro (II) y Amonio, de color amarillo intenso que  pasó a ser totalmente una disolución negro verdoso con precipitado verde obscuro, con  presencia de una coloración anaranjada en las  paredes, debido debido a la adición de amoniaco amoniaco 4M en exceso.

→

Fe(OH) 2

Los compuestos de amonio son más solubles que los hidróxidos, puesto que pertenecen a la segunda categoría de hidruros covalentes con carga positiva, los hidrógenos al ser más  positivos son atraídos por el par de electrones de las moléculas de agua, formando enlaces más débiles por los puentes de hidrogeno,1 lo que genera que Fe2+ precipite incompletamente con amoníaco amoníaco en presencia de sales por su su elevado producto de solubilidad generando asi el breve precipitado precipitado observado, básicamente básicamente el catión amonio disminuye la concentración de oxhidrilos en el medio y no se alcanza el  producto de solubilidad del hierro en estado ferroso con un (Kps = 14,7) por lo que es necesaria la oxidación a estado férrico.3 De esta manera se observó observó un breve breve precipitado en la cual en la disolución disolución esta disueltos Se comparan las dos soluciones anteriores, y se nota a simple vista un cambio de color, puesto que en las dos soluciones las fuerzas de enlaces eran diferentes, la formación de hidróxidos genero una coloración verdosa formando  precipitado completo, completo, mientras que al utilizar el amoniaco este genera una breve precipitación  provocando que hierro se oxide formando la coloración anaranjada de las paredes del tubo.

tornarse color marrón con precipitado debido al  NaOH.

Figura. 3 Sulfato de Hierro (II) y Amonio + NaOH & Amoniaco

3. A un tubo de ensayo se le agrego solución de Hierro (II) y amonio más carbonato de Sodio (Na2CO3) en exceso, y se observó una nueva solución color verde oscuro con una precipitado  blanco con una capa verde en el sobrenadante.

Figura. 5 Nitrato de Hierro (III) + NaOH

Reacción: 2Fe (NO3)3 + (H2O)6 + 3NaOH → Fe (OH)3+ 3NaNO3 + 6H2O 2 Fe (OH)3. (H2O)6

Reacción: →

FeSO4

+

La formación del sulfato de hierro se favorece  puestos que el ion sulfato es una base dura, teniendo una mayor electronegatividad que el carbonato que una molécula más grande y  polarizable lo cual genera que el hierro (II) que es más duro reaccione solo con duros. En disolución absorbe NO, el cual genera que sea una solución pardo-verdosa obscura. Al comparar con la solución 1, se nota cambio de color ya que la reacción número 1 Fue de color verde lechoso, mientras que la reacción número 3 se notó color verde oscuro.

Fe2O3+ 15H2O

El nitrato de hierro (III) es hexahidratado, el cual tiene más facilidad al disolverse en ácidos  por tener un pH alto característico de los Fe3+, al adicionar una base como el OH-  da una solución cada vez más amarilla, seguida de la  precipitación del óxido-hidróxido de hierro1, de apariencia color rojizo que se forma en la superficie del hierro causa de la oxidación  provocada por el agua. El hidróxido obtenido, es un hidróxido con un contenido mayor de agua, por lo cual se considera hidratado siendo el Fe2O3. H2O correspondiente al óxido-hidróxido de hierro FeO(OH) 2.

Figura 4 Sulfato de Hierro (II) y Amonio + Na2CO3

Fe (NH4)2(SO4)2(H2O)6 + Na2CO3 (NH4)2CO3 + Na2SO4 + 6H2O

→



Nitrato de Hierro (III) + Amoniaco En el tubo de ensayo se tenía nitrato de Hierro (III), liquido de color naranja oscuro que paso a ser de color marrón y presento un precipitado, observándose así dos fases.

4. Se repitieron las mismas reacciones 1 2 3 pero esta vez con Nitrato de Hierro (III).

Nitrato de Hierro (III) + NaOH La solución paso de ser totalmente naranja oscuro, proveniente del nitrato de Hierro, para

Figura. 6 Nitrato de Hierro (III) + Amoniaco

Reacción: 2Fe (NO3)3 + (H2O)6  + 6 NH3 NH4NO3

→ 2 Fe  (OH)3

+ 6

Fe(OH)3 presenta un producto de solubilidad de 1,1x10-36 lo cual indica que es muy poco soluble generando que fácilmente se forme un  precipitado. Esta reacción se favorece mucho  puesto que los hierros (III) predominan en una  buena parte del intervalo básico; es decir con  pH bajos, precipitando como un material gelatinoso con color de herrumbe.1 De aquí se debe que las pérdidas por solubilidad en los lavados sean despreciables. 

(III) y por ello se rodea de un gran número de moléculas de CO32-. 5. En dos tubos de ensayo se le agrego a uno sulfato de hierro (III) y amonio, en otro nitrato de hierro (II), ambas líquidos de color característico, amarillo intenso y naranja oscuro respectivamente, luego de agregar la solución de tiocianato de amonio a cada uno se observaron soluciones de color vino tinto, siendo soluble el sulfato de hierro, pero el nitrato de hierro por su parte ayudo a que la solución se tornara densa y de un espesor  parecido al de la sangre.

Nitrato de Hierro (III) + Na2CO3 Empezó siendo una solución de color naranja oscuro, al agregarle carbonato de sodio se tornó de color marrón y con dos fases visibles ya que en el fondo del tubo de ensayo se muestra un  precipitado color negro, y arriba una especie de espuma color marrón.

Figura. 8 Sulfato de hierro (III) y amonio + NH4SC N

Figura. 7 Nitrato de Hierro (III) + Na2CO3

Reaccion: 2Fe (NO3)3 (H2O)6 + Na2CO3 → Fe2(CO3)3 + Na2(NO3)3

Tomando en cuenta el principio de BronstedLowry, y la teoría de Pearson, se determina que los compuestos ácidos y bases duras tienden a favorecer la reacción, lo cual indica que los nitratos que son bases duras reaccionan con más facilidad con un acido duro como el sodio, lo cual indica el carácter iónico que presentan en la disolución. En la formación del carbonato de hierro (III), al disolverse los iones del Na2CO3, en la sal de mohr se dispersaron y se rodearon  por moléculas de la sal y viceversa. Teniendo en cuenta que a mayor tamaño del ion, más moléculas son capaces de rodearlo, en el caso del Hierro (III) esta se encuentra más solventada por todas las moléculas de CO32-, el ion más grande se une fuertemente con el Hierro

Figura. 9 Nitrato de Hierro (III) + NH4SC N.

Los iones tiocianato, SCN ¯ , reaccionan con los iones hierro (III), Fe+3, dando lugar al ión [Fe(SCN)6]3-de color rojo. Al tenerlo en una disolución hexahidratada la reacción es igual a [Fe(SCN)(H2O)5]2+ .El equilibrio dinámico que se establece entre los tres iones dado por: Reaccion:

Fe3+(ac) + 6 SCN-(ac) → [Fe(SCN)(H2O)5]2+ (ac) La intensidad del color rojo indica, de manera cualitativa, la cantidad del ion 2+ [Fe(SCN)(H2O)5] en la mezcla en equilibrio, indicando la presencia del Fe3+.

6. Se tenía en un tubo de ensayo una solución de nitrato de hierro (III), agregando  posteriormente un exceso de solución de yoduro de potasio, se tornó de color amarillo,  pero después se le agrego una solución de tiosulfato de sodio, hasta que se decoloro la mezcla; por último se le agrego una gota de tiocianato de Sodio.

determina para establecer la precensia de un hierro (III), pero en este caso al a verse oxidado no reacciona igual se suponia que en la solucion se tenia que dar una coloracion rojiza por  NaSCN, pero la accion del tiosulfato de sodio siguio persistiendo a incoloro. Reaccion:

[Fe(S2O3)2]2-(ac) + NaSCN + Fe2(S2O3)2(ac)

Figura 10. Nitrato de Hierro (III) + KI + Na2S2O3·5H2O

→

[Na(S2O3)2]-(ac)

7. A 1 mL de solución de sulfato de hierro (II) y amonio se le adiciono exceso de yoduro de  potasio, después unas gotas de solución de sulfato de cobre (II), la reacción se tornó de color mostaza con precipitado del mismo color. Si se compara esta reacción con la anterior (6), se diferencia claramente su color y precipitado, ya que en la reacción número 6 la solución luego de las gotas de tiosulfato de sodio se volvió incolora, pero en la reacción número 7, se observa una solución turbia de color mostaza.

Los yoduros no se pueden aislar por que el ion yoduro reduce el hierro (III) al hierro (II) se  presenta una coloración amarillo-naranja, por la  presencia de iodo molecular, puesto que el hierro (III) oxida lentamente los iones yoduro hasta iones triyoduro. Reaccion:

2Fe3+(ac) + 2I-(ac) → 2Fe2+(ac) + I2(ac)

Figura 11. sulfato de hierro (II) y amonio + KI + de sulfato de cobre (II)

Al adicionar el tiosulfato de sodio consumen y desaparecen los triyoduros dando una mezcla de solución incolora. Reaccion:

I3- (aq) + S2O32-(aq) 3 I-(aq) + S4O62- (aq) Una reacción exclusiva del hierro es la que se lleva acabo con una solución de tiosulfatos, la mezcla de estas dos soluciones da incolora. Reaccion:

Fe2+( ac) + 2[S2O3]2-(ac) → [Fe(S2O3)2]2-(ac) Dando como resultado una solucion incolora que al adicionarle el NaSCN, se formo una solucion aceitosa que despues de un tiempo desaparece para volver de Nuevo a una solucion incolora basica, ya que esta clase de reactive se

8. A una solución de hexacianoferrato (II) se le agrego exceso de yoduro de potasio, después sulfato de Zinc, la reacción final paso de ser totalmente homogénea y color amarillo intenso a ser viscosa y se precipito completamente color marrón- naranja. Reacción: Fe(CN)6( ac) + KI(ac) → K 4[Fe(CN)6](ac) + I K 4[Fe(CN)6](ac) + ZnSO4 → Zn2[Fe(CN)6](ac) + K 2SO4

Figura 14. Hexacianoferrato (II) y Hexaciano ferrato

Figura 12. Hexacianoferrato (II) + KI + sulfato de Zinc

(III) + Nitrato de Hierro (III)

9. Se bombeo Acido sulfhídrico por medio de una solución de nitrato de hierro (III). Las observaciones obtenidas fueron: la solución  paso de ser color amarillo intenso, que al  bombearse se tornó color naranja blancuzco,  burbujeo la solución desprendiendo gases de olor característico a huevo podrido, propios del azufre, por último la reacción fue exotérmica ya que donde se tenía el ácido sulfhídrico se tornó caliente y de color amarillo oscuro.

La otra parte de esta reacción fue poner a 1 ml de -hexacianoferrato (II) y hexaciano ferrato (III) se le adiciono solución de Sulfato de Hierro (II) y amonio, la solución se tornó completamente azul oscuro, con precipitado del mismo color. Reaccion: Fe(NO3)3 (H2O)6 + 2K 4[Fe(CN)6] → 2K 2(NH4)2 SO4 + Fe2[Fe(CN)6] + 6H2O

Figura 15. Hexacianoferrato (II) y Hexaciano ferrato (III) + Sulfato Figura 13. H2SO4+ Nitrato de Hierro (III).

de Hierro (II) y amonio  3.

Fe(NO3)3 + H2SO4 → Fe2(SO4) + 6(HNO3) 10. Los hexacianoferrato (II) [Fe(CN)6]4- y hexaciano ferrato (III) [Fe(CN)6]3-, se le adiciono Nitrato de Hierro (III) se observó coloración azul y formación de sobrenadante en su mayoría y el precipitado es un líquido de color amarillo.

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Reacciones: Fe(NH4)2(SO4)2(H2O)6 + 2K 3[Fe(CN)6] → (NH4)2 SO4 + Fe3[Fe(CN)6] + 3K 2SO4 + 6H2O

CONCLUSI ONE S

La solubilidad influye de manera muy importante en la formación de un producto  puestos que dependiendo de este se determina a la hora de establecer un precipitado, en este caso se determina con el valor de Kps la solubilidad de un compuesto iónico, es decir, cuanto menor sea su valor menos soluble será el compuesto. En la teoría de ABDB es muy importante a la hora de controlar las propiedades y reacciones en el caso de establecer que reacción se favorecen mejor, en este caso se utilizó un metal de transición como el hierro donde se hicieron numerosos experimentos para

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determinar el ordenamiento relativo de los ligandos y los metales de transición, en términos de su dureza y blandura. Se establecieron los colores característicos de cada catión, para el Hierro (II) entre colores verdes y azules y para los hierros (III) entre colores naranjas rojos (intensos), de esta manera al adicionar un agente reductor se podrá identificar si hay presencia de estos.

4. B I B L I O G R A F I A : 1. Rayner-canham, g. (2000). quimica inorganica describtiva . mexico: PERSON EDUCATION. 2. Juan Galmes, S.I. Quimica Inorganica .  Barcelona –  Madrid : salbat editores, S.A.1955

3. Imágenes y temas: www.calidoscopio.com/calidoscopio/ecologia/ quimica/analit2.pdf