Idrossido di ferro (II): solubilità, preparazione, reazioni
L’idrossido di ferro (II) o idrossido ferroso è un composto inorganico avente formula Fe(OH)2 in cui il ferro presenta numero di ossidazione +2. Si presenta come un solido di colore tipicamente verde pallido, caratteristica da cui deriva il nome tradizionale di verde di Schweinfurt o verde di ferro. È un materiale poco solubile in acqua, facilmente ossidabile e termodinamicamente instabile in presenza di ossigeno: anche una lieve esposizione all’aria porta infatti alla sua trasformazione in idrossido o ossido di ferro (III), con il caratteristico viraggio cromatico dal verde al bruno-rossastro.
Proprietà
L’idrossido di ferro (II) è solubile negli acidi, moderatamente solubile in soluzioni di sali di ammonio e in particolare acetato di ammonio poco solubile in acqua.
È un solido bianco, ma in presenza di tracce di ossigeno, assume una sfumatura verdastra
Solubilità
È scarsamente solubile in acqua e il valore del prodotto di solubilità è pari a 4.87 · 10-17.
La dissociazione avviene secondo l’equilibrio eterogeneo:
Fe(OH)2(s) ⇄ Fe2+(aq) + 2 OH–(aq)
L’espressione del prodotto di solubilità è:
Kps = 4.87 · 10-17 = [Fe2+][OH–]2
Detta x la solubilità di Fe(OH)2 all’equilibrio:
[Fe2+] = x
[OH–] = 2x
Sostituendo questi valori nell’espressione si ha:
4.87 · 10-17 = (x)(2x)2 = 4x3
Da cui x = ∛4.87 · 10-17 /4 = 2.30 · 10-6 mol/L
Pertanto la solubilità, espressa in g/L, è pari a 2.30 · 10-6 mol/L · 89.86 g/mol = 2.07· 10-4 g/L
Preparazione
L’idrossido di ferro (II) si forma come un precipitato flocculante bianco quando i sali di ferro (II) sono trattati con soluzioni alcaline.
Può infatti essere ottenuto per reazione del solfato di ferro (II) con idrossido di sodio:
FeSO4 + 2 NaOH → Fe(OH)2 + Na2SO4
Può essere ottenuto dalla reazione tra ferro e idrazina:
Fe + N2H4 + 2 H2O → Fe(OH)2 + 2 NH3
Reazioni dell’idrossido di ferro (II)
L’idrossido di ferro (II) reagisce con acido cloridrico per dare cloruro di ferro (II):
Fe(OH)2 + 2 HCl → FeCl2 + 2 H2O
Essendo un idrossido anfotero in soluzioni fortemente alcaline si solubilizza per dare il complesso tetraidrossoferrato (II)
Fe(OH)2(s) + 4 OH–(aq) → Fe(OH)42-(aq)
Alla temperatura di 150-200 °C dà luogo a decomposizione termica per dare ossido di ferro (II):
Fe(OH)2 → FeO + H2O
Reagisce in presenza dello ione cromato per dare il complesso tetraidrossocromato (III) e idrossido di ferro (III)
3 Fe(OH)2 + CrO42- + 4 H2O → Cr(OH)4– + 3 Fe(OH)3 + OH–
In presenza di idrossilammina dà luogo alla formazione di ammoniaca e idrossido di ferro (III)
Fe(OH)2 + NH2OH + H2O → NH3 + Fe(OH)3
In ambiente anaerobico si ossida per dare l’ossido di ferro (II) e (III) Fe3O4 e idrogeno gassoso
3 Fe(OH)2 → Fe3O4 + H2 + 2 H2O
Usi
È utilizzato negli abrasivi, nella purificazione delle acque e per ottenere pigmenti. Trova utilizzo in campo farmaceutico. L’idrossido di ferro (II) è utilizzato come precursore nella produzione di altri composti del ferro, tra cui l’ossido-idrossido di ferro (III), impiegato nei pigmenti e in altri materiali.
Ha un potenziale utilizzo nei sistemi di somministrazione di farmaci grazie alla sua interazione unica con le molecole biologiche. Nel campo della ricerca biologica viene studiato per il suo ruolo nella rimozione di ioni tossici selenato e selenito dai sistemi idrici.
In campo industriale è utilizzato nei processi di trattamento delle acque per rimuovere contaminanti nocivi come arsenico, selenio e fosfati. L’idrossido di ferro (II) trova impiego anche come intermedio nella sintesi di materiali magnetici, come pigmento storico e in alcuni processi di trattamento delle acque, sebbene la sua instabilità richieda condizioni di lavoro controllate. La sua presenza nei terreni e negli eventi anossici contribuisce inoltre a comprendere l’evoluzione geochimica e i processi di mineralizzazione del ferro in ambiente naturale.
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il 30 Dicembre 2021