Ферриоксалат калия
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Оксалат калия-железа(III) | |
| Другие имена ферриоксалат калия трисоксалатоферрат(III) калия | |
| Идентификаторы | |
| |
3D model ( JSmol ) | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.035.398 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID | |
| номер РТЭКС |
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
| Число | 3077 |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| K 3 [Fe(C 2 O 4 ) 3 ] (безводный) K 3 [Fe(C 2 O 4 ) 3 ]·3H 2 O (тригидрат) | |
| Молярная масса | 437,20 г/моль (безводный) 491,25 г/моль (тригидрат) |
| Появление | изумрудно-зеленые кристаллы |
| Плотность | 2,13 г/см 3 |
| Температура плавления | 230 ° C (446 ° F; 503 К) тригидрат теряет 3 Н 2 О при 113°С [1] |
| Структура | |
| октаэдрический | |
| 0 Д | |
| Опасности [2] | |
| Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |
Основные опасности | Коррозионный. Раздражает глаза, дыхательные пути и кожу. |
| СГС Маркировка : | |
 | |
| Предупреждение | |
| Х302 , Х312 | |
| P280 , P301+P330+P331 , P302+P353 , P312 , P330 , P363 , P403 , P501 | |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | Ферриоксалат натрия |
Родственные соединения | Оксалат железа(II) Оксалат железа(III) |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Ферриоксалат калия, также называемый трисоксалатоферратом калия или трис(оксалато)ферратом(III) калия. [3] представляет собой химическое соединение формулы К 3 [ Fe ( C 2 O 4 ) 3 ] . Часто встречается в виде тригидрата. К 3 [Fe(C 2 O 4 ) 3 ]·3H 2 O . Оба представляют собой кристаллические соединения лимонно-зеленого цвета. [4]
Соединение представляет собой соль , состоящую из ферриоксалат- анионов . [Fe(C 2 O 4 ) 3 ] 3− и калия катионы К + . Анион представляет собой оксалатный комплекс переходного металла, состоящий из атома железа в степени окисления +3 и трех бидентатных оксалатов. C 2 O 2− 4 лиганды . Калий является противоионом , уравновешивающим заряд −3 комплекса. В растворе соль диссоциирует с образованием ферриоксалат-аниона. [Fe(C 2 O 4 ) 3 ] 3− , который имеет флуоресцентно-зеленый цвет. Соль доступна в безводной форме. [3] а также тригидрат . [5]
Ферриоксалат-анион достаточно стабилен в темноте, но разлагается под действием света и высокоэнергетического электромагнитного излучения .
Подготовка
[ редактировать ]Комплекс может быть синтезирован реакцией сульфата железа(III) , оксалата бария и оксалата калия : [4]
- Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3 BaC 2 O 4 + 3 K 2 C 2 O 4 → 2 K 3 [Fe(C 2 O 4 ) 3 ] + 3 BaSO 4
Как можно прочитать в приведенной выше ссылке, сульфат железа(III), оксалат бария и оксалат калия соединяют в воде и переваривают в течение нескольких часов на паровой бане. Ионы оксалата из оксалата бария затем заменят ионы сульфата в растворе, удаляя их как BaSO 4 , который затем можно отфильтровать и чистый материал кристаллизовать.
Структура
[ редактировать ]Структуры тригидрата и безводной соли тщательно изучены. [5] что указывает на то, что Fe(III) является высокоспиновым ; поскольку низкоспиновый комплекс будет отображать искажения Яна – Теллера . Аммониевые и смешанные натриево-калиевые соли изоморфны , как и родственные комплексы с Ал 3+ , Кр 3+ и В 3+ .
Ферриоксалатный комплекс демонстрирует спиральную хиральность , поскольку он может образовывать две неперекрывающиеся геометрии. В соответствии с конвенцией ИЮПАК изомеру с левой винтовой осью присвоено греческое обозначение Λ (лямбда). Его зеркальное изображение с правосторонней винтовой осью обозначено греческим символом Δ (дельта). [6]
Реакции
[ редактировать ]Фоторедукция
[ редактировать ]Ферриоксалат-анион чувствителен к свету и высокоэнергетическому электромагнитному излучению, включая рентгеновские и гамма-лучи . Поглощение фотона вызывает разложение одного иона оксалата до углекислого газа. CO 2 и восстановление атома железа(III) до железа(II). [7] Это светочувствительное свойство используется для химической актинометрии , измерения светового потока и для подготовки чертежей . Эта катализируемая светом окислительно-восстановительная реакция когда-то легла в основу некоторых фотографических процессов. Однако из-за своей нечувствительности и доступности современной цифровой фотографии эти процессы устарели.
Термическое разложение
[ редактировать ]Тригидрат теряет три молекулы воды при 113 °C. [1]
При 296 ° C безводная соль разлагается на комплекс железа (II) ферриоксалат калия, оксалат калия и диоксид углерода : [1]
- 2 K 3 [Fe(C 2 O 4 ) 3 ] → 2 K 2 [Fe(C 2 O 4 ) 2 ] + K 2 C 2 O 4 + 2 CO 2
Использование
[ редактировать ]Фотометрия и актинометрия
[ редактировать ]Открытие эффективного фотолиза ферриоксалат-аниона стало важной вехой в химической фотохимии и актинометрии . Было обнаружено, что калиевая соль более чем в 1000 раз чувствительнее, чем уранилоксалат , соединение, ранее использовавшееся для этих целей. [7] [8]
Химическое образование
[ редактировать ]Синтез и термическое разложение ферриоксалата калия является популярным занятием для студентов старших классов, колледжей и студентов университетов, поскольку оно включает в себя химию комплексов переходных металлов, визуально наблюдаемую фотохимию и термогравиметрию . [9]
Чертежи
[ редактировать ]До того, как широко распространены струйные и лазерные принтеры , крупногабаритные инженерные чертежи обычно воспроизводились методом цианотипии .
Это был простой контактный фотографический процесс, в результате которого создавалась «негативная» копия исходного рисунка (белое на синем) — чертеж . Процесс основан на фотолизе комплекса железа(III), который превращается в нерастворимую версию железа(II) на участках бумаги, подвергшихся воздействию света.
Комплекс, используемый при цианотипировании, представляет собой в основном цитрат аммония-железа (III) , но также используется ферриоксалат калия. [10] [11]
См. также
[ редактировать ]Известен ряд других оксалатов железа:
См. оксалатный комплекс переходного металла .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Ж. Ладриер (1992): «Мессбауэровское исследование термического разложения тригидрата трис(оксалато)феррата(III) калия и дигидрата бис(оксалато)феррата(II)». Сверхтонкие взаимодействия , том 70, выпуск 1, страницы 1095–1098. дои : 10.1007/BF02397520
- ^ «5936-11-8 - Тригидрат триоксалатоферрата(III) калия - Оксалат калия-железа(III) - 31124 - Alfa Aesar» . www.alfa.com .
- ^ Jump up to: а б А. Сарита, Б. Раджу, М. Рамачари, П. Рагхавая и К. А. Хусейн (2012) «Синтез, кристаллическая структура и характеристика хирального трехмерного безводного трис (оксалато) феррата калия (III)», Physica B: Конденсированная материя , том 407, выпуск 21, страницы 4208-4213. дои : 10.1016/j.physb.2012.07.005
- ^ Jump up to: а б Бейлар-младший, Джон К.; Джонс, Элдон М. (1939). «Триоксалатосоли (триоксалатоалюминат, -ферриат, -хромиат и -кобальтиат)». Неорганические синтезы . 1 : 35–38. дои : 10.1002/9780470132326.ch13 . ISBN 9780470132326 .
- ^ Jump up to: а б Джанк, Питер С. (2005). «Супрамолекулярные взаимодействия в рентгенокристаллической структуре тригидрата трис(оксалато)феррата(III) калия». Дж. Коорд. Хим . 58 (4): 355–361. дои : 10.1080/00958970512331334250 . S2CID 216142329 .
- ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 .
- ^ Jump up to: а б Хэтчард, CG; Паркер, Калифорния (1956). «Новый чувствительный химический актинометр. II. Ферриоксалат калия как стандартный химический актинометр». Труды Лондонского королевского общества . 235 (1203): 518–36. Бибкод : 1956RSPSA.235..518H . дои : 10.1098/rspa.1956.0102 . S2CID 98652159 .
- ^ Поздняков Иван П.; Кель, Оксана В.; Плюснин Виктор Ф.; Гривин Вячеслав П.; Бажин, Николай М. (2008). «Новый взгляд на фотохимию ферриоксалата». Дж. Физ. хим. А. 112 (36): 8316–8322. Бибкод : 2008JPCA..112.8316P . дои : 10.1021/jp8040583 . ПМИД 18707071 .
- ^ Джон Олмстед (1984): «Приготовление и анализ тригидрата трис (оксалато) феррата (III) калия: общий химический эксперимент». Журнал химического образования , том 61, выпуск 12, страница 1098. дои : 10.1021/ed061p1098
- ^ Пабло Алехандро Фиорито и Андре Сарто Поло (2015): «Новый подход к цианотипической фотографии с использованием трис-(оксалато)феррата (III): комплексный эксперимент». Журнал химического образования , том 92, выпуск 10, страницы 1721–1724. два : 10.1021/ed500809n
- ^ Майк Уэр (2014): Цианамикон - история, наука и искусство цианотипии: фотографическая печать берлинской лазурью . Интернет-документ на сайте www.academia.edu, опубликованный www.mikeware.co.uk, по состоянию на 29 марта 2019 г.