El ferrioxalato de potasio, también llamado trisoxalatoferrato de potasio o tris(oxalato)ferrato(III) de potasio [3] es un compuesto químico con la fórmula K 3 [ Fe ( C 2 O 4 ) 3 ] . A menudo se presenta como el trihidrato K 3 [ Fe(C 2 O 4 ) 3 ]·3H 2 O . Ambos son compuestos cristalinos, de color verde lima. [4]
El compuesto es una sal que consta de aniones de ferrioxalato , [Fe(C 2 O 4 ) 3 ] 3− y cationes de potasio K + . El anión es un complejo de oxalato de metal de transición que consta de un átomo de hierro en el estado de oxidación +3 y tres oxalatos bidentados C 2 O 2−4 ligandos . El potasio es un contraión que equilibra la carga −3 del complejo. En solución, la sal se disocia para dar el anión ferrioxalato, [Fe(C 2 O 4 ) 3 ] 3− , que aparece de color verde fluorescente. La sal está disponible en forma anhidra [3] así como en forma trihidrato . [5]
El anión ferrioxalato es bastante estable en la oscuridad, pero se descompone por la luz y la radiación electromagnética de alta energía .
El complejo se puede sintetizar mediante la reacción entre sulfato de hierro (III) , oxalato de bario y oxalato de potasio : [4]
Como se puede leer en la referencia anterior, el sulfato de hierro (III), el oxalato de bario y el oxalato de potasio se combinan en agua y se digieren durante varias horas en un baño de vapor. Los iones de oxalato del oxalato de bario reemplazarán a los iones de sulfato en solución, eliminándolos como BaSO 4 que luego se puede filtrar y el material puro se puede cristalizar.
Las estructuras del trihidrato y de la sal anhidra han sido ampliamente estudiadas. [5] lo que indica que el Fe(III) tiene un espín alto ; ya que el complejo de espín bajo mostraría distorsiones de Jahn-Teller . Las sales de amonio y de sodio-potasio mixtas son isomorfas , al igual que los complejos relacionados con Al 3+ , Cr 3+ y V 3+ .
El complejo de ferrioxalato muestra quiralidad helicoidal , ya que puede formar dos geometrías no superponibles. De acuerdo con la convención IUPAC, al isómero con el eje de tornillo hacia la izquierda se le asigna el símbolo griego Λ (lambda). Su imagen especular con el eje de tornillo hacia la derecha se le asigna el símbolo griego Δ (delta). [6]
El anión ferrioxalato es sensible a la luz y a la radiación electromagnética de alta energía, incluidos los rayos X y los rayos gamma . La absorción de un fotón provoca la descomposición de un ion oxalato en dióxido de carbono CO2 y la reducción del átomo de hierro(III) a hierro(II). [7] Esta propiedad fotosensible se utiliza para la actinometría química , la medida del flujo luminoso y para la preparación de planos . Esta reacción redox catalizada por la luz formó alguna vez la base de algunos procesos fotográficos. Sin embargo, debido a su insensibilidad y a la fácil disponibilidad de la fotografía digital avanzada, estos procesos están obsoletos.
El trihidrato pierde las tres moléculas de agua a 113 °C. [1]
A 296 °C, la sal anhidra se descompone en el complejo de hierro (II), ferrioxalato de potasio, oxalato de potasio y dióxido de carbono : [1]
El descubrimiento de la fotólisis eficiente del anión ferrioxalato fue un hito para la fotoquímica química y la actinometría . Se descubrió que la sal de potasio era más de 1000 veces más sensible que el oxalato de uranilo , el compuesto utilizado anteriormente para estos fines. [7] [8]
La síntesis y descomposición térmica del ferrioxalato de potasio es un ejercicio popular para estudiantes de secundaria, universitarios o de pregrado, ya que involucra la química de los complejos de metales de transición, la fotoquímica observable visualmente y la termogravimetría . [9]
Antes de la fácil disponibilidad de impresoras láser y de inyección de tinta de gran tamaño , los dibujos de ingeniería de gran tamaño se reproducían comúnmente mediante el método de cianotipia .
Se trataba de un sencillo proceso fotográfico basado en el contacto que producía una copia "negativa" en blanco sobre azul del dibujo original: un plano . El proceso se basa en la fotólisis de un complejo de hierro (III) que se convierte en una versión insoluble de hierro (II) en las zonas del papel que quedaron expuestas a la luz.
El complejo utilizado en cianotipia es principalmente citrato de hierro(III) y amonio, pero también se utiliza ferrioxalato de potasio. [10] [11]
Se conocen otros oxalatos de hierro:
Véase complejo de oxalato de metal de transición .