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EDTA férrico

El EDTA férrico es el complejo de coordinación formado a partir de iones férricos y EDTA . El EDTA tiene una alta afinidad por los iones férricos. Da soluciones acuosas amarillentas . [1]

Síntesis y estructura

Las soluciones de Fe(III)-EDTA se producen combinando sales ferrosas y soluciones acuosas de EDTA conocidas como solución de Jacobson (consulte la ecuación química (1) en la Tabla (1)). [2]

Cerca del pH neutro, el complejo principal es [Fe(EDTA)(H 2 O)] , aunque la mayoría de las fuentes ignoran el ligando acuoso . El anión [Fe(EDTA)(H 2 O)] se ha cristalizado con muchos cationes, por ejemplo, el trihidrato Na[Fe(EDTA)(H 2 O)] . 2H 2 O. [3] Tanto las sales como las soluciones son de color marrón amarillento. Siempre que la solución nutritiva en la que se utilizará el complejo [Fe(EDTA)(H 2 O)] − tenga un pH de al menos 5,5, todo el hierro no acomplejado, como resultado de una reacción de síntesis incompleta , seguirá transformándose en quelato. forma férrica. [4]

Usos

El EDTA se utiliza para solubilizar el hierro (III) en agua. En ausencia de EDTA o agentes quelantes similares, los iones férricos forman sólidos insolubles y, por tanto, no están biodisponibles. [1]

Junto con el ácido pentético (DTPA), el EDTA se utiliza ampliamente para secuestrar iones metálicos. De lo contrario, estos iones metálicos catalizan la descomposición del peróxido de hidrógeno , que se utiliza para blanquear la pulpa en la fabricación de papel . Para ello se producen anualmente varios millones de kilogramos de EDTA. [5]

El quelato de hierro se usa comúnmente con fines agrícolas para tratar la clorosis , una condición en la que las hojas producen clorofila insuficiente . El hierro y el ligando son absorbidos por separado por las raíces de las plantas , por lo que el quelato férrico altamente estable se reduce primero al quelato ferroso menos estable. [6] En horticultura , el quelato de hierro a menudo se denomina "hierro secuestrado" y se utiliza como tónico para las plantas, a menudo mezclado con otros nutrientes y alimentos vegetales (por ejemplo, algas ). Se recomienda en horticultura ornamental para alimentar plantas ericáceas como los rododendros si crecen en suelos calcáreos . El hierro secuestrado queda disponible para las plantas ericáceas, sin necesidad de ajustar el pH del suelo , y así se previene la clorosis inducida por la cal .

El EDTA férrico se puede utilizar como componente de la solución Hoagland o de la solución nutritiva Long Ashton . [7] Según Jacobson (1951) , [2] la estabilidad del EDTA férrico se probó añadiendo 5 ppm de hierro, como complejo, a la solución de Hoagland a varios valores de pH. No se produjo pérdida de hierro por debajo de pH 6. Además de la receta original de Jacobson y un protocolo modificado por Steiner y van Winden (1970) , [4] una versión actualizada para producir el complejo férrico EDTA de Nagel et al. (2020) [8] se presenta en la Tabla (1).

La solución de Jacobson.

Tabla (1) para preparar la solución madre de EDTA férrico

La formación de Fe(III)-EDTA (FeY) se puede describir de la siguiente manera:

FeSO 4 ∙7H 2 O + K 2 H 2 Y + 1/4 O 2 → K[FeY(H 2 O)] . H2O + KHSO4 + 5,5 H2O (1) [8 ]

El quelato de hierro también se ha utilizado como cebo en el control químico de babosas , caracoles y pizarras en la agricultura en Australia y Nueva Zelanda . Tienen ventajas sobre otras sustancias generalmente venenosas utilizadas, ya que su toxicidad es más específica de los moluscos . [9]

El EDTA férrico se utiliza como blanqueador fotográfico para convertir el metal plateado en sales de plata , que luego pueden eliminarse.

Métodos de preparación de hierro EDTA.

El EDTA de hierro también se puede preparar utilizando diferentes fuentes de carbonatos , cloruros y sulfatos .

Hierro (II) -EDTA utilizando carbonatos

La combinación de carbonato de hierro, ácido EDTA e hidróxido de sodio da el hierro EDTA:

FeCO 3 + C 10 H 16 N 2 O 8 + 2 NaOH → C 10 H 12 FeNa 2 N 2 O 8 • 2 H 2 O + CO 2 + H 2 O

Con esta reacción el % Fe puede alcanzar un mínimo de 12,0 en forma quelada.

Hierro (III) -EDTA utilizando cloruros

La combinación de cloruro de hierro, ácido EDTA e hidróxido de sodio da el hierro EDTA:

FeCl 3 + C 10 H 16 N 2 O 8 + 4 NaOH → C 10 H 12 FeNaN 2 O 8 + 3 NaCl + 4 H 2 O

Esto da como resultado obtener % Fe = 9,0 y enriquecer el contenido de hierro con cloruro de sodio que se va a separar utilizando el método de cristalización y para esto dos veces de cloruro de hierro y sembrando con polvo de EDTA de hierro después de enfriar a 40 °C se obtiene polvo de EDTA de hierro.

Hierro(II)-EDTA utilizando sulfatos

La combinación de sulfato de hierro, ácido EDTA e hidróxido de sodio da el hierro EDTA:

FeSO 4 + C 10 H 16 N 2 O 8 + 4 NaOH → C 10 H 12 FeNa 2 N 2 O 8 + Na 2 SO 4 + 2 H 2 O

Esta combinación da un % de Fe de aproximadamente 9,5.

Derivados relacionados

Además del EDTA, el agente quelante EDDHA se utiliza para solubilizar el hierro en agua . También se puede utilizar con fines agrícolas, accesible a las plantas. [10]

En la terapia de quelación del hierro , se ha utilizado la deferoxamina para tratar el exceso de reservas de hierro, es decir, la hemocromatosis . [11]

Ver también

Referencias

  1. ^ ab Xue, Hanbin; Sigg, Laura; Kari, Franz Günter (1995). "Especiación de EDTA en aguas naturales: cinética de intercambio de Fe-EDTA en agua de río". Ciencia y Tecnología Ambiental . 29 (1): 59–68. doi :10.1021/es00001a007. PMID  22200201.
  2. ^ ab Jacobson, L. (1951). "Mantenimiento del suministro de hierro en soluciones de nutrientes mediante una única adición de tetraacetato de etilendiamina férrico y potásico". Fisiología de las plantas . 26 (2): 411–413. doi : 10.1104/pp.26.2.411. PMC 437509 . PMID  16654380. 
  3. ^ Solans, X.; Fuente Altaba, M.; García-Oricain, J. (1984). "Estructuras cristalinas de complejos metálicos de etilendiaminotetraacetato. V. Estructuras que contienen el anión [Fe (C 10 H 12 N 2 O 8 ) (H 2 O)] - ". Acta Crystallographica Sección C. 40 (4): 635–638. doi :10.1107/S0108270184005151.
  4. ^ ab Steiner, AA; van Winden, H. (1970). "Receta de sales férricas del ácido etilendiaminotetraacético". Fisiología de las plantas . 46 (6): 862–863. doi : 10.1104/pp.46.6.862. PMC 396702 . PMID  16657561. 
  5. ^ J. Roger Hart "Ácido etilendiaminotetraacético y agentes quelantes relacionados" en la Enciclopedia de química industrial de Ullmann, Wiley-VCH, Weinheim, 2005. doi :10.1002/14356007.a10_095
  6. ^ Van Driel, W. (1964). "El efecto del ácido etilendiaminotetraacético del hierro sobre el crecimiento y metabolismo de las plantas de tomate en cultivo acuático". Planta y Suelo . 20 : 85-104. doi :10.1007/BF01378101. S2CID  28252630.
  7. ^ Hewitt EJ (1966). Métodos de cultivo en arena y agua utilizados en el estudio de la nutrición vegetal. Farnham Royal, Inglaterra: Commonwealth Agriculture Bureaux, págs. 547. Comunicación técnica n.° 22 (segunda edición revisada) de la Commonwealth Bureau of Horticulture and Plantation Crops.
  8. ^ ab Nagel, KA; Lenz, H.; Kastenholz, B.; Gilmer, F.; Averesch, A.; Putz, A.; Heinz, K.; Fischbach, A.; Scharr, H.; Fiorani, F.; Walter, A.; Schurr, U. (2020). "La plataforma GrowScreen-Agar permite la identificación de la diversidad fenotípica en las características de crecimiento de raíces y brotes de plantas cultivadas en agar". Métodos vegetales . 16 (89): 1–17. doi : 10.1186/s13007-020-00631-3 . PMC 7310412 . PMID  32582364. 
  9. ^ Joven CL, Armstrong GD (2001). "Babosas, caracoles y cebos a base de hierro: un problema creciente y una solución de acción específica poco tóxica". Sociedad Australiana de Agronomía . El Instituto Regional . Consultado el 18 de octubre de 2009 .
  10. ^ Batra, PP; Maier, RH (1964). "Aislamiento y determinación del quelato de hierro férrico del ácido etilendiamina di (o-hidroxifenilacético) en tejidos vegetales". Planta y Suelo . 20 : 105-115. doi :10.1007/BF01378102. S2CID  9873911.
  11. ^ "Hemocromatosis: seguimiento y tratamiento". Centro Nacional sobre Defectos de Nacimiento y Discapacidades del Desarrollo (NCBDDD). 2007-11-01. Archivado desde el original el 18 de mayo de 2009 . Consultado el 18 de octubre de 2009 .