Idrossido ferrico

L'idrossido ferrico o idrossido di ferro(III) è un complesso di formula Fe(OH)3 in cui un catione di ferro(III) è legato a tre anioni idrossido. Appare come un solido marrone, inodore ed altamente insolubile in acqua. L’idrossido ferrico viene identificato anche con il numero di CAS: 1309-33-7.

Idrossido Ferrico

L'idrossido ferrico, in forma granulare, in polvere o in sospensione viene spesso utilizzato come assorbente per rimuovere vari metalli pesanti (ad es. Arsenico e cromo) dal suolo e dall'acqua contaminata.

Oltre all’arsenico esso è efficace nei confronti di altri metalli pesanti (es. antimonio, molibdeno, piombo, rame, selenio, vanadio) e dei fosfati.

La capacità di adsorbimento è tipicamente di 4-8 mgAs/g, ma questo dato è notevolmente influenzato dalla qualità dell’acqua da trattare.

Contrariamente agli idrossidi dei metalli alcalini e alcalino-terrosi, l'idrossido ferrico, Fe(OH)3, e l'idrossido di alluminio, Al(OH)3, non si sciolgono in acqua dissociandosi come ioni idratati.

Al contrario formano sospensioni colloidali di unità polimere in cui il metallo (il ferro o l'alluminio) lega sei ioni idrossido in coordinazione ottaedrica. L'unità strutturale è l'ottaedro [M(OH)6]6+, dove le sei cariche negative in eccesso sono neutralizzate con la condensazione con altri tre ottaedri.

Sintesi per reazione di scambio

Si può ottenere l'idrossido ferrico combinando un composto contenente uno ione ferro trivalente positivo ed uno contenente uno ione idrossido, come ad esempio cloruro ferrico e soda caustica.

FeCl3 (aq) + 3 NaOH(aq)/(s) → Fe(OH)3↓ + 3 NaCl(aq)

Questa è la reazione più semplice, eseguibile con i materiali più comuni di reperire. L'idrossido ferrico, essendo insolubile in acqua, può essere separato per semplice filtrazione.

o cloruro ferrico ed idrossido di ammonio.

3NH4OH(aq) + FeCl3(aq) → 3NH4Cl(aq) + Fe(OH)3↓

Possiamo anche semplicemente utilizzare il bicarbonato di sodio al posto della soda. Questa reazione ha il difetto di produrre velocemente tanto gas, con la creazione di bolle che gorgogliando fanno fuoriuscire parte della soluzione fuori dal contenitore. Si consiglia di utilizzare un contenitore alto, come una bottiglia e aggiungere il bicarbonato di sodio molto lentamente alla soluzione.

FeCl3 (aq) + 3 NaHCO3 (aq)/(s) → Fe(OH)3↓ + 3 NaCl(aq) + 3 CO2↑

Può risultare conveniente anche usare un sale di ferro(II) per risparmiare reagenti. In questo caso è importante farli precipitare sotto forma di idrossido ferroso. L’ idrossido ferroso, successivamente si ossiderà all'aria dove deve esserci presenza di acqua. Anche in questa reazione NaOH può essere sostituito con NaHCO3, NH4OH ecc.

4 FeCl2 (aq) + 8 NaOH(aq) + O2 (g) + 2 H2O(l) → 4 Fe(OH)3↓ + 8 NaCl(aq)

Sintesi per degradazione dell'idrossido ferroso

Se lasciato all'aria o in acqua, l'idrossido ferroso degrada spontaneamente in idrossido ferrico, formando un deposito arancio chiaro sopra al precipitato verde scuro di idrossido di ferro(II). Lasciando asciugare al sole dell'idrossido ferroso per qualche ora si otterrà un solido bruno scuro (color ruggine), ossia l'idrossido di ferro(III). Anche lasciando riposare dell'idrossido ferroso in un recipiente pieno d'acqua si otterrà idrossido ferrico, sotto forma di deposito arancio chiaro sopra al precipitato verde di idrossido di ferro(II).

Fe(OH)2 + H2O → Fe(OH)3 + ½H2↑

La reazione è piuttosto lenta, e si svolge nell'ordine di tempo delle ore, ma viene accelerata aumentando la temperatura.

Ferrobatteri

In natura l’idrossido ferrico può essere prodotto anche da organismi denominati ferrobatteri. I ferrobatteri sono forse gli organismi di disturbo più importanti nei sistemi ad acqua. I ferrobatteri sono in grado di assorbire il ferro presente nell’acqua e di restituirlo in forma di idrossido ferrico idrato.

I ferrobatteri ottengono energia termica per il proprio sostentamento dall'ossidazione del ferro ferroso a ferro ferrico e come prodotto di scarto rilasciano idrossido ferrico.

Il ferro può provenire dalla sorgente o dalla dissoluzione del ferro proveniente da particolari metallici come tubazioni o la parete del contenitore.

Le attività dei ferrobatteri specifici risultano nella deposizione di grandi quantità di idrato ferrico sotto forma di precipitazioni rossastre nell’acqua o nei tubi, nei filtri o altri particolari a contatto con l’acqua.

4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH)3

Sinonimi

idrossido di ferro ferrico (III), CAS 1309-33-7, (Fe (OH) 3, CAS 20344-49-4, (FeO (OH)), idrossido di ferro, idrossido di ferro granulare, fango di idrossido ferrico, ferro liquido

Proprietà generali

  • Formula bruta o molecolare: Fe(OH)3
  • Massa molecolare: 106,867 g/mol
  • Aspetto: Solido bruno
  • Numero CAS: 1309-33-7
  • Numero EINECS: 215-166-1
  • PubChem: 215-166-1

  • Proprietà chimico-fisiche
  • Densità (g/cm3, in c.s.): 3,4 - 3,9 g/cm3
  • Solubilità in acqua: Insolubile
  • Costante di solubilità a 291 K: 1,1 × 10-36
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