Práctica de Laboratorio: Reacciones del Catión Hierro (III)
Introducción
El catión hierro (III), también
conocido como ion férrico (Fe3+), es una especie química que exhibe
un amplio rango de reacciones debido a su naturaleza de catión de transición y
su capacidad para formar complejos con diversos ligandos. Este ion es muy
reactivo en solución acuosa, especialmente en presencia de agentes complejantes
o reductores. En esta práctica, se explorarán varias reacciones características
del Fe3+, enfocándose en su comportamiento como agente oxidante y en
la formación de precipitados y complejos coloreados que lo identifican.
Objetivo General
Estudiar y caracterizar las reacciones
del catión Fe3+ mediante pruebas cualitativas en el laboratorio.
Objetivos
Específicos
- Observar la formación de complejos coloreados de Fe3+
con diversos reactivos.
- Identificar las propiedades oxidantes del catión Fe3+.
- Analizar los cambios de color y precipitados
formados en las reacciones de Fe3+ para su identificación.
Fundamentos Teóricos
1. Propiedades del Ion Fe3+
El hierro es un metal de transición
que se encuentra en la naturaleza en varios estados de oxidación, siendo el Fe²⁺
y Fe3+ los más comunes. En el estado Fe3+, el hierro es
altamente reactivo y tiende a formar complejos con una variedad de ligandos,
incluyendo aniones como cloruros, hidroxilos y cianuros. Debido a su capacidad
para aceptar electrones, el catión Fe3+ actúa como un agente
oxidante en muchas reacciones.
2. Formación de Complejos de Fe3+
El catión Fe3+ tiene una
alta afinidad por ligandos donadores de electrones, lo que le permite formar
complejos estables con ligandos como el ion tiocianato (SCN-) y el
ion oxalato (C2O42-). Estos complejos suelen
presentar colores característicos que pueden utilizarse como pruebas
cualitativas para detectar la presencia de Fe3+ en una muestra.
3. Precipitación de Hidróxidos de Fe3+
Una de las reacciones más conocidas de
Fe3+ es la formación de hidróxido férrico (Fe(OH)3 al
agregar una base fuerte, como el hidróxido de sodio (NaOH). El hidróxido
férrico es un precipitado de color marrón rojizo, característico de este catión
en solución.
4. Propiedades Oxidantes del Catión Fe3+
El ion Fe3+ puede actuar
como un oxidante fuerte, reduciéndose a Fe2+ en el proceso. Esta
propiedad permite que participe en reacciones de óxido-reducción, como la
reacción con yoduro (I-), donde el Fe3+ al yoduro a yodo
elemental (I).
Materiales y
Reactivos
- Solución de FeCl3
- Hidróxido de sodio (NaOH) a 1 M
- Solución de tiocianato de potasio (KSCN) a 1 M
- Solución de oxalato de amonio ((NH4)2C2O4)
a 1 M
- Solución de yoduro de potasio (KI) a 1 M
- Tubos de ensayo y gradilla
- Vaso de precipitados
- Pipetas y varilla de agitación
- Gafas de seguridad y guantes de látex
Procedimiento
- Reacción con Hidróxido de Sodio (NaOH)
- En un tubo de ensayo, añadir 2 mL de solución de
FeCl3.
- Agregar lentamente gotas de NaOH 1 M mientras se
agita.
- Observar la formación de un precipitado marrón
rojizo de Fe(OH)3.
- Reacción con Tiocianato de Potasio (KSCN)
- En un nuevo tubo de ensayo, agregar 2 mL de
solución de FeCl3.
- Añadir unas gotas de KSCN a 1 M y observar el
cambio de color.
- Se debe formar un complejo de color rojo intenso
debido a la formación de Fe(SCN)2+.
- Reacción con Oxalato de Amonio ((NH4)2C2O4)
- Colocar 2 mL de solución de FeCl3 en
otro tubo de ensayo.
- Agregar unas gotas de solución de oxalato de
amonio y observar la formación de un precipitado amarillo pálido de Fe2(C2O4)3.
- Reacción con Yoduro de Potasio (KI)
- En un tubo de ensayo, agregar 2 mL de solución de
FeCl3.
- Añadir unas gotas de KI a 1 M y observar el
cambio de color.
- La reacción genera yodo molecular (I2)
que puede observarse como un color marrón o al agregar almidón, da una
coloración azul.
Cuestionario
- ¿Por qué el catión Fe3+ forma complejos
con tiocianato y oxalato?
- ¿Qué indica la formación de un precipitado de
Fe(OH)3 al añadir NaOH a la solución de FeCl3?
- Explica la reacción redox entre el Fe3+
y el I−. ¿Qué observas?
- ¿Qué función cumple el ion SCN− en la
prueba con tiocianato de potasio?
Precauciones
- Manipular los reactivos con precaución y utilizar
equipo de protección personal (guantes y gafas de seguridad).
- Evitar el contacto de soluciones concentradas de
FeCl3 con la piel.
- Desechar los residuos de las reacciones conforme a
las normas de manejo de residuos del laboratorio.
Referencias
- Shriver, D. F., Atkins, P., & Langford,
C. H. (2010). Química inorgánica. Reverté.
- Cotton, F. A., & Wilkinson, G. (1999). Advanced
Inorganic Chemistry (6th ed.). Wiley.
- Housecroft, C. E., & Sharpe, A. G.
(2012). Inorganic Chemistry (4th ed.). Pearson.
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