Ферриоксалат калия, также называемый трисоксалатоферратом калия или трис(оксалато)ферратом(III) калия [3] — это химическое соединение с формулой K 3 [ Fe ( C 2 O 4 ) 3 ] . Часто встречается в виде тригидрата K 3 [Fe(C 2 O 4 ) 3 ]·3H 2 O. Оба являются кристаллическими соединениями, лаймово-зеленого цвета. [4]
Соединение представляет собой соль , состоящую из анионов ферриоксалата , [Fe(C 2 O 4 ) 3 ] 3− и катионов калия K + . Анион представляет собой комплекс оксалата 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 флуоресцентный зеленый цвет. Соль доступна в безводной форме [3], а также в виде тригидрата . [5]
Ферриоксалат-анион достаточно стабилен в темноте, но разлагается под действием света и высокоэнергетического электромагнитного излучения .
Комплекс может быть синтезирован реакцией между сульфатом железа (III) , оксалатом бария и оксалатом калия : [4]
Как можно прочитать в ссылке выше, сульфат железа (III), оксалат бария и оксалат калия смешиваются в воде и вывариваются в течение нескольких часов на паровой бане. Ионы оксалата из оксалата бария затем заменят ионы сульфата в растворе, удаляя их в виде BaSO4 , который затем можно отфильтровать, а чистый материал можно кристаллизовать.
Структуры тригидрата и безводной соли были тщательно изучены. [5] что указывает на то, что Fe(III) является высокоспиновым ; поскольку низкоспиновый комплекс будет демонстрировать искажения Яна-Теллера . Аммонийные и смешанные натриево-калиевые соли изоморфны , как и родственные комплексы с Al 3+ , Cr 3+ и V 3+ .
Ферриоксалатный комплекс проявляет спиральную хиральность , поскольку может образовывать две несовмещаемые геометрии. В соответствии с конвенцией ИЮПАК изомер с левосторонней винтовой осью обозначен греческим символом Λ (лямбда). Его зеркальное изображение с правосторонней винтовой осью обозначено греческим символом Δ (дельта). [6]
Ферриоксалат-анион чувствителен к свету и высокоэнергетическому электромагнитному излучению, включая рентгеновские лучи и гамма-лучи . Поглощение фотона вызывает разложение одного оксалат-иона до углекислого газа CO2 и восстановление атома железа(III) до железа(II). [7] Это светочувствительное свойство используется для химической актинометрии , измерения светового потока и для подготовки светокопий . Эта катализируемая светом окислительно - восстановительная реакция когда-то легла в основу некоторых фотографических процессов. Однако из-за их нечувствительности и доступности современной цифровой фотографии эти процессы устарели.
Тригидрат теряет три молекулы воды при 113 °C. [1]
При температуре 296 °C безводная соль разлагается на комплекс железа(II), ферриоксалат калия, оксалат калия и диоксид углерода : [1]
Открытие эффективного фотолиза аниона ферриоксалата стало важной вехой для химической фотохимии и актинометрии . Было обнаружено, что соль калия более чем в 1000 раз более чувствительна, чем оксалат уранила , соединение, ранее использовавшееся для этих целей. [7] [8]
Синтез и термическое разложение ферриоксалата калия является популярным упражнением для студентов старших классов, колледжей и университетов, поскольку он включает в себя химию комплексов переходных металлов, визуально наблюдаемую фотохимию и термогравиметрию . [9]
До появления широкоформатных струйных и лазерных принтеров крупноформатные инженерные чертежи обычно воспроизводились методом цианотипии .
Это был простой контактный фотографический процесс, который производил «негативную» белую на синем копию оригинального рисунка — светокопию . Процесс основан на фотолизе комплекса железа (III), который превращается в нерастворимую версию железа (II) на участках бумаги, которые подвергались воздействию света.
Комплекс, используемый в цианотипии, в основном представляет собой цитрат аммония и железа , но также используется ферриоксалат калия. [10] [11]
Известен ряд других оксалатов железа:
См. комплекс оксалата переходного металла .