Żelazian(VI) potasu

związek chemiczny

Żelazian(VI) potasu, żelazian potasu, K
2
FeO
4
nieorganiczny związek chemiczny, sól potasowa kwasu żelazowego (nieistniejącego w stanie wolnym). Ta fioletowa sól stanowi rzadki przypadek związku żelaza na VI stopniu utlenienia. Zwykle pierwiastek ten tworzy połączenia na stopniu utlenienia II lub III. Z uwagi na bardzo wysoki stopnień utlenienia żelaza anion FeO2−
4
jest silnym utleniaczem. Żelazian potasu znajduje zastosowanie w tzw. zielonej chemii, ponieważ produktami ubocznymi jego użycia są stosunkowo obojętne dla środowiska tlenki żelaza, a pozostałości samego związku szybko rozkładają się w wodzie[2] (w odróżnieniu np. od dichromianów, które mogą pozostawać w środowisku dłużej i mają m.in. działanie kancerogenne). Duża nietrwałość w roztworach wodnych stanowi jednak poważny problem w próbach stosowania żelazianu potasu w laboratoriach oraz przemyśle. Nadto do niektórych procesów jego zdolności utleniające są zbyt duże.

Żelazian(VI) potasu
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny

K
2
FeO
4

Masa molowa

198,04 g/mol

Wygląd

purpurowe kryształki

Identyfikacja
Numer CAS

13718-66-6

PubChem

53493006

Podobne związki
Inne aniony

dichromian potasu, nadmanganian potasu

Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Reakcje redoks i ich zastosowanieEdytuj

W postaci suchego ciała stałego żelazian potasu jest stabilny. W wodzie ulega rozkładowi z wydzieleniem tlenu, proces znacząco przyspiesza w przypadku zakwaszenia. Roztwór o głębokiej, fioletowej barwie przypomina fizycznie i chemicznie roztwór nadmanganianu potasu (KMnO
4
), lecz stanowi silniejszy utleniacz.

Wysoka zdolność utleniająca i biologiczne bezpieczeństwo stosowania sprawiły, że wykorzystuje się go np. w oczyszczaniu ścieków ze związków organicznych oraz biocydów. W syntezie organicznej bywa używany do utleniania alkoholi pierwszorzędowych[3].

Zwraca uwagę możliwość jego wykorzystania jako materiału katodowego w bateriach[4].

Budowa i syntezaEdytuj

 
Surowy roztwór wodny żelazianu potasu otrzymany przez ogrzewanie KNO
3
z pyłem żelaza i wyługowanie produktu

Związek jest izostrukturalny z takimi solami, jak K
2
MnO
4
, K
2
CrO
4
i K
2
SO
4
. Sieć krystaliczna składa się z jonów potasowych oraz tetraedrycznych anionów FeO2−
4
, przy czym odległość FeO wynosi 1,66 Å[5].

Powstawanie fioletowego roztworu podczas ługowania pozostałości po spaleniu mieszaniny azotanu sodu (saletry chilijskiej) i pyłu żelaznego jako pierwszy opisał Georg Ernst Stahl. Później Edmond Frémy odkrył, że połączenie wodorotlenku potasu i tlenku żelaza(III) na powietrzu daje związek rozpuszczalny w wodzie o właściwościach podobnych do nadmanganianu potasu.

Obecnie w laboratorium wykorzystuje się głównie metodę otrzymywania żelazianu przez utlenianie alkalicznego roztworu jonów Fe3+
za pomocą podchlorynów[6], np. NaClO.

PrzypisyEdytuj

  1. a b Żelazian(VI)potasu (nr 480010) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Polski. [dostęp 2020-05-12]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  2. Egon Wiberg, Nils Wiberg, Arnold Frederick Holleman, Inorganic Chemistry, San Diego: Academic Press, 2001, ISBN 0-12-352651-5, OCLC 48056955.[potrzebny numer strony]
  3. James R. Green, Potassium Ferrate, [w:] Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, John Wiley & Sons, 2001, DOI10.1002/047084289x.rp212, ISBN 978-0-470-84289-8 (ang.).
  4. ‘Super-iron’ battery shows great potential, [w:] Dataweek [online], 26 stycznia 2000 [dostęp 2012-07-11] (ang.).
  5. M.L. Hoppe, E.O. Schlemper, R.K. Murmann, Structure of dipotassium ferrate(VI), „Acta Crystallographica Section B”, 38 (8), 1982, s. 2237–2239, DOI10.1107/S0567740882008395 (ang.).
  6. J.M. Schreyer i inni, Potassium Ferrate(VI), [w:] Inorganic Syntheses, John C. Bailar (red.), t. 4, Wiley, 1953, s. 164–168, DOI10.1002/9780470132357.ch54, ISBN 978-0-470-13235-7 (ang.).