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Ferro Básico

Publicado em 10/04/2008 

Compostos

O ferro tem uma química característica dos metais de transição, sendo capaz de formar uma grande variedade de compostos que desempenham um papel importantíssimo tanto a nível biológico como a nível industrial e económico.

A esmagadora maioria dos compostos com ferro possui este metal nas formas Fe(II) e Fe(III), correspondentes, respectivamente, aos estados de oxidação +2 e +3. Estas formas podem ser encontradas em compostos como os óxidos FeO, Fe3O4 e Fe2O3. O primeiro (FeO) é um pó negro bastante reactivo, o segundo (Fe2O3) tem uma grande importância comercial e o terceiro (Fe3O4) é fortemente magnético.

Para além dos óxidos puros mencionados, o ferro pode participar em óxidos mistos. Por exemplo, as ferrites, de forma geral MIIFeIII2O4, têm grande aplicação industrial, quer como núcleos para transformadores de alta frequência, em memórias de computadores, ou em ímans permanentes.

Os estados de oxidação Fe(II) e Fe(III) podem ainda ser encontrados numa grande variedade de compostos e estão associadas às formas iónicas do ferro, Fe2+ e Fe3+, em solução aquosa. O ião Fe2+ é facilmente oxidado a Fe3+ mas a coordenação de ligandos ao ferro pode alterar radicalmente o potencial redox do ião, podendo estabilizar o estado de oxidação 2+.

A formação de aquo-complexos de Fe2+, que ocorre em soluções aquosas na ausência de outros grupos que se possam coordenar ao ferro, dá origem ao ião [Fe(H2O)6]2+ que apresenta uma cor clara azul-esverdeada. Este complexo também está presente em alguns sólidos, sendo um bom exemplo o FeSO4.7H2O, cuja fama remonta ao século XIII, na sua utilização como corante verde para o vidro ou o sal de Mohr ((NH4)2SO4FeSO4.6O), introduzido em análise volumétrica como agente redutor padrão por K.F. Mohr em 1850.

Podem obter-se sais ferrosos (contendo o ião Fe2+) com a maior parte dos aniões comuns, incluindo com todos os halogenetos. A química destes sais é muito condicionada pela facilidade com que o ião Fe2+ se oxida a Fe3+, o que torna a maior parte destes sais instáveis em relação à oxidação ao ar.

O Fe(II) apresenta uma rica química de coordenação, sendo uma grande parte dos complexos octaédricos, ainda que outras geometrias também sejam conhecidas. Por exemplo os complexos [FeX4]2- (X = Cl, Br, I, SCN) são tetraédricos.

Não se pode deixar de referir o complexo [Fe(η5-C5H5)2], conhecido por ferroceno Player. A sua descoberta revolucionou a química organometálica, dando origem a uma enorme família de compostos, cuja relevância se estende ao domínio da catálise. Os químicos G. Wilkinson e E.O. Fischer partilharam o Prémio Nobel da Química de 1973 pelo seu trabalho nestes compostos e, nomeadamente, pela elucidação da estrutura peculiar que ele apresenta.

Os compostos férricos (contendo ferro no estado de oxidação 3+) são os mais comuns do ferro, quando expostos à atmosfera. Incluem uma grande variedade de complexos, nomeadamente, com ligandos oxigenados, como os fosfato ou os oxalatos.

A geometria mais comum destes compostos é octaédrica, conhecendo-se, no entanto exemplos de complexos com outras geometrias: FeCl4- é tetraédrico. Os complexos podem ser de alto ou baixo spin.

O mundo fica algo mais colorido na presença destes compostos, sendo de mencionar o complexo com tiocianato Player, [Fe(SCN)(H2O)5]2+, que apresenta uma cor vermelha-sangue muito intensa, sendo a adição de tiocianato utilizada como teste para a presença de Fe3+ em solução. Existem, contudo, exemplos incolores, como é o caso do [FeF6]3-.

Outro exemplo interessante é o composto misto de Fe2+ e Fe+3, Fe4[Fe(CN)6]3, conhecido como azul da prússia Player. Este composto, insolúvel, pode ser obtido adicionando uma solução contendo o ião ferrocianeto (complexo de Ferro II) a uma solução contento Fe3+, sendo um importante corante azul.

Para além dos estados de oxidação (II) e (III), são ainda conhecidos estados entre (IV) e (VI). Os estados superiores como o Fe (V) ou Fe (VI) podem ser encontrados, respectivamente, em compostos como os óxidos [FeO4]3- e [FeF4]2-, compostos de elevado poder oxidante dada a instabilidade destes estados de oxidação muito elevada para o ferro. Tal não se verifica com o ruténio e ósmio, do mesmo grupo, que apresentam frequentemente estados de oxidação muito elevados.

Os exemplos de compostos de ferro com aplicações práticas são praticamente intermináveis. Para além dos que já se mencionaram, alguns exemplos de compostos e respectivas utilizações são:

  • O acetato de ferro, Fe(C2H3O2]2 - utilizado num vasto conjunto de tintas negras;
  • O carbonato de ferro FeCO3 - muito utilizado como suplemento de ferro na alimentação de animais;
  • A magnetite, Fe3O4, é utilizado como base para o catalisador BASF no processo de síntese da amónia;
  • O sulfato ferroso, Fe(SO4) - utilizado como fungicida;
  • O sulfato férrico, Fe2(SO4)3 - utilizado no tratamento de esgotos e como pigmento;
  • Sulfato, fumarato e gluconato ferrosos são aplicados no tratamento da anemia;
  • A ferrite, BaFe12O19, é utilizada em materiais magnéticos
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