Дитиосульфатоферрат (III)

Это комплексное соединения образуется при взаимодействии железа 3+ с тиосульфатом натрия. Комплексное соединение окрашено в интенсивный фиолетовый цвет [8].

 

FeCl₃+ 2 Na₂S₂O₃ → 3 NaCl + Na[Fe(S₂O₃)₂]

 

Далее окраска исчезает вследствие восстановления данной соли до бесцветной соли железа (II) тиосульфата и тетратионата [9].

 

2Na[Fe(S₂O₃)₂] →FeS₂O₃+ FeS₄O₆+Na₂S₂O₃

Дифосфатоферрат

В кислой среде фосфаты и фосфорная кислота с ионами железа образуют бесцветные комплексы [Fe(PO₄)₂] ^3-[12]:

 

FeCl₃ + H₃PO₄ + K₃PO₄ → K₃[Fe(PO₄)₂] + 3HCl

Катион гексаамминжелеза (II)

Катион [Fe(NH₃)₆]²⁺ малоустойчив и водой мгновенно разлагается [14]:

 

[Fe(NH₃)₆]²⁺ + 6H₂O = Fe(OH)₂↓ + 4NH₃∙H₂O + 2NH₄⁺

Комплексы с другими лигандами

К числу высокоспиновых комплексов Fe²⁺, образованных монодентантными лигандами, относятся акваионы [Fe(H₂O)₆]²⁺, КС с галогенид-ионами, например, K₂[FeF₄], в структуре которого зафиксированы конденсированные октаэдры [FeF₆] [12].

Железо (II) в КС с полидентантными лигандами неустойчиво, так как быстро окисляется кислородом воздуха и водой, переходя в более термодинамически стабильные КС железа (III) [10].

Триоксалатоферраты (III, II) калия

Триоксалатоферрат (III) калия получают при взаимодействии сульфата железа (III), оксалата бария, и оксалата калия в водном растворе:

 

Fe₂(SO₄)₃ + Ba₂(C₂O₄)₂ + 4K₂C₂O₄ = 2K₃[Fe(C₂O₄)₃] + 2BaSO₄ + K₂SO₄

 

Под действием света с длиной волны меньше 490 нм Fe(III) количественно восстанавливается до Fe(II) за счет окисления части ионов C₂O₄^2- до CO₂ [14]:

 

2K₃[Fe(C₂O₄)₃] = 2K₂[Fe(C₂O₄)₂] + K₂C₂O₄ + 2CO₂ ↑

 

Образующийся при этом оксалатный комплекс железа (II) хорошо растворим в воде, и выделяется из раствора в виде кристаллогидрата K₂[Fe(C₂O₄)₂] ∙6H₂O золотисто-желтого цвета.

Фото. 3. Триоксалатоферрат (II) калия

Хелаты

Термин хелат (англ. chelate от греческого «клешня») принят для обозначения циклических структур, которые образуются в результате присоединения катиона к двум или более донорным атомам, принадлежащим одной молекуле комплексона. В соответствии с термином хелат эти соединения следует представлять в виде какого-то краба, который своими полидентатными клешнями прочно захватывает ион металла, и чем больше клешней, тем прочнее захват. Как буквальный перевод слова chelate в литературе до сравнительно недавнего времени для обозначения комплексных соединений с циклическими структурами использовался термин "клешневидные соединения" [16].

Замыкание циклов при образовании хелатных соединений является важным фактором, обусловливающим высокую устойчивость комплексонатов. Комплексные соединения, содержащие циклические группировки, отличаются более высокой прочностью, чем соединения, не содержащие циклов, а наибольшей устойчивостью обладают комплексы с пяти- и шестичленными циклами.

Хелатные комплексы наиболее характерны для комплексонов. Термин «комплексоны» предложен в 1945 году профессором Цюрихского университета Г. Шварценбахом (1904 — 1978) для органических лигандов группы полиаминополикарбоновых кислот [16].

Наиболее часто используемым комплексоном является этилендиаминтетраацетат (ЭДТА, трилон-Б).

 

 

Комплекс железа с ЭДТА ([Fe(ЭДТА)(H₂O)]^-) относится к числу низкоспиновых[14]. В нем лиганд ЭДТА^4-, как обычно, гексадентантен. Однако, КЧ иона Fe³⁺ равно 7, поскольку, кроме четырех атомов кислорода и двух атомов азота, ЭДТА^4- во внутреннюю сферу КС входит атом кислорода внутрисферной гидратной воды:

 

 

Образование хелатных структур характерно не только для комплексонов, но для других органических соединений. Например, очень устойчивы КС железа с бета-дикетонами. Простейший из бета-дикетонов железа – трисацетилацетонат Fe(AcAc)₃ [14].

 

При нагревании сублимируется без разложения. В его молекуле имеются 3 шестичленных хелатных цикла. Несмотря на принадлежность к высокоспиновым соединениям, трисацетилацетонат железа (III) ведет себя как соединение с молекулярной структурой: ионная составляющая связи Fe^III – лиганд экранируется углеводородными радикалами лиганда, в результате чего для соединения характерно слабое «органоподобное» межмолекулярное взаимодействие. Это объясняет его способность растворяться в малополярных растворителях и легко сублимироваться (150 ⁰С).

В качестве неофициальных реакций наиболее чувствительным реактивом на железо (II) является спиртовой раствор диметилглиоксима, который образует с железа (II) ионом комплексное хелатное соединение красного цвета, нерастворимое в растворе аммиака [11]:

 

1.3.7. Нитропруссид натрия.

Производное гексацианоферрата (III) железа, называемое нитропруссидом натрия Na₂[Fe(NO)⁺(CN)₅]∙2H₂O (кристаллы темно-красного цвета), можно получить, например, по реакции [14]:

 

Na₃[Fe(CN)₆] + NO = Na₂[Fe^II(NO)⁺(CN)₅] + NaCN

 

Таблица 3. Характеристика комплексных соединений железа.

Название	Формула	Валентность железа	P	Δ	Спиновое состояние	Схема расщепления d-орбиталей
Тетрафтороферрат (II)	[FeF4]2-	2	209,9	106,2	ВС
Нитропруссид	[Fe(NO)(CN)5]2-	2	209,9		НС
Гексаакважелезо (II)	[Fe(H2O)6] 2+	2	209,9	124,1	ВС
Комплекс с диметилглиоксимом (ДМГ)	[Fe(C2(CH3)2N2OH(OH))2]	2	209,9		НС
Гексаамминжелезо (II)	[Fe(NH3)6]2+	2	209,9	153,9	ВС
гексацианоферрат(II)	[Fe(CN)6]4-	2	209,9	403,2	НС
гексацианоферрат(III)	[Fe(CN)6]3-	3	357,9	417,6	НС
Дитиосульфатоферрат (III)	[Fe(S2O3)2]-	3	357,9		ВС
Дифосфатоферрат (III)	[Fe(PO4)2]3-	3	357,9		ВС
Триоксалатоферрат (III)	[Fe(C2O4)3]3-	3	357,9		ВС
Комплекс с ЭДТА	[Fe(ЭДТА)H2O]-	3	357,9		НС

Практическая часть

Синтезы комплексов