Nitrato ferrico

Il nitrato ferrico, o nitrato di ferro(III), è il nome usato per una serie di composti inorganici con la formula $\mathrm{F}\mathrm{e}(\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_3\cdot (\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}){\phantom{A}}_n$. Il più comune è il $\mathrm{F}\mathrm{e}(\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_3\cdot (\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}){\phantom{A}}_9$. Gli idrati del nitrato ferrico sono tutti sali paramagnetici solubili in acqua.

Idrati

Il nitrato ferrico è deliquescente e si trova comunemente come $\mathrm{F}\mathrm{e}(\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_3\cdot 9\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$ nonaidrato, che forma cristalli da incolori a viola pallido. Questo composto è il sale trinitrato del complesso acquoso $[\mathrm{F}\mathrm{e}(\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}){\phantom{A}}_6]{\phantom{A}}^{3+}$.

Altri idrati $\mathrm{F}\mathrm{e}(\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_3\cdot (\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}){\phantom{A}}_x$, includono:

• tetraidrato $(x=4)$, più precisamente $[\mathrm{F}\mathrm{e}(\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_2(\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}){\phantom{A}}_3^{+}][\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3{\phantom{A}}^{-}]\cdot \mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$, ha cationi complessi dove l'atomo $\mathrm{F}\mathrm{e}{\phantom{A}}^{3+}$ è coordinato con due anioni nitrato come leganti bidentati e tre delle quattro molecole d'acqua, in una configurazione bipiramidale pentagonale con due molecole d'acqua ai poli.

• pentaidrato $(x=5)$, più precisamente penta-acqua nitrato di ferro(III) dinitrato, $[\mathrm{F}\mathrm{e}(\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3)(\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}){\phantom{A}}_5^{2+}][\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3{\phantom{A}}^{-}]{\phantom{A}}_2$, in cui l'atomo $\mathrm{F}\mathrm{e}{\phantom{A}}^{3+}$ è coordinato a cinque molecole d'acqua e un legante unidentato di anione nitrato in configurazione ottaedrica.

• esaidrato $(x=6)$, più precisamente $[\mathrm{F}\mathrm{e}(\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}){\phantom{A}}_6^{3+}][\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3{\phantom{A}}^{-}]{\phantom{A}}_3$, dove l'atomo $\mathrm{F}\mathrm{e}{\phantom{A}}^{3+}$ è coordinato a sei molecole d'acqua in configurazione ottaedrica.

Proprietà chimiche

Decomposizione

Quando disciolto, il nitrato ferrico forma una soluzione gialla a causa dell'idrolisi. Quando riscaldato a una temperatura prossima all'ebollizione, l'acido nitrico evapora dalla soluzione e tutto il ferro precipita come ossido ferrico ($\mathrm{F}\mathrm{e}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$).

Il composto si dissolve in acido stearico fuso e si decompone a circa 120 °C per dare idrossido ferrico ($\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{O}(\mathrm{O}\mathrm{H})$).

Preparazione

Il composto può essere preparato trattando la polvere metallica di ferro con acido nitrico:

$\mathrm{F}\mathrm{e}+4\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3⟶\mathrm{F}\mathrm{e}(\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_3+\mathrm{N}\mathrm{O}+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

o, equivalentemente, è preparato trattando il ferro sempre con acido nitrico in modo che si sviluppi diossido di azoto gassoso:

$\mathrm{F}\mathrm{e}+6\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3⟶\mathrm{F}\mathrm{e}(\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_3+3\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Applicazioni

Il nitrato ferrico non ha applicazioni su larga scala. È un catalizzatore per la sintesi di ammoniuro di sodio da una soluzione di sodio in ammoniaca:

$2\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3+2\mathrm{N}\mathrm{a}⟶2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2$

Alcune argille impregnate di nitrato ferrico si sono dimostrate utili ossidanti nella sintesi organica. Ad esempio, il nitrato ferrico sulla montmorillonite, un reagente chiamato "Clayfen", è stato impiegato per l'ossidazione degli alcoli in aldeidi e dei tioli in disolfuri.

Le soluzioni di nitrato ferrico sono utilizzate da gioiellieri e fabbri per incidere l'argento e le leghe d'argento.