Ferroina

Ferroina
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareC36H24FeN2+6
Massa molecolare (u)596,27
Numero CAS14634-91-4
Numero EINECS238-676-6
PubChem84602
SMILES
C1=CC2=C(C3=C(C=CC=N3)C=C2)N=C1.C1=CC2=C(C3=C(C=CC=N3)C=C2)N=C1.C1=CC2=C(C3=C(C=CC=N3)C=C2)N=C1.[Fe+2]
Indicazioni di sicurezza
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La ferroina è un composto chimico con la formula [Fe(o-phen)3]SO4, dove o-phen (o anche phen) sta per orto-fenantrolina, il nome tradizionale della 1,10-fenantrolina, che è un chelante azotato bidentato. Il termine "ferroina" viene usato in modo inclusivo e comprende anche lo stesso ione complesso associato ad altri anioni, come ad esempio il cloruro.

Si tratta di un complesso di ione ferro d 6 a basso spin, qui spin 0, quindi lo ione e il composto salino sono diamagnetici; la configurazione elettronica delllo ione ferro(II) è t2g6; è un complesso a trasferimento di carica, qui dallo ione Fe2+ al ligando fenantrolina, caratteristica da cui viene il colore rosso intenso della transizione elettronica.

Struttura

Sono stati esaminati con la cristallografia ai raggi X diversi sali contenenti lo ione complesso [Fe(o-phen)3]2+ con vari controioni. Nella ferroina l'atomo di ferro è circondato da sei atomi di azoto della fenantrolina posti ai vertici di un ottaedro. La simmetria dello ione complesso è D3 e la distanza Fe−N risulta essere pari a 197,3 pm.

Indicatore redox

La ferroina viene usata come indicatore in chimica analitica. La parte attiva è lo ione [Fe(o-phen)3]2+, un cromoforo rosso intenso che può essere ossidato a ferriina [Fe(o-phen)3]3+, di colore azzurro intenso. La ferroina, stabile in soluzione indefinitamente nel tempo e fino a 60 °C, è adatta come indicatore in quanto il cambio di colore è rapido e molto pronunciato, oltre che reversibile. Il potenziale di questa reazione redox è E° = +1,147 V, ben maggiore di quello della coppia Fe3+/Fe2+, pari a 0,771 V.

Preparazione e reattività

Il solfato di ferroina, può essere preparato combinando fenantrolina con solfato ferroso in acqua:

3 phen + Fe2+ → [Fe(phen)3]2+

L'ossidazione della ferroina, facile e reversibile, porta a un complesso di Fe(III) analogo:

[Fe(phen)3]2+ → [Fe(phen)3]3+ + 1 e−       [E° = +1,147 V]

Per aggiunta di acido solforico, il ligandi fenantrolina si protonano e il complesso si dissolve e, oltre Fe2+ e SO42−, resta l'idrogenosolfato di fenantrolinio, [phenH]+[HSO4]−.

L'aggiunta di ioni cianuro alla soluzione acquosa di ferroina fa precipitare il complesso misto Fe(phen)2(CN)2 in cui due ioni CN− hanno spostano uno dei tre ligandi ferroina.

Note

  1. ↑ Nils Wiberg, Egon Wiberg e Arnold Frederik Holleman, Anorganische Chemie, 103. Auflage, De Gruyter, 2017, p. 1965, ISBN 978-3-11-026932-1.
  2. ↑ N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, p. 1092, ISBN 0-7506-3365-4.
  3. ↑ (EN) Arnd Vogler e Horst Kunkely, Photochemistry induced by metal-to-ligand charge transfer excitation, in Coordination Chemistry Reviews, vol. 208, n. 1, 1º ottobre 2000, pp. 321-329, DOI:10.1016/S0010-8545(99)00246-5. URL consultato il 23 luglio 2020.
  4. ↑ (EN) Joe Baker, Lutz M. Engelhardt e Brian N. Figgis, Crystal structure, electron spin resonance, and magnetism of tris(o-phenanthroline)iron(III) perchlorate hydrate, in Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions, n. 6, 1975, pp. 530, DOI:10.1039/dt9750000530. URL consultato il 1º agosto 2026.
  5. ↑ (EN) Simeen Sattar, A Unified Kinetics and Equilibrium Experiment: Rate Law, Activation Energy, and Equilibrium Constant for the Dissociation of Ferroin, in Journal of Chemical Education, vol. 88, n. 4, 1º aprile 2011, pp. 457–460, DOI:10.1021/ed100797s. URL consultato il 30 luglio 2026.
  6. 1 2 Daniel C. Harris, Quantitative Chemical Analysis, 8ª ed., W. H. Freeman and Company, 2010, pp. 345-346, ISBN 978-1-4292-1815-3, LCCN 2009943186.
  7. ↑ Nils Wiberg, Egon Wiberg e Arnold Frederik Holleman, Anorganische Chemie, 103ª ed., De Gruyter, 2017, p. 1957, ISBN 978-3-11-026932-1.
  8. ↑ Petr Vanýsek, ELECTROCHEMICAL SERIES (PDF), su depa.fquim.unam.mx. URL consultato il 30 luglio 2026.
  9. ↑ (EN) Varvara V. Avdeeva, Anna V. Vologzhanina e Lyudmila V. Goeva, Boron Cluster Anions [BnHn]2– (n = 10, 12) in Reactions of Iron(II) and Iron(III) Complexation with 2, 2′-Bipyridyl and 1, 10-Phenanthroline, in Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, vol. 640, n. 11, 2014, pp. 2149–2160, DOI:10.1002/zaac.201400137. URL consultato il 1º agosto 2026.
  10. ↑ (EN) Alfred A. Schilt, Peter A. Russo e Aaron Wold, Dicyanobis(1,10-phenanthroline)Iron(II) and Dicyanobis(2,2′-bipyridine)iron(II), John Wiley & Sons, Ltd, 1970, pp. 247–251, DOI:10.1002/9780470132432.ch43, ISBN 978-0-470-13243-2. URL consultato il 1º agosto 2026.

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