YaChudo

Фероїн

Переглядів: 0. Оновлено 01.11.2026.

Фероїн

Структура комплексного катіона [Fe(o-phen)3]2+ у фероїні
Ідентифікатори
Номер CAS 14634-91-4
PubChem 84567
Номер EINECS 238-676-6 Редагувати інформацію у Вікіданих
SMILES c12c3[n+]4cccc3ccc2ccc[n+]1[Ru-4]456(c7cccc(c78)ccc(c78)ccc[n+]67)[n+]1cccc2ccc3ccc[n+1]5c3c12
InChI 1/3C12H8N2.Fe.H2O4S/c3*1-3-9-5-6-10-4-2-8-14-12(10)11(9)13-7-1;;1-5(2,3)4/h3*1-8H;;(H2,1,2,3,4)/q;;;+2;/p-2
Властивості
Молекулярна формула C36H24FeN62+
Молярна маса 596,27 г/моль
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Фероїн (також відомий як трис(1,10-фенантролін)залізо(II)) – хімічна сполука з формулою [Fe(o-phen)3]SO4, де o-phen – це скорочення орто-фенантроліну для 1,10-Фенантроліну, бідентатного ліганда. Термін «фероїн» вживають у широкому значенні, включаючи солі з іншими аніонами, наприклад, хлоридами.[1] Фероїн є одним із багатьох комплексів перехідних металів із 1,10-фенантроліном.

Структура

Багато солей [Fe(o-phen)3]2+ були охарактеризовані за допомогою рентгенівської кристалографії. Структури [Fe(o-phen)3]2+ та [Fe(o-phen)3]3+ майже ідентичні, що узгоджується з тим, що обидва комплекси є низькоспіновими. Ці катіони мають октаедричну будову з групою симетрії D3. Відстані Fe–N становлять 197,3 пм.[2]

Отримання та хімічні властивості

Сульфат фероїну можна отримати шляхом додавання 1,10-фенантроліну до розчиненого у воді сульфату заліза(II):[3]

3 phen + Fe 2 + → [ Fe ( phen ) 3 ] 2 + {\displaystyle 3\,{\text{phen}}+{\text{Fe}}^{2+}\rightarrow [{\text{Fe}}({\text{phen}})_{3}]^{2+}}

Окиснення цього комплексу зі стану Fe(II) до Fe(III), що супроводжується швидким та оборотним перенесенням лише одного електрона, робить його корисним окисно-відновним індикатором у водних розчинах:

[ F e ( p h e n ) 3 ] 2 + → [ F e ( p h e n ) 3 ] 3 + + e − ( E h = + 1 , 06  В ) {\displaystyle [Fe(phen)_{3}]^{2+}\rightarrow [Fe(phen)_{3}]^{3+}+e^{-}\qquad (E_{h}=+1,06{\text{ В}})}

Додавання сульфатної кислоти до водного розчину [Fe(phen)3]2+ спричиняє його гідроліз та утворення нейтральної іонної пари [phenH]HSO4:

[ Fe ( phen ) 3 ] 2 + + 3 H 2 SO 4 + 6 H 2 O → [ Fe ( OH 2 ) 6 ] 2 + + 3 [ phenH ] + HSO 4 − {\displaystyle [{\text{Fe}}({\text{phen}})_{3}]^{2+}+3\,{\text{H}}_{2}{\text{SO}}_{4}+6\,{\text{H}}_{2}{\text{O}}\rightarrow [{\text{Fe}}({\text{OH}}_{2})_{6}]^{2+}+3\,[{\text{phenH}}]^{+}{\text{HSO}}_{4}^{-}}

Додавання ціаніду до водного розчину [Fe(phen)3]SO4 призводить до осадження Fe(phen)2(CN)2.[4]

Окисно-відновний індикатор

o-Фенантролін Fe(II) (окисно-відновний індикатор)
E0= +1.06 В
Відновлений ↔ Окислений
Цей шаблон:
  • переглянути
  • обговорити
  • редагувати

Ця координаційна сполука використовується як індикатор в аналітичній хімії.[5] Активним компонентом є іон [Fe(o-phen)3]2+, який виступає як хромофор, що може бути окиснений до похідного заліза(III) — [Fe(o-phen)3]3+. Потенціал цього окисно-відновного переходу становить +1,06 В у 1 M H2SO4. Фероїн є популярним окисно-відновним індикатором для візуалізації осцилюючих реакцій Бєлоусова — Жаботинського.

Фероїн є придатним для використання як окисно-відновний індикатор, оскільки зміна кольору є оборотною, дуже чіткою та швидкою, а розчин фероїну залишається стабільним при температурах до 60 °C. Він є основним індикатором, що застосовується в цериметрії.[6]

Нітрофероїн, комплекс заліза(II) з 5-нітро-1,10-фенантроліном, має потенціал переходу +1,25 В. Він стабільніший за фероїн, проте при титруванні іонами Ce4+ у сульфатній кислоті він потребує значного надлишку титранта. Водночас він є корисним для титрування в розчинах хлорної або нітратної кислот, де окисно-відновний потенціал церію є вищим.[6]

Окисно-відновний потенціал залізо-фенантролінового комплексу можна змінювати в діапазоні від +0,84 В до +1,10 В, регулюючи положення та кількість метильних груп у ядрі фенантроліну.[6]

Пряме УФ-видиме спектрофотометричне визначення Fe2+

В аналітичній хімії червоне забарвлення, характерне для відновленої форми фероїну, колись використовували для прямого визначення Fe2+ за допомогою УФ-видимої спектрофотометрії.[7][8] Максимум поглинання комплексу заліза(II) з o-фенантроліном припадає на 511 нм.[9] Однак не слід плутати фероїн з іншим спорідненим N-лігандом, який називається ферозин (мононатрієва сіль 3-(2-піридил)-5,6-дифеніл-1,2,4-триазин-p,p′-дисульфонової кислоти).[10] Ферозин був спеціально синтезований у 1970-х роках як дешевший реагент для автоматизованого хімічного аналізу.[11] Ферозин реагує з Fe2+, утворюючи відносно стабільний комплекс пурпурового кольору з максимумом поглинання на 562 нм.[11][12] Метод із використанням ферозину дозволяє визначати співвідношення форм Fe(II)/Fe(III) у природних прісних або морських водах на субмікромолярному рівні.[13]

У 2021 році Сміт та співавтори переглянули кінетику утворення та стабільність комплексів заліза(II) з фероїном та ферозином. Вони виявили, що хоча кінетика зв’язування Fe2+ o-фенантроліном є дуже швидкою, кінетика комплексоутворення Fe2+ із ферозином залежить від концентрації ліганда. Надлишкова концентрація ліганда забезпечує стабільнішу оптичну густину, тоді як утворення комплексів Fe(II) не залежить від pH.[14]

Примітки

  1. ↑ Sattar, Simeen (2011). A unified kinetics and equilibrium experiment: Rate law, activation energy, and equilibrium constant for the dissociation of ferroin. Journal of Chemical Education. 88 (4): 457—460. Bibcode:2011JChEd..88..457S. doi:10.1021/ed100797s.
  2. ↑ Baker, Joe; Engelhardt, Lutz M.; Figgis, Brian N.; White, Allan H. (1975). Crystal structure, electron spin resonance, and magnetism of tris(o-phenanthroline)iron(III) perchlorate hydrate. Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions (6): 530. doi:10.1039/DT9750000530.
  3. ↑ Avdeeva, Varvara V.; Vologzhanina, Anna V.; Goeva, Lyudmila V.; Malinina, Elena A.; Kuznetsov, Nikolay T. (2014). 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. Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie. 640 (11): 2149—2160. doi:10.1002/zaac.201400137.
  4. ↑ Schilt, Alfred A. (1970). Dicyanobis(1,10-phenanthroline)Iron(II) and Dicyanobis(2,2′-bipyridine)iron(II). Inorganic Syntheses. Т. 12. с. 247—251. doi:10.1002/9780470132432.ch43. ISBN 978-0-470-13171-8.
  5. ↑ Harris, D. C. (1995). Quantitative Chemical Analysis (вид. 4th). New York, NY: W. H. Freeman. ISBN 978-0-7167-2508-4.
  6. ↑ а б в Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. Elsevier. 2006. с. 289–. ISBN 978-0-08-046672-9.
  7. ↑ Fortune, W. B.; Mellon, M. G. (1 лютого 1938). Determination of iron with o-phenanthroline: A spectrophotometric study. Industrial & Engineering Chemistry Analytical Edition. 10 (2): 60—64. doi:10.1021/ac50118a004. ISSN 0096-4484.
  8. ↑ Bandemer, Selma L.; Schaible, P J. (19 травня 1944). Determination of iron. A study of the o-phenanthroline method. Industrial & Engineering Chemistry Analytical Edition. 16 (5): 317—319. doi:10.1021/i560129a013. ISSN 0096-4484.
  9. ↑ Tripathi, Atri Deo; Gupta, K.A.; Malik, Shally (2019). Iron determination by colorimetric method using o-phenanthroline. Bulletin of Pure & Applied Sciences – Chemistry. 38c (2): 171. doi:10.5958/2320-320X.2019.00018.9. ISSN 0970-4620.
  10. ↑ Ferrozine. Sigma-Aldrich. Процитовано 24 січня 2026.
  11. ↑ а б Stookey, Lawrence L. (1 червня 1970). Ferrozine—a new spectrophotometric reagent for iron (PDF). Analytical Chemistry. 42 (7): 779—781. doi:10.1021/ac60289a016. ISSN 0003-2700. Процитовано 24 січня 2026.
  12. ↑ Huang, Wenjuan; Hall, Steven J. (2017). Optimized high-throughput methods for quantifying iron biogeochemical dynamics in soil. Geoderma. 306: 67—72. doi:10.1016/j.geoderma.2017.07.013. Процитовано 24 січня 2026.
  13. ↑ Viollier, E.; Inglett, P.W.; Hunter, K.; Roychoudhury, A.N.; Van Cappellen, P. (2000). The ferrozine method revisited: Fe(II)/Fe(III) determination in natural waters. Applied Geochemistry. 15 (6): 785—790. doi:10.1016/S0883-2927(99)00097-9.
  14. ↑ Smith, Gideon L.; Reutovich, Aliaksandra A.; Srivastava, Ayush K.; Reichard, Ruth E.; Welsh, Cass H.; Melman, Artem; Bou-Abdallah, Fadi (2021). Complexation of ferrous ions by ferrozine, 2,2′-bipyridine and 1,10-phenanthroline: Implication for the quantification of iron in biological systems. Journal of Inorganic Biochemistry. 220 111460. doi:10.1016/j.jinorgbio.2021.111460.

Джерело: стаття у Вікіпедії та історія редагувань (автори).