¿Qué es el Fosfato de Hierro?
El fosfato de hierro es una clase de compuestos químicos que contienen hierro y fósforo. Se dividen en dos tipos principales según el estado de oxidación del hierro: el fosfato de hierro (II) y el fosfato de hierro (III). El fosfato de hierro (II) también se conoce como ortofosfato ferroso o simplemente ortofosfato, mientras que el fosfato de hierro (III) es conocido como ortofosfato férrico o fosfato férrico.
En la naturaleza, el fosfato de hierro (II) se encuentra en minerales como la lantanita, mientras que el fosfato de hierro (III) se presenta en minerales como la estrengisita y la coninckita. Estos compuestos son de interés en la química y la geología debido a sus propiedades y su presencia en diversas formaciones minerales.
Usos del Fosfato de Hierro
El fosfato de hierro puede utilizarse en aditivos alimentarios. En agricultura, se utiliza en plaguicidas para la eliminación de caracoles y otros pesticidas debido a su toxicidad extremadamente baja para animales domésticos y fauna salvaje en comparación con el metaldehído utilizado convencionalmente.
Puede utilizarse en tratamientos de revestimiento de hierro para mejorar la resistencia a la corrosión del revestimiento. El tratamiento de revestimiento de hierro es un proceso mediante el cual se aplica o pulveriza una solución de un agente de revestimiento de fosfatos de hierro sobre el acero para formar una fina película de fosfato de hierro.
El fosfato de hierro y litio también se utiliza como material catódico en las baterías de iones de litio, sistemas de fosfatos de hierro utilizados en los vehículos eléctricos. El sistema de fosfatos de hierro tiene una densidad energética menor que el sistema ternario (níquel, cobalto y manganato de litio) y presenta el inconveniente de su menor rendimiento a bajas temperaturas. Gracias a la innovación tecnológica, la densidad energética de los sistemas de fosfatos de hierro ha mejorado, lo que los hace relativamente más atractivos en términos de coste que el uso de metales ternarios superiores.
Propiedades del Fosfato de Hierro(II)
El fosfato de hierro(II) es paramagnético. Es soluble en ácidos pero no en agua. Se oxida con el aire y se vuelve azul. La reacción de una solución de fosfato con una solución salina de hierro(II) produce Fosfatos de hierro(II).
La reacción de una solución de ácido fosfórico o de hidrogenofosfato disódico con una solución salina de hierro(III) puede producir Fosfatos de hierro(III). Es soluble en ácido clorhídrico y en ácido sulfúrico, pero no en agua ni en ácido nítrico; el producto de solubilidad a 20°C es Ksp = 1,3 x 10-22. Cuando se añade un exceso de ácido fosfórico a una solución acuosa amarilla de cloruro de hierro(III), se forma un complejo fosfato y la solución se vuelve incolora.
Estructura de los Fosfatos de Hierro(II)
La fórmula química del fosfato de hierro(II) se representa por Fe3(PO4)2. Su peso molecular es de 357,48 y su densidad de 2,58 g/cm3. Además del común octahidrato blanco azulado, existen el monohidrato verde oscuro y el hexahidrato incoloro; el octahidrato es un cristal monoclínico. Las sales de hidrógeno incluyen FeHPO4∙nH2O (n=1, 2) y Fe(H2PO4)2∙2H2O.
El peso molecular del fosfato de hierro(III) es de 150,82 y su fórmula química está representada por FePO4. El dihidrato de Fosfatos de hierro es un sistema cristalino monoclínico de color rojo pálido. Tiene una densidad de 2,87 g/cm3 y pierde agua a 140°C. También existen el 2,5-hidrato y el tetrahidrato, y las sales de hidrógeno incluyen el FeH3(PO4)2-2H2O y el Fe(H2PO4)3-2H2O.
Más información sobre los Fosfatos de Hierro
1. Método de Síntesis de los Fosfatos de Hierro
Cuando se corta el aire y se añade una solución acuosa de sulfato de hierro (II) a una solución acuosa de acetato de sodio y de hidrogenofosfato disódico y se deja reposar durante varios días, precipitan cristales de octahidrato. También se pueden producir mezclas de soluciones de hidrogenofosfato disódico y sal de hierro (II) calentándolas en un tubo sellado. Cuando el ácido fosfórico y el cloruro de hierro(III) se calientan en un tubo sellado a 180°C durante varias horas, precipita el dihidrato de fosfato de hierro(III).
2. Características del Fosfatos de Hierro(II)
La fórmula química del fosfato de hierro(II) es Fe2P2O7 y su peso molecular es 285,63. También se denomina pirofosfato de hierro(II) o difosfato ferroso. Se forma por la reacción del difosfato sódico con una solución salina de hierro(II). Es un polvo blanco con cristales triclínicos. Se oxida fácilmente con el aire y se vuelve marrón. Puede utilizarse en leches en polvo y refuerzos de hierro.
La fórmula química del fosfato de hierro(III) se expresa como Fe4(P2O7)3 y tiene un peso molecular de 745,21. También se denomina fosfato de hierro (III) o difosfato férrico. Es un polvo amarillo pálido producido por la reacción del difosfato sódico y la solución salina de hierro(III). Es insoluble en agua, ácido acético y soluciones de cloruro amónico y soluble en ácidos inorgánicos y agua amoniacal. También se conoce la sal de hidrógeno, Fe2H6(P2O7)3, de color rojo pálido. Puede utilizarse como catalizador, reforzador del hierro y materia prima para retardantes de llama no halogenados.