Presentación sobre aspectos de la Química Descriptiva de la familia del Hierro, Propiedades Físicas y Químicas, procesos de obtención así como algo de historia, compuestos importantes, usos y aplicaciones.

1. FAMILIA DEL HIERRO
GRUPO VIIIB
Hierro Rutenio Osmio

2. Propiedad Hierro Rutenio Osmio
CE [Ar]3d64s2 [Kr]4d75s1 [Xe]4f145d66s2
PAE 54.845 101.07 190.23
PF 1538 2333 3033
PE 2861 4147 5012
Densidad 7.87 g/cm3 12.1 g/cm3 22.59 g/cm3
Electronegativad 1.83 2.2 2.2
EO –1, –2, 0, +1, +2, +3,
+4, +5, +6
–4, –2, 0, +1, +2, +3, +4,
+5, +6, +7, +8
–3, -1, 0, +1, +2, +3,
+4, +5, +6, +7
Isótopos 54Fe, 56Fe, 57Fe y 58Fe 96Ru, 98Ru, 99Ru, 100Ru,
101Ru, 102Ru y 104Ru
184Os, 186Os, 187Os,
188Os, 189Os, 190Os y
192Os
Año de
aislamiento
Se conoce desde la
antigüedad.
1844 (Karl Karlovitch
Klaus, Kazán, Rusia)
1803 (Smithson
Tennant)
PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DEL GRUPO

3. • El hierro es el metal de transición más abundante en la corteza terrestre, y cuarto de
todos los elementos.
• Se encuentra formando parte de numerosos minerales, entre los que destacan la
hematites (Fe2O3), la magnetita (Fe3O4), la limonita (FeO(OH)), la siderita (FeCO3),
la pirita (FeS2), la ilmenita (FeTiO3), etcétera.
• Reacciones que involucran la obtención del hierro a nivel industrial.
Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO2(g)
2C(s) + O2(g) → 2 CO(g)
CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
CaO(s) + SiO2(s) → CaSiO3(s)
3CaO(s) + P2O5(s) → Ca3(PO4)2(s)
3Fe2O3 + CO(g) → 2 Fe3O4(s) + CO2(g)
Fe3O4(s) + CO(g) → 3FeO(s) + CO2(g)
FeO(s) + CO(g) → Fe(s) + CO2(s)
OBTENCION DEL HIERRO

4. • Los estados de oxidación más comunes son +2 y +3.
• Los óxidos de hierro más conocidos son el óxido de hierro (II) (FeO), el óxido de
hierro (III), Fe2O3, y el óxido mixto Fe3O4. Forma asimismo numerosas sales y
complejos en estos estados de oxidación.
• Se conocen compuestos en el estado de oxidación +4, +5 y +6, pero son poco
comunes, y en el caso del +5, no está bien caracterizados.
• Varios compuestos de hierro exhiben estados de oxidación extraños, como el
tetracarbonilferrato disódico, Na2[Fe(CO)4], que atendiendo a su fórmula
empírica el hierro posee estado de oxidación –2 (el monóxido de carbono que
aparece como ligando no posee carga), que surge de la reacción del
pentacarbonilhierro con sodio.
• El Fe3C se conoce como cementita, que contiene un 6,67 % en carbono, al hierro
α se le conoce como ferrita, y a la mezcla de ferrita y cementita, perlita o
ledeburita dependiendo del contenido en carbono. La austenita es una solución
sólida intersticial de carbono en hierro γ.
COMPUESTOS DEL HIERRO

5.  Compuestos de Hierro (VI)
 Compuestos de Hierro (III)
 Diagrama de Pourbaix para las especies de Hierro.
 Similitudes entre los iones hierro(III) y aluminio.
 Compuestos de hierro(II).
 El proceso de corrosión del hierro.
 Óxidos de hierro.
 Ferritas.

6. • El hierro puro tiene un uso limitado. La mayoría del hierro se usa en formas
procesadas como hierro forjado y acero.
• El hierro comercial contiene cantidades pequeñas de carbono y otras impurezas
que alteran sus propiedades físicas, que son mejoradas apreciablemente por la
adición de carbono y otros elementos aleantes.
• El hierro comercialmente puro se usa para la producción de láminas de metal
galvanizado y de electroimanes.
• Algunos compuestos de hierro son empleados para propósitos medicinales en el
tratamiento de la anemia.
• Forma compuestos ferrosos en los que actúa con valencia +2 y férricos en los
que tiene valencia +3.
• Se usa como pigmento, conocido como rojo hierro o rojo Veneciano.
• Abrasivo para pulir y como medio magnetizable sobre discos y cintas
magnéticas.
• El cloruro férrico, cristales brillantes de color verde oscuro, se obtiene
calentando hierro en cloro, se usa en la medicina como una solución alcohólica
llamada tintura de hierro.
APLICACIONES DEL HIERRO

7. • Se obtiene como subproducto de la purificación de níquel y oro. Allí se
encuentran el platino, iridio, rodio, paladio y osmio junto con el rutenio.
Separados los metales individuales en un proceso químico complejo, se
obtiene cloruro de rutenio y amonio, que se reduce con hidrógeno para
producir el metal en polvo.
OBTENCION DEL RUTENIO

8. • En sus compuestos, el rutenio presenta varios estados de oxidación, llegando al +8,
aunque los más comunes son +2, +3 y +4.
• Se dan algunos parecidos con los compuestos del osmio, del mismo grupo, pero la
química de ambos difiere bastante de la del hierro, también en el mismo grupo.
• El tetróxido de rutenio, RuO4, es muy oxidante, más que el análogo de osmio, y se
descompone violentamente a temperaturas altas.
• Algunos complejos de Ru+2 y Ru+3 se pueden emplear en tratamientos contra el
cáncer. Por ejemplo, el H(im)[RuCl4(im)2], siendo im = imidazol.
COMPUESTOS DEL RUTENIO

9. APLICACIONES DEL RUTENIO
• Aleado, junto con platino y paladio, se utiliza para la fabricación de contactos
eléctricos con gran resistencia al desgaste.
• Por adición de un 0,1 % de rutenio se aumenta cientos de veces la resistencia del
titanio a la corrosión.
• El dióxido de rutenio junto con el sulfuro de cadmio se emplean para
descomponer sulfuro de hidrógeno. Esto se utiliza para eliminar este producto
contaminante y tóxico en el refinado del petróleo y en otros procesos químicos.
• Desarrollo de catalizadores de Gas de Síntesis a partir del Reformado Seco de
Metano.
• Tratamientos contra el cáncer. Compuestos organometálicos.

10. • Se obtiene en arenas que contienen platino, iridio y escasa cantidad de otros
metales. Después de un proceso de enriquecimiento de las arenas se pasa al
tratamiento con agua regia, gracias a lo cual se separa del platino.
Seguidamente se separa del rutenio por reducción con alcoholes y se
precipita en forma de OsO4.
• La purificación se realiza por destilación
OBTENCION DEL OSMIO

11. COMPUESTOS DEL OSMIO
• OsO4
• OsO2
• OsO4L
• La oxidación del metal en una corriente de oxígeno y flúor (1:2 v/v) conduce a una
mezcla de OsOF5 y OsF6 que también se conoce como OsF5.
• Se han descrito OsCl4 y OsCl3 para cloro, OsBr3 para bromo y OsI3, OsI2 y OsI para yodo.
Los estados de oxidación más bajos se estabilizan principalmente con el ligando
carbonilo. El triosmio dodecacarbonilo, Os3(CO)12, es un ejemplo.
• La química de coordinación y organometálica de este elemento está dominada por los
estados de oxidación 0, +2 y +4.
• OsHCl(CO)(PiPr3)2

12. APLICACIONES DEL OSMIO
• El osmio es un elemento de futuro por las aplicaciones de sus compuestos en
ciencia de materiales, medicina y catálisis.
• Complejos de Os(II) y Os(IV) despiertan gran interés como emisores fosforescentes
para aplicaciones en OLEDs, mientras que compuestos de Os(II) y Os(VI) muestran
actividad anticancerígena in vivo.
• Compuestos organometálicos de este elemento han demostrado ser más activos
que derivados de otros metales del grupo del platino, tradicionalmente usados en
catálisis, para algunos procedimientos de síntesis.
• Complejos de osmio también se están revelando como excelentes catalizadores
para reacciones relacionadas con la economía del hidrógeno.