Besi(II)

Dalam kimia, besi(II) mengacu pada unsur besi dalam keadaan oksidasi +2. Dalam senyawa ionik (garam), atom seperti itu dapat muncul sebagai kation (ion positif) terpisah yang dilambangkan dengan Fe²⁺.

Besi(II) oksida (feroksida), FeO.

Besi(II) klorida tetrahidrat, FeCl
2 · 4H₂O.

Kata sifat fero atau awalan fero- sering digunakan untuk menentukan senyawa tertentu — seperti dalam "feroklorida" untuk besi(II) klorida, FeCl
2. Kata sifat "feri" digunakan untuk garam besi(III), yang mengandung kation Fe³⁺. Kata fero berasal dari kata Latin ferrum yang berarti besi.

Atom besi(II) juga dapat muncul sebagai kompleks koordinasi, seperti polimer besi(II) oksalat dihidrat, [Fe(C
2O
4)(H
2O)
2]n atau [Fe²⁺][C
2O2−
4][H
2O]
2n; dan senyawa organologam, seperti molekul netral ferosena, Fe(C
2H
5)
2 atau [Fe²⁺][C
5H−
5]
2.

Besi hampir selalu dijumpai pada keadaan oksidasi 0 (seperti pada logam besi), +2, atau +3. Garam besi(II) padat relatif stabil di udara, tetapi dengan adanya udara dan air ia cenderung teroksidasi menjadi garam besi(III) yang mengandung anion hidroksida (HO⁻) atau oksida (O²⁻).

Besi(II) dan kehidupan

Semua bentuk kehidupan yang diketahui membutuhkan zat besi. Banyak protein pada makhluk hidup mengandung ion besi yang terikat; mereka adalah subkelas penting dari metaloprotein. Contohnya ialah hemoglobin, feredoksin, dan sitokrom.

Protein ini menjalankan fungsi vitalnya berkat peralihan atom besi yang relatif mudah antara keadaan +2 dan +3. Hemoglobin, misalnya, membawa oksigen dalam darah dengan mengikat satu molekul O
2 ke atom besi, membentuk oksihemoglobin. Dalam prosesnya, inti besi(II) dari hemoglobin kehilangan satu elektron menjadi besi(III), sedangkan molekul oksigen diubah menjadi anion superoksida O−
2.

Zat besi yang tidak mencukupi dalam makanan manusia menyebabkan anemia. Hewan dan manusia dapat memperoleh zat besi yang diperlukan dari makanan yang mengandungnya dalam bentuk yang dapat diasimilasi, seperti daging. Organisme lain harus mendapatkan zat besi dari lingkungan. Namun, besi cenderung membentuk besi(III) oksida/hidroksida yang sangat tidak larut dalam lingkungan oksigenasi aerobik, terutama pada tanah berkapur. Tumbuhan (kecuali rerumputan) mengatasi masalah tersebut dengan mendorong pertumbuhan bakteri tertentu di sekitar akarnya yang mereduksi besi(III) menjadi besi(II) yang larut. (Bakteri dan rerumputan justru mengeluarkan senyawa yang disebut siderofor yang membentuk kompleks larut dengan besi(III).)

Untuk alasan yang sama, zat besi sangatlah langka di air laut, dan seringkali menjadi faktor pembatas pertumbuhan tanaman mikroskopis (fitoplankton) yang menjadi dasar jaring makanan laut. Fakta ini secara dramatis ditunjukkan oleh sebuah percobaan di mana sebagian besar permukaan laut disemprot dengan garam besi(II) yang dapat larut, khususnya besi(II) sulfat. Setelah beberapa hari, fitoplankton di dalam area yang dirawat berkembang sedemikian rupa sehingga efeknya terlihat dari luar angkasa. Proses pemupukan ini telah diusulkan sebagai cara untuk mengurangi kandungan karbon dioksida di atmosfer.

Diagram Pourbaix besi berair

Besi(II) dalam larutan

Banyak garam besi(II) yang larut dalam air, seperti besi(II) klorida FeCl
2 dan besi(II) sulfat FeSO
4. Tidak seperti besi(III), garam-garam ini larut dalam air murni tanpa hidrolisis yang signifikan, dan tanpa mempengaruhi pH

Ketika logam besi (keadaan oksidasi 0) ditempatkan dalam larutan asam klorida, besi(II) klorida akan terbentuk, dengan pelepasan gas hidrogen, melalui reaksi

Logam besi lebih elektropositif daripada tembaga, maka dari itu besi akan menggantikan tembaga dari garamnya:

Ketika logam besi terkena udara dan air, ia biasanya berubah menjadi karat, campuran antara oksida dan oksida-hidroksida. Namun, pada beberapa lingkungan, logam besi membentuk garam besi(II) dan besi(III) campuran dengan hidroksida dan anion lainnya, yang disebut karat hijau.

Kompleks

Besi(II) adalah pusat d⁶, artinya atom tersebut memiliki enam elektron "valensi" di kulit orbital 3d. Oleh karena itu, orbital valensi 3d, 4s, dan 4p dapat menerima paling banyak 12 elektron dari berbagai macam ligan untuk membentuk kompleks koordinasi dan senyawa organologam. Contohnya ialah ion ferosena dan ferosianida.

Referensi

1. Berg, Jeremy Mark; Lippard, Stephen J. (1994). Principles of bioinorganic chemistry. Sausalito, Calif: University Science Books. ISBN 0-935702-73-3. 
2. Johanna V. Weiss, David Emerson, Stephanie M. Backer, dan J. Patrick Megonigal (2003): "Enumeration of Fe(II)-oxidizing and Fe(III)-reducing bacteria in the root zone of wetland plants: Implications for a rhizosphere iron cycle". Biogeochemistry, volume 64, terbitan 1, halaman 77–96. DOI:10.1023/A:102495302
3. H. Marschner dan V. Römheld (1994): "Strategies of plants for acquisition of iron". Plant and Soil, volume 165, terbitan 2, halaman 261–274. DOI:10.1007/BF00008069
4. Takanori Kobayashi dan Naoko K. Nishizawa (2012): "Iron Uptake, Translocation, and Regulation in Higher Plants". Annual Review of Plant Biology, volume 63, halaman 131-152. DOI:10.1146/annurev-arplant-042811-105522
5. Boyd PW, Watson AJ, Law CS, et al. (Oktober 2000). "A mesoscale phytoplankton bloom in the polar Southern Ocean stimulated by iron fertilization". Nature. 407 (6805): 695–702. Bibcode:2000Natur.407..695B. doi:10.1038/35037500. PMID 11048709. 
6. Earnshaw, A.; Greenwood, N. N. (1997). Chemistry of the elements (edisi ke-2). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.