Сульфат железа (II) - Iron(II) sulfate

См. Также: Добавки железа
Сульфат железа (II)
Скелетная формула сульфата железа (II)
Сульфат железа (II) при растворении в воде
Структура гептагидрата сульфата железа (II)
Образец гептагидрата сульфата железа (II)
Имена
Название ИЮПАК
Сульфат железа (II)
Другие имена
Сульфат железа (II); Сульфат железа, Зелёный купорос, Железный купорос, Коппера, Мелантерит, Сомольнокит
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.028.867 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
Номер RTECS
UNII
Номер ООН 3077
  • InChI = 1S / Fe.H2O4S / c; 1-5 (2,3) 4 / ч; (H2,1,2,3,4) / q + 2; / p-2 проверитьY
    Ключ: BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L проверитьY
  • безводный: InChI = 1 / Fe.H2O4S / c; 1-5 (2,3) 4 / ч; (H2,1,2,3,4) / q + 2; / p-2
    Ключ: BAUYGSIQEAFULO-NUQVWONBAS
  • безводный: [O-] S (= O) (= O) [O -]. [Fe + 2]
Характеристики
FeSO 4
Молярная масса 151,91 г / моль (безводный)
169,93 г / моль (моногидрат)
241,99 г / моль (пентагидрат)
260,00 г / моль (гексагидрат)
278,02 г / моль (гептагидрат)
Появление Белые кристаллы (безводные)
Бело-желтые кристаллы (моногидрат)
Сине-зеленые кристаллы (гептагидрат)
Запах Без запаха
Плотность 3,65 г / см 3 (безводный)
3 г / см 3 (моногидрат)
2,15 г / см 3 (пентагидрат)
1,934 г / см 3 (гексагидрат)
1,895 г / см 3 (гептагидрат)
Температура плавления 680 ° C (1256 ° F, 953 K)
(безводный) разлагается
300 ° C (572 ° F, 573 K)
(моногидрат) разлагается
60–64 ° C (140–147 ° F, 333–337 K)
(гептагидрат) разлагается
Моногидрат:
44,69 г / 100 мл (77 ° C)
35,97 г / 100 мл (90,1 ° C)
Гептагидрат:
15,65 г / 100 мл (0 ° C)
20,5 г / 100 мл (10 ° C)
29,51 г / 100 мл ( 25 ° C)
39,89 г / 100 мл (40,1 ° C)
51,35 г / 100 мл (54 ° C)
Растворимость Незначительно в алкоголе
Растворимость в этиленгликоле 6,4 г / 100 г (20 ° С)
Давление газа 1,95 кПа (гептагидрат)
1,24 × 10 -2  см 3 / моль (безводный)
1,05 × 10 -2  см 3 / моль (моногидрат)
1,12 × 10 -2  см 3 / моль (гептагидрат)
+10 200 × 10 −6  см 3 / моль
1,591 (моногидрат)
1,526–1,528 (21 ° C, тетрагидрат)
1,513–1,515 (пентагидрат)
1,468 (гексагидрат)
1,471 (гептагидрат)
Состав
Ромбический , oP24 (безводный)
Моноклинный , mS36 (моногидрат)
Моноклинный, mP72 (тетрагидрат)
Триклинный , aP42 (пентагидрат)
Моноклинный, mS192 (гексагидрат)
Моноклинный, mP108 (гептагидрат)
Pnma, № 62 (безводный)
C2 / c, № 15 (моногидрат, гексагидрат)
P2 1 / n, № 14 (тетрагидрат)
P 1 , № 2 (пентагидрат)
P2 1 / c, № 14 (гептагидрат )
2 / м 2 / м 2 / м (безводный)
2 / м (моногидрат, тетрагидрат, гексагидрат, гептагидрат)
1 (пентагидрат)
a  = 8,704 (2) Å, b  = 6,801 (3) Å, c  = 4,786 (8) Å (293 K, безводный)
α = 90 °, β = 90 °, γ = 90 °
Октаэдрический (Fe 2+ )
Термохимия
100,6 Дж / моль · K (безводный)
394,5 Дж / моль · K (гептагидрат)
107,5 Дж / моль · K (безводный)
409,1 Дж / моль · K (гептагидрат)
-928,4 кДж / моль (безводный)
-3016 кДж / моль (гептагидрат)
-820,8 кДж / моль (безводный)
-2512 кДж / моль (гептагидрат)
Фармакология
B03AA07 ( ВОЗ )
Опасности
Пиктограммы GHS GHS07: Вредно
Сигнальное слово GHS Предупреждение
H302 , H315 , H319
P305 + 351 + 338
NFPA 704 (огненный алмаз)
1
0
0
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
237 мг / кг (крыса, перорально)
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
REL (рекомендуется)
 TWA 1 мг / м 3
Родственные соединения
Другие катионы
Сульфат кобальта (II) Сульфат
меди (II) Сульфат
марганца (II) Сульфат
никеля (II)
Родственные соединения
 Сульфат железа (III)
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Железа (II) сульфат ( британский английский : железо (II) , сульфат ) или сульфат железа обозначает спектр солей с формулой Fe SO 4 · х Н 2 О. Эти соединения существуют наиболее часто в качестве Hepta гидрата ( х  = 7) , но известны для нескольких значений x . Гидратированная форма используется в медицине для лечения дефицита железа , а также для промышленного применения. Известный с древних времен как медь и зеленый купорос (купорос - архаичное название сульфата ), сине-зеленый гептагидрат ( гидрат с 7 молекулами воды) является наиболее распространенной формой этого материала. Все сульфаты железа (II) растворяются в воде с образованием одного и того же акво-комплекса [Fe (H 2 O) 6 ] 2+ , который имеет октаэдрическую молекулярную геометрию и является парамагнитным . Название «медь» восходит к временам, когда сульфат меди (II) был известен как голубой медь, и, возможно, по аналогии, сульфат железа (II) и цинка был известен как зеленый и белый медь соответственно.

Он включен в Список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения , наиболее безопасных и эффективных лекарств, необходимых в системе здравоохранения . В 2018 году это было 94-е место среди наиболее часто назначаемых лекарств в Соединенных Штатах: было выписано более 8  миллионов рецептов.

Использует

В промышленности сульфат железа в основном используется в качестве предшественника других соединений железа. Это восстановитель , и как таковой он полезен для восстановления хромата в цементе до менее токсичных соединений Cr (III). Исторически сульфат железа использовался в текстильной промышленности на протяжении веков в качестве фиксатора красителя . Исторически он использовался для чернения кожи и в составе железно-галловых чернил . Получение серной кислоты («купоросное масло») путем дистилляции зеленого купороса (сульфата железа (II)) известно уже не менее 700 лет.

Медицинское использование

Основная статья: добавка железа

Рост растений

Сульфат железа (II) продается как сульфат железа, почвенная добавка для понижения pH высокощелочной почвы, чтобы растения могли получить доступ к питательным веществам почвы.

В садоводстве его применяют для лечения железного хлороза . Хотя он и не так быстро действует, как ЭДТА трехвалентного железа , его эффекты более продолжительны. Его можно смешать с компостом и закопать в почву, чтобы создать хранилище, которое может прослужить долгие годы. Он также используется как кондиционер для газонов и средство от мха.

Пигмент и ремесло

Сульфат железа можно использовать для окрашивания бетона, некоторых известняков и песчаников в желтоватый цвет ржавчины.

Деревянные мастера используют растворы сульфата железа для окрашивания древесины клена в серебристый оттенок.

Зеленый купорос также является полезным реагентом для идентификации грибов.

Историческое использование

Сульфат железа использовался при производстве чернил , в первую очередь чернил на основе железа и желчи , которые использовались со средних веков до конца 18 века. Химические тесты, проведенные на лахских буквах ( ок.  588–586 до н . Э. ), Показали возможное присутствие железа. Считается, что при изготовлении чернил на этих буквах могли быть использованы дубовые галлы и медные оперы. Он также находит применение при крашении шерсти в качестве протравы . Заяц , материал, используемый в маркетри и паркете с 17 века, также производится с использованием сульфата железа.

Два разных метода прямого нанесения красителя индиго были разработаны в Англии в 18 веке и использовались до 19 века. Один из них, известный как китайский синий , содержит сульфат железа (II). После печати нерастворимой формы индиго на ткань, индиго была снижена до лейко -indigo в последовательности ванн сульфата железа (с реокислением к индиго в воздухе между погружениями). Обработка синего фарфора позволяла создавать четкие узоры, но не могла создавать темные оттенки, как при других методах.

Во второй половине 1850-х годов сульфат железа использовался как проявитель фотографий для изображений коллодийного процесса .

Увлажняет

Сульфат железа (II) может находиться в различных состояниях гидратации , и некоторые из этих форм существуют в природе.

  • FeSO 4 · H 2 O (минерал: сомольнокит , относительно редко)
  • FeSO 4 · 4H 2 O (минерал: розенит , белый цвет, относительно часто, может быть продуктом дегидратации мелантерита)
  • FeSO 4 · 5H 2 O (минерал: сидеротил , относительно редко)
  • FeSO 4 · 6H 2 O (минерал: феррогексагидрит , относительно редко)
  • FeSO 4 · 7H 2 O (минерал: мелантерит , сине-зеленый, относительно часто)
Безводный сульфат железа (II)

Тетрагидрат стабилизируется, когда температура водных растворов достигает 56,6 ° C (133,9 ° F). При 64,8 ° C (148,6 ° F) эти растворы образуют как тетрагидрат, так и моногидрат.

Минеральные формы обнаружены в зонах окисления железосодержащих рудных пластов, например пирита , марказита , халькопирита и т. Д. Они также встречаются в родственных средах, таких как места пожаров угля. Многие быстро обезвоживаются, а иногда и окисляются. В таких средах существует множество других, более сложных (основных, гидратированных и / или содержащих дополнительные катионы) сульфатов Fe (II), распространенным примером которых является копиапит .

Производство и реакции

При чистовой обработке стали перед нанесением гальванического покрытия или покрытия стальной лист или пруток пропускают через травильные ванны с серной кислотой. В результате этой обработки в качестве побочного продукта образуется большое количество сульфата железа (II).

Fe + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2

Другой источник больших количеств - производство диоксида титана из ильменита сульфатным способом.

Сульфат железа также получают в промышленных масштабах путем окисления пирита :

2 FeS 2 + 7 O 2 + 2 H 2 O → 2 FeSO 4 + 2 H 2 SO 4

Его можно получить путем вытеснения металлов, менее реакционноспособных, чем железо, из растворов их сульфатов: CuSO 4 + Fe → FeSO 4 + Cu.

Реакции

При растворении в воде сульфаты железа образуют аквокомплекс металла [Fe (H 2 O) 6 ] 2+ , который представляет собой почти бесцветный парамагнитный ион.

При нагревании сульфат железа (II) сначала теряет кристаллизационную воду, и исходные зеленые кристаллы превращаются в белое безводное твердое вещество. При дальнейшем нагревании безводный материал выделяет диоксид серы , оставляя красновато-коричневый оксид железа (III). Разложение сульфата железа (II) начинается примерно при 680 ° C (1256 ° F).

2 FeSO 4 → Fe 2 O 3 + 2 SO 2 + O 2

Как и другие соли железа (II), сульфат железа (II) является восстановителем. Например, он восстанавливает азотную кислоту до монооксида азота и хлора до хлорида :

6 FeSO 4 + 3 H 2 SO 4 + 2 HNO 3 → 3 Fe 2 (SO 4 ) 3 + 4 H 2 O + 2 NO
6 FeSO 4 + 3 Cl 2 → 2 Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2 FeCl 3

Его мягкая восстанавливающая способность имеет ценность в органическом синтезе. Он используется в качестве железного каталитического компонента реактива Фентона .

Сульфат железа (II) возле завода по производству диоксида титана в Каанаа, Пори , Финляндия.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки

  • «Сульфат железа» . Информационный портал о наркотиках . Национальная медицинская библиотека США.