ŽELJEZNI SULFAT (FESO4): STRUKTURA, SVOJSTVA, SINTEZA - KEMIJA - 2026

Željezo sulfat je anorganska sol ima u kemijskoj formuli FeSO ₄. Sastoji se od kristalne krute tvari varijabilne boje, dobivene industrijski kao nusproizvod obrade čelika.

Ona se nalazi u prirodi, u različitim oblicima, najčešće se na željeznog sulfat-heptahidrata, FeSO ₄ · 7H ₂ O („zelene vitriol” prisutni u mineralnom melenterite). Ovaj hidrat se lako razlikuje po plavkastozelenoj boji njegovih kristala (donja slika). Drugi hidrati imaju opću formulu FeSO ₄ · xH ₂ O, pri čemu je x varira od 1 do 7.

Željezni sulfat kristali heptahidrat. Izvor: Leiem

Heptahidrat željeznog sulfata gubi molekule vode zagrijavanjem i može se transformirati u druge oblike željeznog sulfata; na taj način, zagrijavanjem na 57 ° C gubi tri molekule vode i pretvara se u tetrahidrat željeznog sulfata. Koliko ukupno možete izgubiti? Sedam molekula vode, to jest previše vode.

Željezni sulfat koristi se u liječenju i sprječavanju anemije nedostatka željeza. Međutim, može imati toksične učinke, tako da morate biti oprezni u njegovom doziranju.

S druge strane, ova željezna sol ima brojne svrhe i primjene koje uključuju bojanje tekstilnog materijala i kože; kemijsko sredstvo za smanjivanje; dozimetar zračenja; sredstvo za zaštitu drveta. Također se koristi u prevenciji kloroze u biljkama, te u procesima graviranja i litografije.

FeSO ₄ mogu se oksidirati u zraku u željezo (III) sulfat, Fe ₂ (SO ₄) ₃ pri brzini koja se može povećati od temperature, svjetlosti, ili porastom pH.

Mnoga fizikalna i kemijska svojstva željeznog sulfata, poput topljivosti u vodi, tališta, vrste kristala koje stvara i gustoće, ovise o broju molekula vode ugrađenih u kristale; to znači njegovih hidrata.

Struktura željeznog sulfata

Struktura FeSO4 · 7H2O. Izvor: Smokefoot

Kemijska formula FeSO ₄ naglašava da su ove soli se sastoji od Fe ²⁺ pa ₄ ^2- iona u omjeru 1: 1. Oba iona djeluju kroz elektrostatičke sile na način da su raspoređeni u ortorombičnom kristalnom sustavu; što, logično, odgovara bezvodnoj soli.

U gornjem dijelu slike, s druge strane, struktura FeSO ₄ · 7H ₂ prikazan je O, narančasta područje predstavlja Fe ²⁺ kation, koji, kao što se može vidjeti, koordinate sa šest molekula vode da se dobije oktaedar. FE ^{2+ punjenja} privlači SO ₄ ^2- anion, a to sa svoje strane, ako se promatra, tvori vezu s vodika sedmog molekule vode.

Sedma molekula vode (ona koja je udaljena od oktaedra) također tvori drugi most vodika s drugom molekulom vode koja pripada susjednom oktaedru. Rezultat tih interakcija je da se kristal mijenja od ortorombičnog do monokliničkog.

Kao kristala bezvodnog FeSO ₄ hidrata, SO ₄ ^2- anioni oko Fe ²⁺ su zamijenjeni s H, ₂ O molekula. Ove supstitucije smetati d elektrona željeza, prisiljavajući ih da prođe kroz različite razine energije; koji su odgovorni za promjene boje s bijele na plavkasto zelenu.

Kiselost

Neki SO ₄ ^2- anioni mogu protonirana s kiselom mediju. Kao posljedica toga, unutar FeSO ₄ · 7H ₂ O kristala ima može biti H ₂ SO ₄ molekule, ako je pH je vrlo kisela; i stoga dodir takvih prekrasnih kristala u takvim uvjetima može izazvati ozbiljne opekline.

Fizička i kemijska svojstva

imena

Željezni sulfat ili željezni (II) sulfat

Molekularna formula

-Nevodni železov sulfat (FeSO ₄)

-Ferrous sulfat heptahidrata (FeSO ₄.7H ₂ O)

Molekularna težina

Mijenja se u stupnju hidratacije sulfata. Na primjer, heptahidrat željeznog sulfata ima molekulsku masu 278,02 g / mol; dok bezvodni ima molekulsku masu 151,91 g / mol.

Fizički izgled

Također varira sa stupnjem hidratacije. Na primjer, bezvodni oblik ima bijele ororthombične kristale; dok su u heptahidridnom obliku kristali monoklinički plavozelene boje.

Miris

WC

Gustoća

Bezvodni željezni sulfat je najgušći oblik soli (3,65 g / cm ³). Oblik heptahidrata, s druge strane, najmanje je gust (1,895 g / cm ³).

Talište

Isto tako, ovo varira ovisno o stupnju hidratacije. Bezvodni oblik ima talište od 680 ° C (1,856 ° F, 973 K), a heptahidratni oblik, 60-64 ° C (140-147 ° F, 333-337 K).

Topnost u vodi

-Mnonohidratni oblik: 44,69 g / 100 ml vode (77 ºC)

-Heptahidrat tvori 51,35 g / 100 ml vode (54 ° C).

Topljivost u alkoholu

Nerješivi.

Tlak pare

1,95 kPa (heptahidratni oblik)

Indeks loma

1,591 (monohidrat) i 1,471 (heptahidrat).

Stabilnost

U zraku se može brzo oksidirati i prekrivati ​​se žuto-smeđom bojom, što ukazuje na prisutnost Fe ³⁺ kation. Brzina oksidacije povećava se dodatkom lužine ili izlaganjem svjetlosti.

Raspad

Nakon zagrijavanja do razgradnje emitira otrovne pare sumpor-dioksida i sumpor-trioksida, ostavljajući crvenkasti željezni oksid kao ostatak.

reakcije

To je redukcijsko sredstvo koje djeluje na dušičnu kiselinu reducirajući ga na dušikov monoksid. Isto tako, smanjuje klor u klorid, a toksični oblici kroma prisutni u cementu do kroma (III), manje toksični.

Sinteza

Od čelične vune

Željezni sulfat nastaje reakcijom čelika (Fe) sa sumpornom kiselinom. U opisanoj metodi slijedi sljedeći postupak: čelik se koristi u obliku čelične vune, koja se prethodno odmašćuje acetonom.

Zatim se čelična vuna stavi u staklenu čašu i potpuno prekriva 30-40% sumpornom kiselinom, omogućujući probavu kiseline nekoliko sati; sve dok čelična vuna ne nestane. Može se dodati više čelične vune i postupak se ponovio nekoliko puta.

Zeleni kristali koji se mogu stvoriti ponovno se otope pomoću vode zakiseljene do pH 1-2 sumpornom kiselinom. Ta se otopina filtrira na filtriranom papiru, a pH se podešava dodavanjem natrijevog karbonata. Otopina se skladišti, kako bi se izbjegao njezin kontakt s kisikom, i tako spriječila oksidacija Fe ²⁺ u Fe ³⁺

Nakon toga, filtrat se podvrgava isparavanju na temperaturi između 80-90 ° C. Postupak se provodi u Pietri kapsulama postavljenim na grijaću ploču. Tada se sakupljaju zeleni kristali koji se mogu odvesti u eksikator kako bi se dovršilo njihovo sušenje.

Od pirita

Željezni sulfat nastaje i oksidacijom pirita (FeS ₂).

2 FeS ₂ + 7 O ₂ + 2 H ₂ O => 2 FeSO ₄ + 2 H ₂ SO ₄

rizici

Udisanje FeSO ₄ uzrokuje iritaciju nosa, grla i pluća. Ako imate fizički kontakt s ovom soli, ona može uzrokovati iritaciju kože i očiju; osim toga, produljeni kontakt s ovim potonjim može uzrokovati smeđe mrlju i oštećenje očiju.

Ponavljano gutanje može uzrokovati mučninu, povraćanje, bol u želucu, zatvor i nepravilne pokrete crijeva.

Znakovi trovanja željeznim sulfatom uključuju: crnu ili krvavu stolicu; plavkastu kožu i nokte; promjene u volumenu izlučenog urina; nesvjesticu; suha usta ili oči; bol u prsima; jesti; dišne ​​poteškoće

Pored toga mogu se pojaviti ubrzan i nepravilan rad srca, pojačana žeđ i glad, neobična blijedost i kratkoća daha.

Izmijenjena koagulacija pokazatelj je trovanja željeznim sulfatom, pri čemu se primjećuje produljenje trombina, protrombina i djelomična tromboplastinska vremena.

Studije provedene o utjecaju željeznog sulfata na izolirane mišiće srca kunića omogućile su opažanje da on smanjuje maksimalnu napetost koju su razvijali ispitivani srčani mišići, kao i maksimalnu brzinu razvoja napetosti.

Prijave

U poljoprivredi

-Koristi se kao pesticid za kontrolu prsta pšenice i raspadanja voćaka.

-Koristi se u liječenju kloroze, bolesti koju karakterizira žućkasta boja lišća, uzrokovana alkalnošću tla.

-Krni sulfat kontrolira lužinu, snižavajući pH tla.

- Eliminira mahovinu i uvjetuje travnjak.

Kao reagens i u industriji

Među uporabama FeSO ₄ kao reagensa i u industriji su sljedeće:

-Analitički reagens

-Surovi materijal za dobivanje feritnog i magnetskog željezovog oksida

-Samjer za izradu anorganskog plavog pigmenta

-Regent koji smanjuje dušičnu kiselinu, klor i krom

-U proizvodnji ostalih sulfata

-Koristi se u kadama za galvansko posipanje željezom

-Dravan konzervans

-U aluminijskim jetkanima

-Kvalitativna analiza nitrata (smeđe žuti test oksidacijom Fe ²⁺)

-K katalizator kolimerizacije

-Koristi se kao prethodnica sinteze drugih pegle

-Proizvodi se industrijski kao sredstvo za učvršćivanje mrlja

-U proizvodnji željeznih boja

-Mordient u bojenju vune

-Dati javorovo drvo srebrnu boju

-Ironski katalizator u Fentonovoj reakciji

U medicini i za obogaćivanje hrane

Koristi se u liječenju anemije nedostatka željeza, primjenom doze od 150-300 mg željezovog sulfata, tri puta dnevno, što stvara osjetno povećanje koncentracije hemoglobina u tjednu liječenja.

Njegova se primjena preporučuje i trudnicama kao dodatak njihovoj prehrani. Željezni sulfat korišten je kao adstrigentno sredstvo za zacjeljivanje rana kod goveda.

Drugi

Koristi se u pročišćavanju otpadnih voda flokulacijom, a također i za uklanjanje fosfata iz ovih voda. Heptahidrat željeznog sulfata koristi se za identifikaciju vrsta gljiva.

Reference

1. CR Znanstveni. (SF). Laboratorijska priprema željezovog sulfata. Oporavilo od: crscientist.com
2. Werner H. Baur. (1964). O kristalnoj kemiji soli hidrata. III. Određivanje kristalne strukture FeSO ₄.7H ₂ O (melanterite). Acta Cryst. doi.org/10.1107/S0365110X64003000
3. Pubchem. (2019). Heptahidrat željeznog sulfata. Oporavak od: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Marks Lynn. (19. prosinca 2014.). Što je željezni sulfat (feosol)? Svako zdravlje. Oporavilo od: dailyhealth.com
5. Wikipedia. (2019). Željezni (II) sulfat. Oporavilo sa: en.wikipedia.org