GELEŽIES SULFATAS (FESO4): STRUKTŪRA, SAVYBĖS, SINTEZĖ - CHEMIJA - 2025

Geležies sulfato yra neorganinis druska, turinti į cheminė formulė FeSO ₄ . Jį sudaro kintamos spalvos kristalinė kieta medžiaga, pramoniniu būdu gauta kaip šalutinis plieno perdirbimo produktas.

Gamtoje jis randamas įvairių formų, dažniausiai pasitaikantis geležies sulfato heptahidratas FeSO ₄ · 7H ₂ O („žaliasis vitriolis“, esantis mineraliniame melenterite). Šis hidratas lengvai išsiskiria melsvai žalios spalvos kristalais (apatinis vaizdas). Kiti hidratai turi bendrą formulę FeSO ₄ · xH ₂ O, kur x kinta nuo 1 iki 7.

Geležies sulfato kristalai heptahidratas. Šaltinis: Leiem

Juodojo metalo sulfato heptahidratas praranda vandens molekules kaitinant ir gali būti paverstas kitomis geležies sulfato formomis; taigi, pakaitinus iki 57 ºC, jis praranda tris vandens molekules ir virsta geležies sulfato tetrahidratu. Kiek iš viso galite prarasti? Septynios vandens molekulės, tai yra, per daug vandens.

Geležies sulfatas naudojamas geležies stokos anemijos gydymui ir prevencijai. Tačiau jis gali turėti toksišką poveikį, todėl turite būti atsargus jo dozavimo atžvilgiu.

Kita vertus, ši geležies druska gali būti daug naudojama ir naudojama, įskaitant tekstilės medžiagos ir odos dažymą; cheminis reduktorius; radiacijos dozimetras; medienos apsaugos priemonė. Jis taip pat naudojamas augalų chlorozės prevencijai, graviravimo ir litografijos procesams.

FeSO ₄ ore gali oksiduoti iki geležies (III) sulfato, Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ tokiu greičiu, kurį gali padidinti temperatūra, šviesa ar padidėjęs pH.

Daugelis geležies sulfato fizikinių ir cheminių savybių, tokių kaip tirpumas vandenyje, lydymosi temperatūra, susidarančių kristalų rūšis ir tankis, priklauso nuo vandens kristalų, įeinančių į kristalus, skaičiaus; tai yra jo hidratai.

Geležies sulfato struktūra

FeSO4 · 7H2O struktūra. Šaltinis: „Smokefoot“

Cheminė formulė FeSO ₄ pabrėžia, kad ši druska sudaryta iš Fe ²⁺ ir SO ₄ ^2- jonų santykiu 1: 1. Abu jonai sąveikauja per elektrostatines jėgas taip, kad jie būtų išdėstyti ortorombinėje kristalų sistemoje; kuris, logiškai tariant, atitinka bevandenę druską.

Viršutiniame paveikslėlyje, kita vertus, parodyta FeSO ₄ · 7H ₂ O struktūra . Oranžinė rutulys rodo Fe ²⁺ katijoną , kuris, kaip matyti, koordinuoja su šešiomis vandens molekulėmis ir sudaro oktaedrą. Fe ^{2+ krūvis} pritraukia SO ₄ ^2- anijoną , o tai, savo ruožtu, sudaro vandenilio ryšį su septintąja vandens molekule.

Septintoji vandens molekulė (ta, kuri yra nutolusi nuo oktaedro) taip pat sudaro kitą vandenilio ryšį su kita vandens molekule, priklausančia kaimyniniam oktaedrui. Šių sąveikų rezultatas yra tas, kad kristalai keičiasi iš ortorombinių į monoklininius.

Kaip bevandenio FeSO ₄ kristalai hidrato, PK ₄ ^2- anijonų aplink Fe ²⁺ pakeičiami H ₂ O molekulių . Šie substitucijos sutrikdyti d elektronus iš geležies, verčia juos perduoti per įvairių lygių energijos; kurios yra atsakingos už spalvos pokyčius nuo baltos iki melsvai žalios.

Rūgštingumas

Kai kurie SO ₄ ^2- anijonai gali būti protonuojami iš rūgštinės terpės. Kaip pasekmė, viduje FeSO ₄ · 7H ₂ O kristalai yra gali būti H ₂ SO ₄ molekulės , kai pH yra labai rūgštus; todėl palietę šiuos gražius kristalus tokiomis sąlygomis galite sukelti rimtus nudegimus.

Fizinės ir cheminės savybės

Vardai

Geležies sulfatas arba geležies (II) sulfatas

Molekulinė formulė

- Bevandenis geležies sulfatas (FeSO ₄ )

-Geležies sulfato heptahidratas (FeSO ₄ .7H ₂ O)

Molekulinė masė

Tai skiriasi priklausomai nuo sulfato hidratacijos laipsnio. Pavyzdžiui, geležies sulfato heptahidrato molekulinė masė yra 278,02 g / mol; tuo tarpu bevandenio molekulinė masė yra 151,91 g / mol.

Fizinė išvaizda

Tai taip pat kinta priklausomai nuo hidratacijos laipsnio. Pavyzdžiui, bevandenėje formoje yra balti ortorombiniai kristalai; kadangi heptavandenio pavidalo kristalai yra monoklininės melsvai žalsvos spalvos.

Kvapas

Tualetas

Tankis

Bevandenis geležies sulfatas yra tankiausios druskos forma (3,65 g / cm ³ ). Kita vertus, heptahidrato forma yra mažiausiai tanki (1,895 g / cm ³ ).

Lydymosi temperatūra

Taip pat tai skiriasi priklausomai nuo hidratacijos laipsnio. Bevandenės formos lydymosi temperatūra yra 680 ° C (1,856 ° F, 973 K), o heptahidrato formos - 60–64 ° C (140–147 ° F, 333–337 K).

Tirpumas vandenyje

-Monohidrato forma: 44,69 g / 100 ml vandens (77 ºC)

-Heptahidratas sudaro 51,35 g / 100 ml vandens (54 ºC).

Tirpumas alkoholyje

Netirpus.

Garų slėgis

1,95 kPa (heptahidrato forma)

Lūžio rodiklis

1591 (monohidratas) ir 1,471 (heptahidratas).

Stabilumas

Ore jis gali greitai oksiduotis ir padengti gelsvai ruda spalva, kuri rodo, kad yra Fe ³⁺ katijono . Oksidacijos greitis padidinamas pridedant šarmų arba veikiant šviesai.

Skilimas

Kai jis kaitinamas iki skilimo, jis išskiria toksiškus sieros dioksido ir sieros trioksido dūmus, o kaip likučius palieka rausvą geležies oksidą.

Reakcijos

Tai reduktorius, veikiantis azoto rūgštį, redukuodamas ją į azoto monoksidą. Panašiai jis sumažina chlorą iki chlorido, o toksinės chromo formos, esančios cemente, iki chromo (III), yra mažiau toksiškos.

Sintezė

Iš plieninės vatos

Geležies sulfatas gaunamas reaguojant plienui (Fe) su sieros rūgštimi. Taikant aprašytą metodą, laikomasi šios tvarkos: plienas naudojamas plieninės vatos pavidalu, prieš tai nuriebintas acetonu.

Tada plieno vata dedama į stiklinę stiklinę ir visiškai uždengiama 30–40% sieros rūgštimi, kelias valandas leidžiant virškinti rūgštį; kol dings plieno vata. Galima pridėti daugiau plieno vatos ir procedūrą pakartoti keletą kartų.

Susidarę žali kristalai ištirpinami naudojant vandenį, parūgštintą iki sieros rūgšties iki 1–2 pH. Šis tirpalas filtruojamas ant filtravimo popieriaus, o pH sureguliuojamas pridedant natrio karbonato. Tirpalas laikomas, kad būtų išvengta jo sąlyčio su deguonimi ir tokiu būdu būtų išvengta Fe ²⁺ oksidacijos į Fe ³⁺

Vėliau filtratas garinamas 80–90 ° C temperatūroje. Procedūra atliekama Pietri kapsulėse, padėtose ant kaitinimo plokštelės. Tada surenkami susiformavę žali kristalai, kurie gali būti nuvežti į eksikatorių, kad būtų galima dehidratuoti.

Iš pirito

Juodųjų metalų sulfatas gaunamas oksiduojant piritą (FeS ₂ ).

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

Pavojai

Įkvėpus FeSO _4, dirginama nosis, gerklė ir plaučiai. Jei fiziškai kontaktuojate su šia druska, ji gali sudirginti odą ir akis; be to, ilgalaikis kontaktas su pastaruoju gali sukelti rusvą dėmę ir akių pažeidimus.

Pakartotinis nurijimas gali sukelti pykinimą, vėmimą, skrandžio skausmą, vidurių užkietėjimą ir nereguliarų tuštinimąsi.

Apsinuodijimo geležies sulfatu požymiai yra šie: juodos arba kruvinos išmatos; melsva oda ir nagai; pašalinto šlapimo tūrio pokyčiai; alpimas; burnos ar akių džiūvimas; krūtinės skausmas; valgyti; kvėpavimo sutrikimas

Be to, gali atsirasti greitas ir nereguliarus širdies plakimas, padidėjęs troškulys ir alkis, neįprastas blyškumas ir dusulys.

Pakitęs krešėjimas yra apsinuodijimo geležies sulfatu požymis, stebint trombino, protrombino ir dalinio tromboplastino vartojimo laiką.

Tyrimai, atlikti su geležies sulfato poveikiu izoliuotiems triušių širdies raumenims, leido pastebėti, kad tai sumažino tiriamųjų širdies raumenų sukuriamą maksimalią įtampą, taip pat maksimalų įtampos vystymosi greitį.

Programos

Žemės ūkyje

-Jis naudojamas kaip pesticidas kviečių žiupsneliui ir vaismedžių skilimui kontroliuoti.

-Jis naudojamas gydant chlorozę - ligą, kuriai būdinga gelsva lapų spalva, kurią sukelia dirvožemio šarmingumas.

- Juodųjų metalų sulfatas kontroliuoja šarmingumą, mažindamas dirvožemio pH.

- Pašalina samanas ir sutvarko veją.

Kaip reagentas ir pramonėje

Tarp FeSO ₄ kaip reagento naudojimo pramonėje yra šie:

-Analitinis reagentas

- Neteisinga medžiaga feritui ir magnetiniam geležies oksidui gauti

-Pradingas neorganiniam mėlynajam pigmentui sukurti

-Ragentas, mažinantis azoto rūgštį, chlorą ir chromą

- Gaminant kitus sulfatus

-Jis naudojamas galvanizavimo voniose su geležimi

-Medžio konservantas

-Aliuminio ofortai

- Kokybinė nitratų analizė (rudai geltonos spalvos bandymas oksiduojant Fe ²⁺ )

-Kolimerizacijos katalizatorius

-Jis naudojamas kaip kitų geležies sintezės pirmtakas

-Jis naudojamas pramoniniu būdu kaip dėmių fiksatorius

-Gaudant geležies dažus

-Dėl švelnumo dažant vilną

- Norėdami klevo medienai suteikti sidabro spalvos

-Ironų katalizatorius Fentono reakcijoje

Medicinoje ir maisto praturtinimui

Jis vartojamas geležies stokos anemijai gydyti, skiriant 150–300 mg geležies sulfato dozę tris kartus per dieną, o tai sukelia pastebimą hemoglobino koncentracijos padidėjimą per gydymo savaitę.

Jį taip pat rekomendavo vartoti nėščioms moterims kaip dietos papildymą. Geležies sulfatas buvo naudojamas kaip sutraukiantis galvijų žaizdų gydymas.

Kiti

Jis naudojamas valant nuotekas flokuliacijos būdu, taip pat fosfatams pašalinti iš šių vandenų. Grybelių rūšims identifikuoti naudojamas geležies sulfato heptahidratas.

Nuorodos

1. „CR Scientific“. (sf). Geležies sulfato laboratorinis paruošimas. Atkurta iš: crsc Scientific.com
2. Verneris H. Bauras. (1964). Dėl druskos hidratų kristalų chemijos. III. FeSO ₄ .7H ₂ O (melanterito) kristalų struktūros nustatymas . Acta kristalai. doi.org/10.1107/S0365110X64003000
3. „PubChem“. (2019 m.). Geležies sulfato heptahidratas. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Markas Lynas. (2014 m. Gruodžio 19 d.). Kas yra geležies sulfatas (feosolis)? Kiekviena sveikata. Atkurta iš: dailyhealth.com
5. Vikipedija. (2019 m.). Geležies (II) sulfatas. Atkurta iš: en.wikipedia.org