Железен сулфат

Железен сулфат
Имена
По IUPAC	Железен (II) сулфат
Други	Феросулфат Зелен камък
Структура
Кристална структура	ромбична
Пространствена група	2/m 2/m 2/m
Координационна геометрия	октаедрична (Fe^2+)
Молекулна форма	Pnma, No. 62
Свойства
Формула	FeSO4
Моларна маса	151,91 g/mol
Външен вид	бели кристали
Плътност	3,65 g/cm^3
Точка на топене	680 °C (разлага се)
Парно налягане	1,95 kPa (FeSO4 × 7Н2О)
Разтворимост във вода	446,9 g/L (77 °C) 359,7 g/L (90,1 °C)
Разтворимост в алкохол	Незначима
Разтворимост в етиленгликол	64 g/kg (20 °C)
Магнитна възприемчивост	1,24×10^−2 cm^3/mol
Показател на пречупване	1,591
Термохимия
Стандартна енталпия на образуване	−928,4 kJ/mol
Стандартна моларна ентропия	107,5 J/mol·K
Специфичен топлинен капацитет	100,6 J/mol·K
Опасности
H-фрази	H302, H315, H319
P-фрази	P305+351+338
NFPA 704	1 2 1
LD50	237 mg/kg (за плъх)
Сродни съединения
Сродни катиони	Кобалтов (II) сулфат Меден (II) сулфат Манганов (II) сулфат Никелов (II) сулфат
Други	Железен (III) сулфат
Идентификатори
CAS номер	7720-78-7
PubChem	24393
ChemSpider	22804
Номер на ООН	3077
DrugBank	DB13257
ChEBI	75832
ChEMBL	1200830
RTECS	NO8500000
ATC	B03AA07
SMILES	[O-]S(=O)(=O)[O-].[Fe+2]
InChI	1S/Fe.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+2;/p-2 1/Fe.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+2;/p-2
InChI ключ	BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L BAUYGSIQEAFULO-NUQVWONBAS
UNII	2IDP3X9OUD
Данните са при стандартно състояние на материалите (25 °C, 100 kPa), освен ако не е указано друго.
Железен сулфат в Общомедия

Железният сулфат или феросулфатът (FeSO₄) е една от солите на желязото със сярната киселина, в която желязото е във втора степен на окисление – Fe²⁺. Среща се като набор от соли с общата формула FeSO₄ × nH₂О. Най-често срещан е хептахидратът (FeSO₄ × 7Н₂О), като са известни и други стойности на n. Хидратната форма се използва в медицината за лечение на железен дефицит (анемия), както и при някои индустриални приложения. Синьо-зеленият хептахидрат е най-често срещаната форма на железния сулфат, известна още от древността. Всички железни сулфати се разтварят във вода, с получаване на водния комплекс [Fe(H₂O)₆]²⁺, който има октаедрична кристална структура и е парамагнитен. Тривиалното наименование на железния сулфат хептахидрат е зелен камък.^[1] Името камък датира от времето, когато медният сулфат става известен като син камък – по аналогия железният и цинковият сулфат стават известни като зелен камък и бял камък, респективно.

Той е в списъка на основните и най-важни медикаменти на Световната здравна организация.^[2]

Хидрати

Железният сулфат най-често може да бъде срещнат под формата на хидрати, като част от тези форми съществуват свободно в природата:

Безводен железен сулфат.

• FeSO₄ × H₂O – смолнокит,^[3] рядко срещан;
• FeSO₄ × 4H₂O – розенит,^[4] бял, често срещан, може да бъде продукт на дехидратирането на меланитерит;
• FeSO₄ × 5H₂O – сидеротил,^[5] рядко срещан;
• FeSO₄ × 6H₂O – ферохексахидрит,^[6] рядко срещан;
• FeSO₄ × 7H₂O – мелантерит,^[7] синьо-зелен, често срещан.

Тетрахидратът се стабилизира, когато температурата на водните разтвори достигне 56,6 °C. При 64,8 °С тези разтвори образуват както тетрахидрат, така и монохидрат.^[8]

Всички споменати минерални форми са свързани с окислителните процеси при преработването на рудите на желязото – пирит, марказит, халкопирит. Много от тях преминават бърза дехидратация и последващо окисление.

Производство

При обработването на стоманата, преди полагането на покритието, стоманената ламарина или прът се прекарва през вана с разтвор на сярна киселина (ецване). Тази обработка произвежда значителни количества железен сулфат като страничен продукт.

${\displaystyle {\ce {Fe + H2SO4-> FeSO4 + H2 ^}}}$

Друг източник за получаване на железен сулфат е при производството на титанов диоксид от илменит чрез сулфатния процес.

Железен сулфат се получава и при окислението на пирита:

${\displaystyle {\ce {2FeS2 + 7O2 + 2H2O-> 2FeSO4 + 2H2SO4}}}$

Реакции

При разтваряне във вода железните сулфати образуват воден комплекс – [Fe(H₂O)₆]²⁺. Представлява безцветен, парамагнитен йон.

При нагряване железният сулфат първо губи кристализационната си вода и зелените кристали се превръщат в кафяво, безводно, твърдо вещество. При по-нататъшно нагряване на безводната сол се освобождават серен диоксид и серен триоксид, водейки до образуването на червеникаво-кафявия железен (III) оксид. Разпадането на железния сулфат започва при около 680 °С.

${\displaystyle {\ce {2FeSO4-> Fe2O3 + SO2 ^ + SO3 ^}}}$

Както всички железни (II) соли, железният сулфат е редуктор. Той редуцира азотната киселина до азотен оксид и хлор до хлорид:

${\displaystyle {\ce {6FeSO4 + 3H2SO4 + 2HNO3-> 3Fe2(SO4)3 + 4H2O + 2NO ^}}}$

${\displaystyle {\ce {6FeSO4 + 3Cl2-> 2Fe2(SO4)3 + 2FeCl3}}}$

При излагането на въздух, железният сулфат се окислява, образувайки жълто-кафяво покритие от „основен железен сулфат“, който е адукт на дижелезния троксид (Fe₂O₃) и дижелезния трисулфат [Fe₂(SO₄)₃]:

${\displaystyle {\ce {12FeSO4 + 3O2-> 4Fe2(SO4)3 + 2Fe2O3}}}$

Приложения

Индустриално, железният сулфат се използва главно като прекурсор на други железни съединения. Той е редуциращ агент и като такъв е използван за редуцирането на хроматите в цимента и водата до по-малко токсичните съединения на Cr³⁺, както и при отстраняването на фосфатите във водата.^[1] Железният сулфат се използва в текстилната промишленост като фиксатор при боядисването.

Заедно с други съединения на желязото, феросулфатът се използва при лечението и профилактиката на анемия. Запекът е честа и неприятна нежелана реакция, свързана с прилагането на перорални добавки и лекарства, съдържащи железни съединения.

Железният сулфат се продава като железен сулфат хептахидрат, който се използва за понижаване на рН в почвите (при силно алкална почва), така че растенията да могат да извличат хранителните вещества от почвата.^[9]

В градинарството се използва за лечение на желязна хлороза.^[1][10] Въпреки че не е бързодействащ като железния етилендинитрилотетраацетат (ЕДТА), ефектите от железния сулфат са далеч по-дълготрайни. Може да бъде смесен с компост и вкопан в почвата, за да се създаде запас, траещ до няколко години.^[11] Използва се и при омекотяването на тревата и в препаратите против мъх.^[1]

Друго приложение е добавянето на железен сулфат към охлаждащата вода, която тече през месинговите тръби на турбините, за да се образува защитно покритие, устойчиво на корозия.

Използва се при утаяването на елементарно злато от разтвори, съдържащи златен хлорид (най-често това е злато, разтворено в царска вода).

Вижте също

• Меден сулфат
• Цинков сулфат

Източници

1. Железен сулфат // rulen.eu. Посетен на 21 май 2018.
2. WHO Model List of Essential Medicines (19th List) // World Health Organization. 2015. p. 29. Посетен на 21 май 2018. (на английски)
3. Szomolnokite // Mindat.org. Посетен на 21 май 2018. (на английски)
4. Rozenite Mineral Data // webmineral.com. Посетен на 21 май 2018. (на английски)
5. Siderotil Mineral Data // webmineral.com. Посетен на 21 май 2018. (на английски)
6. Ferrohexahydrite Mineral Data // webmineral.com. Посетен на 21 май 2018. (на английски)
7. Melanterite Mineral Data // webmineral.com. Посетен на 21 май 2018. (на английски)
8. Seidell, Atherton, Linke, William F. Solubilities of Inorganic and Organic Compounds. 2nd. D. Van Nostrand Company, 1919. p. 343. (на английски)
9. Acid or alkaline soil: Modifying pH – Sunset Magazine // www.sunset.com. Посетен на 21 май 2018. (на английски)
10. Koenig, Rich. Control of Iron Chlorosis in Ornamental and Crop Plants // Utah State University, 1996. p. 3. Посетен на 21 май 2018. (на английски)
11. Handreck, Kevin. Gardening Down Under: A Guide to Healthier Soils and Plants. 2nd. Collingwood, Victoria, CSIRO Publishing, 2002. ISBN 0-643-06677-2. p. 146. (на английски)

Външни препратки

• В Общомедия има медийни файлове относно Железен сулфат
• ((en)) Обща информация за железния сулфат хептахидрат (зелен камък)

Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата Iron(II) sulfate и страницата Eisen(II)-sulfat в Уикипедия на английски и немски език. Оригиналните текстове, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс – Признание – Споделяне на споделеното“, а за творби, създадени преди юни 2009 година – от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналните страници тук и тук, за да видите списъка на техните съавтори. ​ ВАЖНО: Този шаблон се отнася единствено до авторските права върху съдържанието на статията. Добавянето му не отменя изискването да се посочват конкретни източници на твърденията, които да бъдат благонадеждни.