Худей и больше не толстей

Железный купорос

Химические свойства

Светло-жёлтые кристаллы с тетрагональной решеткой, существующие в виде тригидрата K4[Fe(CN)6]·3H2O.

Плотность 1,853 г/см³ при 17 °C. Растворимость в воде 31,5 г/100 г при 25 °C, 48,3 г при 50 °C. Практически не растворяется в эфире, этаноле, пиридине, анилине, этилацетате.

Гексацианоферрат(II) калия диамагнитен.

Выше 87,3 °C (по другим данным, выше 120 °C) превращается в безводную соль с плотностью 1,935 г/см³. Выше 650 °C разлагается:

3K4[Fe(CN)6] →(t) Fe3C + 5C + 3N2↑ + 12KCN

В реакции с соляной кислотой выделяется белый осадок железистосинеродистой кислоты (H4[Fe(CN)6]).

С концентрированной серной кислотой реагирует по уравнению:

K4[Fe(CN)6] + 6H2SO4 + 6H2O →(t) 2K2SO4 + FeSO4 + 3(NH4)2SO4 + 6CO↑.

Этим способом можно пользоваться в лаборатории для получения монооксида углерода.

С солями металлов в степени окисления +2 и +3, образует малорастворимые соединения гексацианоферратов(II) (см. в разделе «применение»).

В водных растворах окисляется хлором и другими окислителями, такими, как пероксид водорода до K3[Fe(CN)6]:

2K4[Fe(CN)6] + H2O2 + 2HCl → 2K3[Fe(CN)6] + 2KCl + 2H2O

Анион [Fe(CN)6]4− очень прочен (константа нестойкости 8⋅10-36), не разлагается ни щелочами, ни кислотами, устойчив по отношению к воздуху; поэтому растворы ферроцианидов не показывают реакций ни на Fe2+, ни на CN−.

Применение сульфата железа в гальванопластике

В этой области промышленного производства сульфат железа применяют при изготовлении пресс форм и матриц. Точность размеров формы, отсутствие шероховатости при гальванопластике, в ходе которой полученные металлические копии отделяются от модели, служащей основой для осаждения металла, после завершения процесса играет очень большую роль

При этом важно, чтобы поверхность модели, слои, наносимые для выравнивания, имели токопроводящие свойства. Для выполнения эти технологических требований применяют сернокислые электролиты, в состав которых входит железный купорос

Процесс гальванопластики проводят под постоянным контролем.

Гальванопластика с применением сульфата железа – достаточно длительный процесс. Время осаждения толстых слоев металла может растянуться на несколько недель. Но время ожидания окупается высокими качествами получаемых поверхностей и соблюдением точности размеров.

Поверхности моделей перед нанесением электролитов тщательно моют и обезжиривают, а затем полностью высушивают.

Химические свойства

Двухвалентное сернокислое железо – неорганическое соединение, соль образованная серной кислотой и железом. Вещество не имеет запаха, не летуче. Безводная форма имеет вид бесцветных не прозрачных мелких гигрокопичных кристаллов. Кристаллогидраты имеют характерный зеленовато-голубой окрас, тетрагидраты зеленого цвета. Химическая формула Сульфата Железа 2: FeSO4, рацемическая: O4SFe. На вкус соединение вяжущее, с привкусом металла. Средство хорошо растворяется в воде. Молекулярная масса = 151,9 грамм на моль.

Вещество выделяется из железного купороса. Раствор сульфата Fe(2) под действием кислорода окисляется в переходит в Сульфат Железа 3. Разлагается при температуре выше 480 градусов Цельсия на оксиды.

Сульфат Железа 2 можно получить при воздействии разбавленной серной кислоты на обрезки железа; в виде побочного продукта реакции травления железных листов, при удалении окалины, при окислительном обжиге пирита.

Гидролиз Сульфата Железа 2 протекает по катиону в кислой среде. Первая ступень гидролиза: Fe2+ + SO42- + HOH FeOH+ + SO42- + H+; теоретически может протекать и вторая ступень гидролиза: FeOH+ + SO42- + HOH Fe(OH)2↓ + SO42- + H+.

Вещество применяют:

  • для окраски изделий и шерстяной ткани в черный цвет, при производстве чернила, при консервировании древесины;
  • в химической дозиметрии, для обработки садовых деревьев в сельском хозяйстве;
  • в медицине при лечении железодефицитной анемии.

Сернокислое железо 3 или тетрасульфид 6 железа 3 – это светло-желтые парамагнитные мелкие кристаллы. Вещество хорошо растворяется в воде, медленно – в этиловом спирте. Химическая формула Сульфата Железа 3: Fe2(SО4)3, рацемическая: Fe2O12S3. Вещество обладает способностью кристаллизоваться в форме кристаллогидратов Fe2(SO4)3•n H2O. Наибольшее значение имеет нонагидрат сульфата железа(III). Водные растворы приобретают красно-коричневую окраску из-за реакции гидролиза, протекающей по катиону. Соединение разлагается под действие горячей воды и высоких температур. При 98 градусах нонагидрат превращается в тетрагидрат, при температуре выше 125 градусов – в моногидрат и выше 175 – в безводный сульфат Fe, который при температуре более 600 градусов разлагается на оксиды серы и железа.

Вещество используют:

  • при переработке медной руды, для очистки сточных вод, промышленных и коммунальных стоков;
  • при окраске ткани и дублении в кожевельном производстве;
  • в качестве флотационного регулятора, в виде катализатора некоторых реакций или окислителя;
  • в медицине в качестве кровоостанавливающего средства.

Нахождение в природе

Минералогическая форма сульфата железа(III) — микасаит (англ. mikasaite), смешанный сульфат железа-алюминия. Его химическая формула — (Fe3+, Al3+)2(SO4)3. Этот минерал содержит безводную форму сульфата железа, поэтому встречается в природе очень редко. Гидратированные формы встречаются чаще, например:

Кокимбит (англ. coquimbite) — Fe2(SO4)3·9H2O — нонагидрат — наиболее распространённая в природе форма.

Кристаллическая структура кокимбита

  • Паракокимбит (англ. paracoquimbite) — другой нонагидрат — редкая форма.
  • Корнелит (англ. kornelite) — гептагидрат — и куэнстедтит (англ. quenstedtite) — декагидрат — тоже встречаются редко.
  • Лаусенит (англ. lausenite) — гекса- или пентагидрат (самостоятельность этого минерала под вопросом).

Все перечисленные выше природные гидраты железа на поверхности Земли нестабильны. Но их запасы постоянно пополняются благодаря окислению других минералов (в основном пирита и марказита).

Марс

Сульфат железа и ярозит были обнаружены двумя марсоходами: «Спирит» и «Оппортьюнити». Эти вещества являются признаком сильных окислительных условий на поверхности Марса. В мае 2009 года «Спирит» застрял, когда ехал по мягкому грунту планеты и наехал на залежи сульфата железа, скрытые под слоем обычного грунта. Вследствие того, что сульфат железа имеет очень низкую плотность, марсоход застрял настолько глубоко, что часть его корпуса коснулась поверхности планеты.

Физические свойства

Безводный сульфат железа(III) — светло-жёлтые парамагнитные очень гигроскопичные кристаллы моноклинной сингонии, пространственная группа P21/m, параметры элементарной ячейки a = 0,8296 нм, b = 0,8515 нм, c = 1,160 нм, β = 90,5°, Z = 4.
Есть данные, что безводный сульфат железа образовывает орторомбическую и гексагональную модификации.
Растворим в воде, трудно растворим в этаноле.

Из воды кристаллизуется в виде кристаллогидратов Fe2(SO4)3·n H2O, где n = 12, 10, 9, 7, 6, 4, 3, 1.
Наиболее изученный кристаллогидрат — нонагидрат сульфата железа(III) Fe2(SO4)3·9H2O — жёлтые гексагональные кристаллы, параметры элементарной ячейки a = 1,085 нм, c = 1,703 нм, Z = 4.
Хорошо растворяется в воде (440 г на 100 г воды).
В водных растворах сульфат железа(III) из-за гидролиза приобретает красно-коричневый цвет.

С аммиаком образует аддукт вида Fe2(SO4)3·n NH3, где n = 8, 12.

При нагревании нонагидрат превращается при 98 °C в тетрагидрат, при 125 °C — в моногидрат и при 175 °C — в безводный Fe2(SO4)3, который выше 600 °C разлагается на Fe2O3 и SO3.

Хлориды железа

Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

Самый простой способ получения хлоридов железа—это рас­творение металлического железа, закиси или окиси железа в соля­ной кислоте. Раствор FeCl2 получается также при травлении сталь­ных изделий соляной кислотой.

Хлорное железо можно получить из хлористого хлорированием суспензии или раствора FeCl2 или окислением его кислородом воздуха. Получаемый раствор FeCU выпаривают до концентрации, при которой он при остывании за­твердевает в кристаллический продукт FeCl3 • 6Н20.

Такой продукт получается и в качестве отхода от некоторых производств, в част­ности в производстве брома в процессе очистки бромо-воздушной смеси от примеси хлора раствором бромида железа.

Прямое получение хлоридов железа утратило свое значение в связи с развитием производства различных продуктов (TiCl4, А1С1з и др.) горячим хлорированием руд (см. гл. XL) с образованием значительных количеств хлоридов железа, являющихся побочными продуктами. В связи с ограниченностью потребности в них возни­кает необходимость дальнейшей их переработки с целью регене— рации хлора.

За границей все большее распространение получает изготовле — ‘ние безводного хлорного железа FeCl3 горячим хлорированием окиси железа или железной руды в присутствии восстановителя6’.

Хлористое железо получается при обработке материала, содер­жащего окись железа, смесью равных объемов хлористого водо­рода и водорода. Температура твердой фазы повышается в печи за счет тепла реакции от 260 до 650° 62,63. Описано получение без­водного хлористого железа по реакции

2FeCl3+ С6Н, С1 = 2FeCl2+ СвН4С12 + НС1

Получаемая при хлорировании никелевой руды в присутствии восстановителя смесь FeCl2 и NiCl2 может быть разделена пропу­сканием через металлическое железо при 1200—1300°. При этом

Хлористый никель восстанавливается до металла и единственным газообразным продуктом является хлористое железо65.

Предложены разные способы регенерации хлора или хлори­стого водорода из отбросных хлоридов железа. При взаимодей­ствии хлорного железа с воздухом при 600—800° образуются окись железа и хлор 66.

Выделение хлорида железа из отработанного со­лянокислого травильного раствора можно производить высалива­нием его хлористым водородом.

Образующийся при этом соляно­кислотный раствор используется для травления металла67’68 (см. гл. XI).

Запатентован69 способ регенерации сернокислого травильного раствора насыщением его хлористым водородом (после упарива­ния). Образующаяся по реакции

FeS04 + 2НС1 = FeCl2+ H2S04

-серная кислота возвращается на травление, a FeCl2 подвергается гидротер. мической обработке для превращения в окислы железа и хлористый водород, возвращаемый на регенерацию травильного раствора. Гидролиз хлористого железа водяным паром по реакции 3FeCl2+ 4Н20 = Fe304 + 6НС1 + Н2 + 75,44 ккал

Целесообразно проводить при 450—650° (при 300° в равновесной газовой фазе содержится всего ~I% НС1). При 650° скорость гидролиза очень велика и реакция практически завершается за 15—20 мин70.

Хлорное железо может быть извлечено из солянокислых рас­творов (с целью их очистки от железа) некоторыми сложными эфирами и кетонами, в частности трибутилфосфатом 75 и диэтило — вым эфиром.

Сущность механизма экстракции заключается в из­менении диэлектрической проницаемости водной фазы под влия­нием кислот или солей, в результате чего работа отрыва молекул гидратированного хлорного железа становится равной работе сольватации их эфиром.

На основании этого высказано мнение, что появление в эфирной фазе HFeCl4 является вторичным про­цессом, не имеющим, вопреки установившимся взглядам, непосред­ственного отношения к механизму реакции 76.

При взаимодействии хлорита натрия с хлором происходит обра­зование хлористого натрия и выделяется двуокись хлора: 2NaC102 + С12 = 2NaCl + 2 СЮ2 Этот способ ранее был основным для получения двуокиси …

Схемы с двухступенчатой аммонизацией

На рис. 404 представлена схема производства диаммонитро — фоски (типа TVA). Фосфорная кислота концентрацией 40—42,5% Р2О5 из сборника 1 насосом 2 подается в напорный бак 3, из кото­рого она непрерывно …

СУЛЬФАТ АММОНИЯ

Физико-химические свойства Сульфат аммония (NH4)2S04 — бесцветные кристаллы ромбиче­ской формы с плотностью 1,769 г/см3. Технический сульфат аммо­ния имеет серовато-желтоватый оттенок. При нагревании сульфат аммония разлагается с потерей аммиака, превращаясь в …

Применение в сельском хозяйстве

Железо сернокислое нашло свое применение и в сельском хозяйстве. Особенно широко у аграриев используется железный купорос как фунгицид для борьбы с многочисленными грибковыми заболеваниями, которым подвержены растения. Более того, им дезинфицируют стены подвалов и овощехранилищ.

Раствор железа сернокислого закисного на постоянной основе применяется для обработки семян. Таким способом исключается их заражение вредоносными микроорганизмами, увеличивается всхожесть и исключается инфицирование других культур

Важно отметить неоспоримую пользу сульфата железа, как эффективного удобрения для определенного вида почв и сельскохозяйственных культур

Получение

В промышленности сульфат железа(III) получают прокаливанием пирита или марказита с NaCl на воздухе:

2FeS2+2NaCl+8O2⟶Fe2(SO4)3+Na2SO4+Cl2{\displaystyle {\mathsf {2FeS_{2}+2NaCl+8O_{2}\longrightarrow Fe_{2}(SO_{4})_{3}+Na_{2}SO_{4}+Cl_{2}}}}

или растворяют оксид железа(III) в серной кислоте:

Fe2O3+3H2SO4⟶Fe2(SO4)3+3H2O{\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}O_{3}+3H_{2}SO_{4}\longrightarrow Fe_{2}(SO_{4})_{3}+3H_{2}O}}}

В лабораторной практике сульфат железа(III) можно получить из гидроокиси железа(III):

2Fe(OH)3+3H2SO4⟶Fe2(SO4)3+6H2O{\displaystyle {\mathsf {2Fe(OH)_{3}+3H_{2}SO_{4}\longrightarrow Fe_{2}(SO_{4})_{3}+6H_{2}O}}}

Препарат той же чистоты можно получить окислением сульфата железа(II) азотной кислотой:

2FeSO4+H2SO4+2HNO3⟶Fe2(SO4)3+2NO2+2H2O{\displaystyle {\mathsf {2FeSO_{4}+H_{2}SO_{4}+2HNO_{3}\longrightarrow Fe_{2}(SO_{4})_{3}+2NO_{2}+2H_{2}O}}}

также окисление можно провести кислородом или оксидом серы:

12FeSO4+3O2⟶4Fe2(SO4)3+2Fe2O3{\displaystyle {\mathsf {12FeSO_{4}+3O_{2}\longrightarrow 4Fe_{2}(SO_{4})_{3}+2Fe_{2}O_{3}}}}
2FeSO4+2SO3⟶Fe2(SO4)3+SO2{\displaystyle {\mathsf {2FeSO_{4}+2SO_{3}\longrightarrow Fe_{2}(SO_{4})_{3}+SO_{2}}}}

Концентрированные серная и азотная кислоты окисляют сульфид железа до сульфата железа(III):

2FeS+H2SO4+18HNO3⟶Fe2(SO4)3+18NO2↑+10H2O{\displaystyle {\mathsf {2FeS+H_{2}SO_{4}+18HNO_{3}\longrightarrow Fe_{2}(SO_{4})_{3}+18NO_{2}\uparrow +10H_{2}O}}}

Дисульфид железа можно окислить концентрированной серной кислотой:

2FeS2+14H2SO4⟶Fe2(SO4)3+15SO2↑+14H2O{\displaystyle {\mathsf {2FeS_{2}+14H_{2}SO_{4}\longrightarrow Fe_{2}(SO_{4})_{3}+15SO_{2}\uparrow +14H_{2}O}}}

Сульфат-аммоний железа(II) (соль Мора) также можно окислить дихроматом калия. Вследствие данной реакции выделятся сразу четыре сульфата — железа(III), хрома(III), аммония и калия, и вода:

6Fe(NH4)2(SO4)2+7H2SO4+K2Cr2O7⟶{\displaystyle {\mathsf {6Fe(NH_{4})_{2}(SO_{4})_{2}+7H_{2}SO_{4}+K_{2}Cr_{2}O_{7}\longrightarrow }}}

Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+6(NH4)2SO4+K2SO4+7H2O{\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}+Cr_{2}(SO_{4})_{3}+6(NH_{4})_{2}SO_{4}+K_{2}SO_{4}+7H_{2}O}}}

Сульфат железа(III) можно получить как один из продуктов термического разложения сульфата железа(II):

6FeSO4→ T Fe2(SO4)3+2Fe2O3+3SO2{\displaystyle {\mathsf {6FeSO_{4}{\xrightarrow {~T~}}Fe_{2}(SO_{4})_{3}+2Fe_{2}O_{3}+3SO_{2}}}}

Ферраты с разбавленной серной кислотой восстанавливаются до сульфата железа(III):

4K2FeO4+10H2SO4→  2Fe2(SO4)3+3O2↑+4K2SO4+10H2O{\displaystyle {\mathsf {4K_{2}FeO_{4}+10H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {~~}}2Fe_{2}(SO_{4})_{3}+3O_{2}\uparrow +4K_{2}SO_{4}+10H_{2}O}}}

При нагревании пентагидрата до температуры 70—175 °C получается безводный сульфат железа(III):

Fe2(SO4)3⋅ 5H2O→70−175oCFe2(SO4)3+5H2O{\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}\cdot \ 5H_{2}O{\xrightarrow {70-175^{o}C}}Fe_{2}(SO_{4})_{3}+5H_{2}O}}}

Сульфат железа(II) можно окислить триоксидом ксенона:

XeO3+3H2SO4+6FeSO4⟶3Fe2(SO4)3+Xe↑ +3H2O{\displaystyle {\mathsf {XeO_{3}+3H_{2}SO_{4}+6FeSO_{4}\longrightarrow 3Fe_{2}(SO_{4})_{3}+Xe\uparrow \ +3H_{2}O}}}

Химические свойства

Сульфат железа(III) в водных растворах подвергается сильному гидролизу по катиону, при этом раствор окрашивается в красновато-коричневый цвет:

Fe(H2O)63++H2O⇄Fe(H2O)5(OH)2++H3O+;      pK=2,17{\displaystyle {\mathsf {Fe^{3+}+H_{2}O\rightleftarrows Fe^{2+}+H_{3}O^{+};~~~~~~p{\mathit {K}}=2,17}}}
Fe(H2O)5(OH)2++H2O⇄Fe(H2O)4(OH)2++H3O+;      pK=3,26{\displaystyle {\mathsf {Fe^{2+}+H_{2}O\rightleftarrows Fe^{+}+H_{3}O^{+};~~~~~~p{\mathit {K}}=3,26}}}
2Fe(H2O)63++2H2O⇄Fe2(H2O)8(OH)24++2H3O+;      pK=2,91{\displaystyle {\mathsf {^{3+}+2H_{2}O\rightleftarrows ^{4+}+2H_{3}O^{+};~~~~~~p{\mathit {K}}=2,91}}}

Горячая вода или пар разлагают сульфат железа(III):

Fe2(SO4)3+2H2O→100oC2FeSO4(OH)↓+H2SO4{\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}+2H_{2}O{\xrightarrow {100^{o}C}}2FeSO_{4}(OH)\downarrow +H_{2}SO_{4}}}}

Безводный сульфат железа(III) при нагревании разлагается:

Fe2(SO4)3→500−700oCFe2O3+3SO3{\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}{\xrightarrow {500-700^{o}C}}Fe_{2}O_{3}+3SO_{3}}}}
2Fe2(SO4)3→900−1000oC2Fe2O3+6SO2+3O2{\displaystyle {\mathsf {2Fe_{2}(SO_{4})_{3}{\xrightarrow {900-1000^{o}C}}2Fe_{2}O_{3}+6SO_{2}+3O_{2}}}}

Растворы щелочей разлагают сульфат железа(III), продукты реакции зависят от концентрации щёлочи:

Fe2(SO4)3+2NaOH⟶2FeSO4(OH)↓+Na2SO4{\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}+2NaOH\longrightarrow 2FeSO_{4}(OH)\downarrow +Na_{2}SO_{4}}}}
Fe2(SO4)3+6NaOH⟶2FeO(OH)↓+3Na2SO4+2H2O{\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}+6NaOH\longrightarrow 2FeO(OH)\downarrow +3Na_{2}SO_{4}+2H_{2}O}}}

Если с щёлочью взаимодействует эквимолярный раствор сульфатов железа(III) и железа(II), то в результате получится сложный оксид железа:

Fe2(SO4)3+FeSO4+8NaOH⟶Fe3O4↓+4Na2SO4+4H2O{\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}+FeSO_{4}+8NaOH\longrightarrow Fe_{3}O_{4}\downarrow +4Na_{2}SO_{4}+4H_{2}O}}}

Активные металлы (такие как магний, цинк, кадмий, железо) восстанавливают сульфат железа(III):

Fe2(SO4)3+Fe⟶3FeSO4{\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}+Fe\longrightarrow 3FeSO_{4}}}}

Некоторые сульфиды металлов (например, меди, кальция, олова, свинца, ртути) в водном растворе восстанавливают сульфат железа(III):

CuS+Fe2(SO4)3⟶2FeSO4+CuSO4+S{\displaystyle {\mathsf {CuS+Fe_{2}(SO_{4})_{3}\longrightarrow 2FeSO_{4}+CuSO_{4}+S}}}

С растворимыми солями ортофосфорной кислоты образует нерастворимый фосфат железа(III) (гетерозит):

Fe2(SO4)3+2NaH2PO4⟶Na2SO4+2H2SO4+2FePO4↓{\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}+2NaH_{2}PO_{4}\longrightarrow Na_{2}SO_{4}+2H_{2}SO_{4}+2FePO_{4}\downarrow }}}

Методы получения

Взаимодействие сульфатов железа(II) и аммония

Уравнение реакции:

(NH4)2SO4 + FeSO4 = (NH4)2Fe(SO4)2

Для получения грамм сульфата железа(II)-аммония требуется грамм сульфата железа(II) и грамм сульфата аммония.
Вещества раздельно растворяют в горячей воде, затем оба раствора сливают в одну емкость, тщательно смешивая. При охлаждении или испарении начинает кристаллизоваться двойная соль. Осадок отфильтровывают, промывают небольшим количеством этанола или ацетона, растворяют в воде, после чего раствор используют для выращивания кристаллов.

Взаимодействие хлорида или нитрата железа(II) и сульфата аммония

Уравнение реакции:

2(NH4)2SO4 + FeCl2 = (NH4)2Fe(SO4)2↓ + 2NH4Cl
2(NH4)2SO4 + Fe(NO3)2 = (NH4)2Fe(SO4)2↓ + 2NH4NO3

Для получения грамм сульфата железа(II)-аммония требуется грамм хлорида и грамм сульфата аммония.
В емкость с насыщенным раствором соли железа комнатной температуры вливают концентрированный раствор сульфата аммония и перемешивают. При замораживании смеси выделяется большое количество кристаллического осадка соли Мора. После завершения реакции для очистки от избытка непрореагировавших веществ в раствор добавляют большое количество холодного этанола или ацетона, соль осаждается на дно в виде мелких кристаллов или порошка. Осадок отфильтровывают, промывают небольшим количеством того же холодного растворителя, растворяют в воде, после чего раствор используют для выращивания кристаллов.

Взаимодействие сульфата железа(II) и нитрата или хлорида аммония

Уравнение реакции:

2NH4Cl + 2FeSO4 = (NH4)2Fe(SO4)2↓ + 2FeCl2
2NH4NO3 + 2FeSO4 = (NH4)2Fe(SO4)2↓ + 2Fe(NO3)2

Для получения грамм сульфата железа(II)-аммония требуется грамм хлорида или грамм нитрата аммония и грамм сульфата железа(II).
В емкость с насыщенным раствором сульфата железа(II) комнатной температуры вливают концентрированный раствор соли аммония и перемешивают. При замораживании смеси выделяется большое количество кристаллического осадка соли Мора. После завершения реакции для очистки от избытка непрореагировавших веществ в раствор добавляют большое количество холодного этанола или ацетона, соль осаждается на дно в виде мелких кристаллов или порошка. Осадок отфильтровывают, промывают небольшим количеством того же холодного растворителя, растворяют в воде, после чего раствор используют для выращивания кристаллов.

Взаимодействие железоаммонийных квасцов, чистого железа и серной кислоты

Уравнение реакции:

2NH4Fe(SO4)2 + Fe + 3H2SO4 = (NH4)2Fe(SO4)2↓ + Fe2(SO4)3 + 3H2

Для получения грамм сульфата железа(II)-аммония требуется грамм железоаммонийные квасцы, грамм железа и грамм серной кислоты.
В емкость с разбавленной кислотой небольшими порциями добавляют соответствующее соединение железа, а также чистое металлическое железо и перемешивают до его полного растворения. После завершения реакции для очистки от избытка непрореагировавших веществ в раствор добавляют большое количество холодного этанола или ацетона, соль осаждается на дно в виде мелких кристаллов или порошка. Осадок отфильтровывают, промывают небольшим количеством того же холодного растворителя, растворяют в воде, после чего раствор используют для выращивания кристаллов.

Химические свойства

Сульфат железа(III) в водных растворах подвергается сильному гидролизу по катиону, при этом раствор окрашивается в красновато-коричневый цвет:

Fe(H2O)63++H2O⇄Fe(H2O)5(OH)2++H3O+;      pK=2,17{\displaystyle {\mathsf {Fe^{3+}+H_{2}O\rightleftarrows Fe^{2+}+H_{3}O^{+};~~~~~~p{\mathit {K}}=2,17}}}
Fe(H2O)5(OH)2++H2O⇄Fe(H2O)4(OH)2++H3O+;      pK=3,26{\displaystyle {\mathsf {Fe^{2+}+H_{2}O\rightleftarrows Fe^{+}+H_{3}O^{+};~~~~~~p{\mathit {K}}=3,26}}}
2Fe(H2O)63++2H2O⇄Fe2(H2O)8(OH)24++2H3O+;      pK=2,91{\displaystyle {\mathsf {^{3+}+2H_{2}O\rightleftarrows ^{4+}+2H_{3}O^{+};~~~~~~p{\mathit {K}}=2,91}}}

Горячая вода или пар разлагают сульфат железа(III):

Fe2(SO4)3+2H2O→100oC2FeSO4(OH)↓+H2SO4{\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}+2H_{2}O{\xrightarrow {100^{o}C}}2FeSO_{4}(OH)\downarrow +H_{2}SO_{4}}}}

Безводный сульфат железа(III) при нагревании разлагается:

Fe2(SO4)3→500−700oCFe2O3+3SO3{\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}{\xrightarrow {500-700^{o}C}}Fe_{2}O_{3}+3SO_{3}}}}
2Fe2(SO4)3→900−1000oC2Fe2O3+6SO2+3O2{\displaystyle {\mathsf {2Fe_{2}(SO_{4})_{3}{\xrightarrow {900-1000^{o}C}}2Fe_{2}O_{3}+6SO_{2}+3O_{2}}}}

Растворы щелочей разлагают сульфат железа(III), продукты реакции зависят от концентрации щёлочи:

Fe2(SO4)3+2NaOH⟶2FeSO4(OH)↓+Na2SO4{\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}+2NaOH\longrightarrow 2FeSO_{4}(OH)\downarrow +Na_{2}SO_{4}}}}
Fe2(SO4)3+6NaOH⟶2FeO(OH)↓+3Na2SO4+2H2O{\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}+6NaOH\longrightarrow 2FeO(OH)\downarrow +3Na_{2}SO_{4}+2H_{2}O}}}

Если с щёлочью взаимодействует эквимолярный раствор сульфатов железа(III) и железа(II), то в результате получится сложный оксид железа:

Fe2(SO4)3+FeSO4+8NaOH⟶Fe3O4↓+4Na2SO4+4H2O{\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}+FeSO_{4}+8NaOH\longrightarrow Fe_{3}O_{4}\downarrow +4Na_{2}SO_{4}+4H_{2}O}}}

Активные металлы (такие как магний, цинк, кадмий, железо) восстанавливают сульфат железа(III):

Fe2(SO4)3+Fe⟶3FeSO4{\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}+Fe\longrightarrow 3FeSO_{4}}}}

Некоторые сульфиды металлов (например, меди, кальция, олова, свинца, ртути) в водном растворе восстанавливают сульфат железа(III):

CuS+Fe2(SO4)3⟶2FeSO4+CuSO4+S{\displaystyle {\mathsf {CuS+Fe_{2}(SO_{4})_{3}\longrightarrow 2FeSO_{4}+CuSO_{4}+S}}}

С растворимыми солями ортофосфорной кислоты образует нерастворимый фосфат железа(III) (гетерозит):

Fe2(SO4)3+2NaH2PO4⟶Na2SO4+2H2SO4+2FePO4↓{\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}+2NaH_{2}PO_{4}\longrightarrow Na_{2}SO_{4}+2H_{2}SO_{4}+2FePO_{4}\downarrow }}}

Применение сульфата железа при воронении стали

Воронение стали – это технологический процесс получения на поверхности стали оксидной пленки, которая не только защищает сталь, но и придает ей красивый вид. Процесс воронения производят в кислотных или же щелочных растворах, в состав которых входит сульфат железа.

Желая получить пленку голубоватого оттенка, применяют такой раствор:

  • сульфат железа – 30 килограмм;
  • соляная кислота – 30 килограмм;
  • азотно-кислая ртуть – 30 килограмм;
  • спирт этиловый – 120 килограмм.

Раствор нагревают до 20°С и обрабатывают в нем стальное изделие в течение двадцати минут.

При необходимости получить темно-красный оттенок воронения используют следующий раствор:

  • сульфат железа – 3 килограмма;
  • этиловый спирт – 3 килограмма;
  • вода – 100 килограмм;
  • азотно-кислая медь – 1,2 килограмма.

Раствор нагревают до 25°С и мягкой кистью смачивают поверхность стального изделия, дают высохнуть и смачивают снова. Процесс повторяют несколько раз до получения желаемого оттенка красного цвета.

Для закрепления на поверхности образовавшейся защитной пленки затем обрабатывают одним их 2-х методов.

  1. Метод 1. Длительно промывают в поточной воде, а затем пять минут кипятят в растворе из трех килограммов мыла на сто литров воды.
  2. Метод 2. Длительно промывают в горячей воде, а затем на 2 минуты погружают в нагретый до 70°С раствор бихромата натрия (12 килограмм на сто литров воды).

На заключительном этапе воронения стальное изделие высушивают, а затем тщательно смазывают каким-либо видом машинного масла.

Описание действующего вещества Железа сульфат/ Ferrous sulfate.

Формула: FeSO4, химическое название: Железа (II) сульфат.Фармакологическая группа: гематотропные средства/ стимуляторы гемопоэза; метаболики/ макро- и микроэлементы.Фармакологическое действие: противоанемическое, восполняющее дефицит железа.

Фармакологические свойства

Сульфат железа обеспечивает (субстратно) продукцию метаболитов, содержащих железо (гемоглобин, миоглобин, многие ферменты). Обычны железо поступает с пищей, в двенадцатиперстной кишке всасывается и переносится транспортными белками (трансферретины) в тканевые депо. При недостаточности железа (включая и нарушение всасывания, недостаточное содержание железа в пище, дефицит трансферринов, паразитарные инвазии, кровопотерю) развивается сидероахрестический синдром и гипохромная железодефицитная анемия.

Показания

Терапия и профилактика железодефицитных состояний, которые вызваны разнообразными причинами: кровотечения (включая метроррагию, полименорею, роды, язвенную болезнь, геморрой, частые носовые кровотечения, хирургические вмешательства, кровопотери при прочей патологии); нарушение всасывания железа или недостаточность его поступления с пищей (ахлоргидрия, хроническая диарея, гастрэктомия, болезнь Крона, целиакия, энтерит, синдром мальабсорбции), повышенная потребность в железе (период лактации, беременность, интенсивного роста, ожоги, донорство, гемодиализ).

Способ применения железа сульфата и дозы

Сульфат железа принимается внутрь, 0,3 – 0,4 г 3 – 4 раза в сутки.
Возможно стойкое потемнение зубов, окрашивание фекалий в коричнево-черный цвет. Почечная или/и печеночная недостаточность повышают вероятность кумуляции железа

С осторожностью использовать сульфат железа при язвенной болезни, язвенном колите, энтерите

Противопоказания к применению

Гиперчувствительность, гемохроматоз, нарушение обмена железа в организме, гемосидероз, талассемия, гемолитическая и апластическая анемия, дисфункции желудочно-кишечного тракта, которые препятствуют всасыванию железа.

Побочные действия железа сульфата

Нервная система: головная боль, слабость, головокружение, раздражительность, энцефалопатия с эпилептическим синдромом (редко);сердечно-сосудистая система: ощущение давления за грудиной;система пищеварения: тошнота, диарея или запор, рвота, зубная боль, боли в животе;аллергические реакции: сыпь, зуд, анафилактический шок (редко);прочие: боли в горле, гиперемия кожи.

Взаимодействие железа сульфата с другими веществами

Железа сульфат уменьшает активность пеницилламина и тетрациклинов (при совместном использовании в желудочно-кишечном тракте формируются плохо всасывающиеся комплексы). Аскорбиновая кислота увеличивает, а антациды снижают всасывание железа.

Передозировка

При передозировке сульфатом железа появляются тошнота, боли в животе, рвота, диарея, учащенный пульс, повышенная проницаемость капилляров, сердечно-сосудистый коллапс. Необходимо: промывание желудка, применение дефероксамина, связывающего ионы железа.

Физические свойства сульфата железа:

Наименование параметра: Значение:
Химическая формула FeSO4
Синонимы и названия иностранном языке iron (II) sulfate (англ.)
Тип вещества неорганическое
Внешний вид бесцветные кристаллы
Цвет белый, бесцветный
Вкус —*
Запах без запаха
Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) твердое вещество
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м3 1898
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см3 1,898
Температура кипения, °C
Температура плавления, °C
Температура разложения, °C 680
Гигроскопичность гигроскопичен
Молярная масса, г/моль 151,932
Растворимость в воде (20 oС), г/100 г 26,3

* Примечание:

— нет данных.

Химические свойства сульфата железа. Химические реакции сульфата железа и кристаллогидратов меди:

Химические свойства сульфата железа аналогичны свойствам сульфатов других металлов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:

1. реакция сульфата железа и цинка:

Zn + FeSO4 → ZnSO4 + Fe.

В результате реакции образуются сульфат цинка и железо.

2. реакция сульфата железа и алюминия:

6FeSO4 + 4Al = 2Al2(SO4)3 + 6Fe.

В результате реакции образуются сульфат алюминия и железо.

3. реакция сульфата железа и магния:

FeSO4 + Mg → Fe + MgSO4.

В результате реакции образуются сульфат алюминия и железо.

4. реакция сульфата железа и кальция:

FeSO4 + Ca → CaSO4 + Fe.

В результате реакции образуются сульфат кальция и железо.

5. реакция взаимодействия сульфата железа и кислорода:

12FeSO4 + 3O2 → 4Fe2(SO4)3 + 2Fe2O3.

В результате реакции образуются сульфат железа (III) и оксид железа (III).

6. реакция взаимодействия сульфата железа, кислорода и воды:

4FeSO4 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)SO4.

В результате реакции образуется гидроксосульфат железа (III). Реакция протекает медленно.

7. реакция взаимодействия сульфата железа и гидроксида натрия:

FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2 + Na2SO4.

В результате реакции образуются сульфат натрия и гидроксид железа. Реакция протекает в атмосфере азота.

реакция взаимодействия сульфата железа и сульфида натрия:

FeSO4 + Na2S → FeS + Na2SO4.

В результате реакции образуются сульфат натрия и сульфид железа.

реакция взаимодействия сульфата железа и нитрата свинца:

FeSO4 + Pb(NO3)2 → Fe(NO3)2 + PbSO4 (t = 10 °C).

В результате реакции образуются нитрат железа и сульфат свинца. Реакция протекает в атмосфере азота.

реакция взаимодействия сульфата железа и карбоната натрия:

FeSO4 + Na2CO3 → FeCO3 + Na2SO4 (t = 150 °C).

В результате реакции образуются сульфат натрия и карбонат железа.

реакция взаимодействия сульфата железа и фосфата натрия:

3FeSO4 + 2Na3PO4 → Fe3(PO4)2 + 3Na2SO4 (t = 60-80°C).

В результате реакции образуются фосфат железа и сульфат натрия. В ходе реакции используется разбавленный раствор фосфата натрия.

реакция взаимодействия сульфата железа (II) и сульфата меди:

2FeSO4 + CuSO4 → Cu + Fe2(SO4)3.

В результате реакции образуются медь и сульфат железа (III). В ходе реакции используется концентрированный раствор фосфата железа.

реакция термического разложения сульфата железа:

2FeSO4 → Fe2O3 + SO2 + SO3 (t > 480 °C),

4FeSO4 → 2Fe2O3 + 4SO2 + O2 (t = 700°C).

В результате реакции образуются в первом случае – оксид железа (III), оксид серы (IV) и оксид серы (VI), во втором – оксид железа (III), оксид серы (IV) и кислород. В ходе второй реакции также образуется примесь SO3.

реакция термического разложения гептагидрата сульфата железа:

FeSO4•7H2O → FeSO4 + 7H2O (t < 250 °C).

Гептагидрат сульфата железа FeSO4•7H2O  разлагается на сульфат железа и воду. Реакция протекает в атмосфере водорода.

Применение в медицине

Это незаменимое средство для терапии железодефицитной анемии у взрослых и детей. На его основе производят таблетки, жидкие препараты, капсулы, которые находятся в свободном доступе и отпускаются без рецепта врача.

Здесь стоит отметить, что железо — это один из главнейших компонентов, входящих в состав гемоглобина, имеет жизненно-важное значение для человека. В случаях получения сильных травм и крупной кровопотери железосодержащие препараты назначаются в обязательном порядке

Самые распространенные из них: «Гемофер», «Мальтофер», «Сорбифер Дурулес», «Ферлатум» и другие. Нередко их совмещают с витамином С в качестве мощного антиоксиданта.

Фармакодинамика и фармакокинетика

Железо является основным микроэлементом, входящим в состав гемоглобина, миоглобина и прочих компонентов крови. Вещество принимает участие в окислительно-восстановительных реакциях, связывается и переносит молекулы кислорода по организму, стимулирует гемопоэз и эритропоэз. Сульфат Железа обеспечивает синтез всех железосодержащих метаболитов. После поступления Fe с пищей, оно усваивается в двенадцатиперстной кишке и переносится в депо тканей с помощью ферментов трансферетинов.

После приема лекарства внутрь, его активные компоненты полностью усваиваются организмом. Максимальная концентрация в крови наблюдается через 2-4 часа.

Комментарии для сайта Cackle