VAS-SZULFÁT (FESO4): SZERKEZETE, TULAJDONSÁGAI, SZINTÉZISE - KÉMIA - 2026

A vas-szulfát egy szervetlen só, amelynek a kémiai képlet FeSO ₄. Változatos színű kristályos szilárd anyagból áll, amelyet iparilag acélfeldolgozás melléktermékeként nyernek.

Különböző formában található meg a természetben, a leggyakoribb a vas-szulfát-heptahidrát, a FeSO ₄ · 7H ₂ O („zöld vitriol”, az ásványi melenteritben található). Ez a hidrát könnyen megkülönböztethető kristályainak kékes-zöld színével (alsó kép). Más hidrátok általános képlete FeSO ₄ · xH ₂ O, ahol x értéke 1-7.

Vas-szulfát kristályok heptahidrát. Forrás: Leiem

A vas-szulfát-heptahidrát melegítés közben elveszíti a vízmolekulákat, és átalakítható vas-szulfát más formáivá; így 57 ° C-ra hevítve elveszíti három vízmolekulát és vas-szulfát-tetrahidráttá alakul. Összesen hány veszíthet? Hét vízmolekulát, vagyis túl sok vizet.

Vasszulfátot alkalmaznak a vashiányos vérszegénység kezelésére és megelőzésére. Ennek azonban mérgező hatásai lehetnek, ezért óvatosnak kell lennie az adagolás során.

Másrészt ennek a vassónak számos felhasználása és felhasználása van, amelyek magukban foglalják a textil anyag és a bőr színezését; kémiai redukálószer; sugárzásmérő; favédő szer. Használják a növények klorózisának megelőzésében, valamint gravírozási és litográfiai folyamatokban is.

A FeSO ₄ levegőn vas (III) szulfáttá, Fe ₂ (SO ₄) ₃ -á oxidálódhat olyan sebességgel, amelyet hőmérséklet, fény vagy a pH emelkedése megnövelhet.

A vas-szulfát sok fizikai és kémiai tulajdonsága, mint például a vízben való oldhatóság, az olvadáspont, a képződő kristályok típusa és sűrűsége, a kristályokban beépített vízmolekulák számától függ; vagyis annak hidrátjai.

Vas-szulfát szerkezete

A FeSO4 · 7H2O szerkezete. Forrás: Füstláb

A FeSO ₄ kémiai képlet kiemeli, hogy ez a só Fe ²⁺ és SO ₄ ^2- ionokból áll, 1: 1 arányban. Mindkét ion elektrosztatikus erőkön keresztül kölcsönhatásba lép úgy, hogy egy ortorombás kristályrendszerben vannak elrendezve; amely logikusan a vízmentes sónak felel meg.

A felső képen viszont a FeSO ₄ · 7H ₂ O szerkezete látható. A narancssárga gömb a Fe ²⁺ kationt ábrázolja, amely - mint látható - hat vízmolekulával koordinálva egy oktaédert képez. A Fe ^{2+ töltés} vonzza az SO ₄ ^2- aniont, és ez, ha megfigyeljük, hidrogénkötést képez a hetedik vízmolekulával.

A hetedik vízmolekula (amely az oktaédertől távolabbi) szintén újabb hidrogénkötést képez a szomszédos oktaéderhez tartozó másik vízmolekulával. Ezen interakciók eredményeként a kristály ortorombásról monoklinikre változik.

Mivel a vízmentes FeSO ₄ kristályok hidratálódnak, a Fe ²⁺ körüli SO ₄ ^2- anionokat H ₂ O molekulák váltják fel, amelyek megzavarják a vas d elektronjait, kényszerítve őket, hogy a energiák; amelyek felelõsek a fehér és kékeszöld szín változásáért.

savasság

Néhány SO ₄ ^2- anionok protonált lehet a savas közegben. Ennek következtében, belül a FeSO ₄ · 7H ₂ O kristályokat ott lehet H ₂ SO ₄ -molekulák, ha a pH nagyon savas; ezért a gyönyörű kristályok megérintése ilyen körülmények között súlyos égési sérüléseket okozhat.

Fizikai és kémiai tulajdonságok

nevek

Vas-szulfát vagy vas (II) -szulfát

Molekuláris képlet

-Vízmentes vas-szulfát (FeSO ₄)

-Ferrous-szulfát-heptahidrátot (FeSO ₄.7H ₂ O)

Molekuláris tömeg

A szulfát hidratációjának mértékétől függ. Például a vas-szulfát-heptahidrát molekulatömege 278,02 g / mol; míg a vízmentes anyag molekulatömege 151,91 g / mol.

Fizikai megjelenés

A hidratáció mértékétől függ. Például a vízmentes forma fehér ortorombás kristályokkal rendelkezik; míg heptahidros formában a kristályok monoklin kék-zöldes színűek.

Szag

WC

Sűrűség

A vízmentes vas-szulfát a legtömörebb só formájában (3,65 g / cm ³). A heptahidrát formában, másrészt, a legkisebb sűrűségű (1,895 g / cm ³).

Olvadáspont

Hasonlóképpen, ez változik a hidratáció mértékétől függően. A vízmentes forma olvadáspontja 680 ° C (1,856 ° F, 973 K), és a heptahidrát forma 60-64 ° C (140-147 ° F, 333-337 K).

Vízben való oldhatóság

-Mohidrát alak: 44,69 g / 100 ml víz (77 ºC)

-Hetahidrát 51,35 g / 100 ml víz (54 ° C).

Oldhatóság alkoholban

Oldhatatlan.

Gőznyomás

1,95 kPa (heptahidrát forma)

Törésmutató

1591 (monohidrát) és 1,471 (heptahidrát).

Stabilitás

Levegőben gyorsan oxidálódhat, sárgásbarna színűvé válik, amely jelzi a Fe ³⁺ kation jelenlétét. Az oxidáció sebességét lúg hozzáadásával vagy fénynek való kitettséggel növelik.

bomlás

Bomlásig hevítve mérgező kén-dioxid és kén-trioxid füstöket bocsát ki, maradékként vöröses vas-oxidot hagyva.

reakciók

Ez egy redukálószer, amely a salétromsavra hat és nitrogén-monoxiddá redukálja. Hasonlóképpen, csökkenti a klórt kloriddá, és a cementben lévő króm mérgező formáit krómmá (III), kevésbé mérgező.

Szintézis

Acélgyapotból

Vasszulfátot az acél (Fe) kénsavval való reagáltatásával állítják elő. A leírt módszer szerint a következő eljárást követik: az acélt acélgyapot formájában használják, amelyet előzőleg acetonnal zsírtalanítottak.

Ezután az acélgyapotot üvegpoharakba helyezzük, és teljesen lefedjük 30–40% kénsavval, lehetővé téve a sav emésztését néhány órán keresztül; amíg az acélgyapot eltűnik. További acélgyapot adható hozzá, és az eljárást többször megismételhetjük.

A képződött zöld kristályokat kénsavval pH = 1-2 értékre savanyított víz felhasználásával újra feloldjuk. Ezt az oldatot szűrőpapíron leszűrjük, és a pH-t nátrium-karbonát hozzáadásával állítjuk be. Az oldatot tároljuk, hogy elkerüljük az oxigénnel való érintkezését, és ezáltal elkerüljük a Fe ²⁺ Fe ^{3+ -vá} történő oxidációját

Ezt követően a szűrletet 80-90 ° C közötti hőmérsékleten bepároljuk. Az eljárást Pietri kapszulákban hajtjuk végre, amelyeket egy fűtőlapra helyezünk. Ezután összegyűjtik a képződött zöld kristályokat, amelyeket deszikkátorba lehet vinni a kiszáradásuk befejezéséhez.

Piritból

Vas-szulfát is keletkezik oxidálásával pirit (FeS ₂).

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

kockázatok

A FeSO ₄ belégzése irritációt okoz az orrban, a torokban és a tüdőben. Ha fizikai kapcsolatban van ezzel a sóval, akkor bőr- és szemirritációt okozhat; emellett az utóbbival való hosszabb érintkezés barnás foltot és szemkárosodást okozhat.

Az ismételt lenyelés émelygést, hányást, gyomorfájdalmat, székrekedést és szabálytalan bélmozgást okozhat.

A vas-szulfát-mérgezés jelei a következők: fekete vagy véres széklet; kékes bőr és köröm; a kiválasztott vizelet mennyiségének változásai; ájulás; száj vagy szem kiszáradása; mellkasi fájdalom; eszik; légzési zavar

Ezenkívül előfordulhat gyors és szabálytalan szívverés, fokozott szomjúság és éhség, szokatlan sápadtság és légszomj.

A megváltozott véralvadás a vas-szulfát mérgezés jele, a trombin, a protrombin és a részleges tromboplasztin idő meghosszabbodásával.

A vas-szulfátnak a nyulak szívének izomzatára gyakorolt ​​hatására végzett vizsgálatok lehetővé tették annak megfigyelését, hogy ez csökkenti a vizsgált szívizmok által kifejtett maximális feszültséget, valamint a feszültségfejlődés maximális sebességét.

Alkalmazások

A mezőgazdaságban

- Növényvédő szerekként használják a búzadarab és a gyümölcsfák lebomlásának ellenőrzésére.

- A klorózis kezelésére alkalmazzák, amely betegség a sárgás színű, és amelyet a talaj lúgossága okoz.

-A vas-szulfát szabályozza az lúgosságot, csökkentve a talajok pH-ját.

- Megszünteti a mohát és takarítja a pázsitot.

Reagensként és az iparban

A FeSO ₄ reagensként való felhasználása és az iparban a következők:

- Analitikai reagens

- Ragasztóanyag ferrit és mágneses vas-oxid előállításához

- Szervetlen kék pigment előállítására alkalmas

-Ragens redukáló salétromsav, klór és króm

-Egyéb szulfátok gyártásakor

-A vas galvanizáló kádban használják

-Fa-tartósítószer

-Alumínium maratásokban

-Nitrátok minőségi elemzése (barnássárga teszt Fe ²⁺ oxidációjával)

-Kolimerizációs katalizátor

- Más vasok szintézisének előfutáraként használják

- Iparban használják folttisztítóként

-A vasfesték gyártásában

- Enyhe gyapjúfestésnél

- Annak érdekében, hogy a juharfa ezüst színű legyen

-Ironkatalizátor a Fenton-reakcióban

Gyógyászatban és élelmiszer-megerősítés céljából

Vashiányos vérszegénység kezelésére alkalmazzák, napi háromszor 150–300 mg vas-szulfát adag alkalmazásával, amely észlelhető mértékben növeli a hemoglobin koncentrációt a kezelés egy hetében.

Terápiás nők számára is javasolták étrend-kiegészítőként. Vasszulfátot használtak zsugorító szerként a szarvasmarhák sebgyógyulásában.

Egyéb

Használják a szennyvíz flokkulációval történő kezelésére, valamint ezekből a vizekből a foszfát eltávolítására. A vas-szulfát-heptahidrátot a gombák típusainak azonosításához használják.

Irodalom

1. CR Scientific. (Sf). Vas-szulfát laboratóriumi előkészítése. Helyreállítva: crsc scient.com
2. Werner H. Baur. (1964). A só-hidrátok kristálykémiáján. III. A meghatározása kristályszerkezetének FeSO ₄.7H ₂ O (melanterit). Acta Cryst. doi.org/10.1107/S0365110X64003000
3. Pubchem. (2019). Vas-szulfát-heptahidrát. Helyreállítva: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Marks Lynn. (2014. december 19.) Mi az a vas-szulfát (feozol)? Minden egészség. Helyreállítva: everydayhealth.com
5. Wikipedia. (2019). Vas (II) -szulfát. Helyreállítva: en.wikipedia.org