Sulfat de fier (III).

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 5 martie 2021; verificările necesită 5 modificări .

Sulfat de fier (III).
$\mathsf{ \Biggl[}$ $\mathsf{ \!\ \Biggr]_2}\mathsf{ \Biggl[}$ $\mathsf{ \!\ \Biggr]_3}$

General
Nume sistematic	sulfat de fier (III)
Nume tradiționale	sulfat de fier (III), tetrasulfură de fier (III) (VI)
Chim. formulă	Fe2 ( SO4 ) 3 _ _
Şobolan. formulă	Fe2 ( SO4 ) 3 _
Proprietăți fizice
Stat	anhidră - pulbere galben deschis
Masă molară	(anh.) 399,88 g/ mol (pentahidrat) 489,96 g/ mol (nonahidrat) 562,02 g/ mol
Densitate	(anh.) 3,097 g/cm³ (pentahidrat) 1.898 (nonahidrat) 2,1 g/cm³
Proprietati termice
Temperatura
• topirea	(anhidru) 480 °C (dec.) (nonahidrat) 175 °C
• descompunere	600 [1]
Mol. capacitate termică	271,75 J/(mol K)
Entalpie
• educaţie	−2580 kJ/mol
Proprietăți chimice
Solubilitate
• in apa	(anh.) solubil (nonahidrat) 440 g/100 ml
• în etanol	(nonahidrat) solubil
Clasificare
Reg. numar CAS	10028-22-5 15244-10-7 (pentru toți hidrații cu formula Fe 2 (SO 4 ) 3 nH 2 O (unde n=1, 3, 4, 6, 7, 9, 10, 12)
PubChem	24826
Reg. numărul EINECS	233-072-9
ZÂMBETE	[O-]S(=O)(=O)[O-].[O-]S(=O)(=O)[O-].[O-]S(=O)(=O)[ O-].[Fe+3].[Fe+3]
InChI	InChI=1S/2Fe.3H2O4S/c;;31-5(2,3)4/h;;3(H2,1,2,3,4)/q2*+3;;;/p- 6RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H
RTECS	NR8505000
CHEBI	53438
ChemSpider	23211 și 21493902
Siguranță
LD 50	(șobolani, oral) 500 mg/kg
Pictograme BCE
NFPA 704	0 unu 0
Datele se bazează pe condiții standard (25 °C, 100 kPa), dacă nu este menționat altfel.
Fișiere media la Wikimedia Commons

Sulfat de fier (III) ( lat. Ferrum sulfuricum oxydatum ) - compus chimic anorganic , sare, formulă chimică - . ${\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3)))$

Proprietăți fizice

Sulfat de fier (III) anhidru - cristale paramagnetice foarte higroscopice galbene deschise de singonie monoclinică , grupa spațială P2 1 /m, parametrii celulei unitare a = 0,8296 nm, b = 0,8515 nm, c = 1,160 nm, β = 90, 5°, Z = 4. Există dovezi că sulfatul feros anhidru formează modificări ortorombice și hexagonale. Să ne dizolvăm în apă, cu greu ne vom dizolva în etanol [2] .

Se cristalizează din apă sub formă de hidrați cristalini Fe 2 (SO 4 ) 3 n H 2 O, unde n = 12, 10, 9, 7, 6, 4, 3, 1. Cel mai studiat hidrat cristalin este fierul (III ) sulfat nonahidrat Fe 2 (SO 4 ) 3 9H 2 O - cristale hexagonale galbene , parametrii celulei unitare a = 1,085 nm, c = 1,703 nm, Z = 4. Se dizolvă bine în apă (440 g la 100 g apă) [ 3] . În soluții apoase, sulfatul de fier (III) capătă o culoare roșu-maro datorită hidrolizei.

Cu amoniacul, formează un aduct de forma Fe 2 (SO 4 ) 3 n NH 3 , unde n \ u003d 8, 12.

Când este încălzit, nonahidratul se transformă la 98 ° C într-un tetrahidrat, la 125 ° C - într-un monohidrat și la 175 ° C - în Fe 2 (SO 4 ) 3 anhidru, care se descompune în Fe 2 O 3 și SO 3 peste 600 ° C.

Fiind în natură

Forma mineralogică a sulfatului de fier (III) este mikasaite ( în engleză mikasaite ), sulfat mixt de fier-aluminiu . Formula sa chimică este (Fe 3+ , Al 3+ ) 2 (SO 4 ) 3 . Acest mineral conține o formă anhidră de sulfat feros, deci este foarte rar în natură. Formele hidratate sunt mai frecvente, de exemplu:

Coquimbite ( engleză coquimbite ) - Fe 2 (SO 4 ) 3 9H 2 O - nonahidrat - cea mai comună formă în natură.

Parakokimbite ( engleză paracoquimbite ) - un alt nonahidrat - o formă rară.
Cornelitul ( în engleză kornelite ) - heptahidrat - și kuenstedtite ( engleză quenstedtite ) - decahidrat - sunt, de asemenea, rare.
Lausenite ( în engleză lausenite ) - hexa- sau pentahidrat (independența acestui mineral este îndoielnică).

Toți hidrații naturali de fier enumerați mai sus sunt instabili pe suprafața Pământului. Dar rezervele lor sunt reînnoite în mod constant datorită oxidării altor minerale (în principal pirita și marcazitul ).

Marte

Sulfatul feros și jarozitul au fost detectate de două rover : Spirit și Opportunity . Aceste substanțe sunt un semn al unor condiții puternice de oxidare pe suprafața lui Marte. În mai 2009, Spiritul a rămas blocat în timp ce conducea pe pământul moale al planetei și a dat peste depozite de sulfat feros ascunse sub un strat de sol normal [4] . Datorită faptului că sulfatul feros are o densitate foarte scăzută , roverul s-a blocat atât de adânc încât o parte a corpului său a atins suprafața planetei.

Obținerea

În industrie, sulfatul de fier (III) se obține prin calcinarea piritei sau marcazitului cu NaCl în aer:

{\mathsf {2FeS_{2}+2NaCl+8O_{2}\longrightarrow Fe_{2}(SO_{4})_{3}+Na_{2}SO_{4}+Cl_{2))}

sau dizolvați oxidul de fier (III) în acid sulfuric:

{\mathsf {Fe_{2}O_{3}+3H_{2}SO_{4}\longrightarrow Fe_{2}(SO_{4})_{3}+3H_{2}O))

În practica de laborator, sulfatul de fier (III) poate fi obținut din hidroxid de fier (III):

{\mathsf {2Fe(OH)_{3}+3H_{2}SO_{4}\longrightarrow Fe_{2}(SO_{4})_{3}+6H_{2}O))

Un preparat de aceeași puritate poate fi obținut prin oxidarea sulfatului de fier (II) cu acid azotic :

{\mathsf {2FeSO_{4}+H_{2}SO_{4}+2HNO_{3}\longrightarrow Fe_{2}(SO_{4})_{3}+2NO_{2}+2H_{2 }O}}

oxidarea poate fi efectuată și cu oxigen sau oxid de sulf:

{\displaystyle {\mathsf {12FeSO_{4}+3O_{2}\longrightarrow 4Fe_{2}(SO_{4})_{3}+2Fe_{2}O_{3))))

{\displaystyle {\mathsf {2FeSO_{4}+2SO_{3}\longrightarrow Fe_{2}(SO_{4})_{3}+SO_{2))))

Acizii sulfuric și azotic concentrați oxidează sulfura de fier în sulfat de fier (III):

{\mathsf {2FeS+H_{2}SO_{4}+18HNO_{3}\longrightarrow Fe_{2}(SO_{4})_{3}+18NO_{2}\uparrow +10H_{2} O}}

Disulfura de fier poate fi oxidată cu acid sulfuric concentrat:

{\mathsf {2FeS_{2}+14H_{2}SO_{4}\longrightarrow Fe_{2}(SO_{4})_{3}+15SO_{2}\uparrow +14H_{2}O} }

Sulfatul de fier (II) de amoniu ( sarea lui Mohr) poate fi, de asemenea, oxidat cu dicromat de potasiu . Ca rezultat al acestei reacții, patru sulfați sunt eliberați imediat - fier (III), crom (III) , amoniu și potasiu și apă :

{\mathsf {6Fe(NH_{4})_{2}(SO_{4})_{2}+7H_{2}SO_{4}+K_{2}Cr_{2}O_{7} \longrightarrow }}

{\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}+Cr_{2}(SO_{4})_{3}+6(NH_{4})_{2}SO_{ 4}+K_{2}SO_{4}+7H_{2}O}}

Sulfatul de fier (III) poate fi obținut ca unul dintre produșii de descompunere termică ai sulfatului de fier (II):

{\mathsf {6FeSO_{4}{\xrightarrow {~T~}}Fe_{2}(SO_{4})_{3}+2Fe_{2}O_{3}+3SO_{2))}

Ferrații cu acid sulfuric diluat sunt reduse la sulfat de fier (III):

{\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}}

Când pentahidratul este încălzit la o temperatură de 70-175 ° C, se obține sulfat de fier anhidru (III):

{\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}\cdot \ 5H_{2}O{\xrightarrow {70-175^{o}C))Fe_{2}(SO_{ 4})_{3}+5H_{2}O}}

Sulfatul de fier (II) poate fi oxidat cu trioxid de xenon :

{\mathsf {XeO_{3}+3H_{2}SO_{4}+6FeSO_{4}\longrightarrow 3Fe_{2}(SO_{4})_{3}+Xe\uparrow \ +3H_{2 }O}}

Proprietăți chimice

Sulfatul de fier (III) în soluții apoase suferă o hidroliză puternică de cationi, iar soluția devine maro-roșiatică:

{\mathsf {Fe[(H_{2}O)_{6}]^{3+}+H_{2}O\rightleftarrows Fe[(H_{2}O)_{5}(OH) ]^{2+}+H_{3}O^{+};~~~~~~p{\mathit {K}}=2,17}}

{\mathsf {Fe[(H_{2}O)_{5}(OH)]^{2+}+H_{2}O\rightleftarrows Fe[(H_{2}O)_{4} (OH)_{2}]^{+}+H_{3}O^{+};~~~~~~p{\mathit {K}}=3,26}}

{\mathsf {[2Fe(H_{2}O)_{6}]^{3+}+2H_{2}O\rightleftarrows [Fe_{2}(H_{2}O)_{8} (OH)_{2}]^{4+}+2H_{3}O^{+};~~~~~~p{\mathit {K}}=2,91}}

Apa fierbinte sau aburul descompune sulfatul de fier (III):

{\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}+2H_{2}O{\xrightarrow {100^{o}C}}2FeSO_{4}(OH)\downarrow +H_ {2}SO_{4}}}

Sulfatul de fier (III) anhidru se descompune atunci când este încălzit:

{\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}{\xrightarrow {500-700^{o}C}}Fe_{2}O_{3}+3SO_{3}}}

{\mathsf {2Fe_{2}(SO_{4})_{3}{\xrightarrow {900-1000^{o}C}}2Fe_{2}O_{3}+6SO_{2}+3O_ {2}}}

Soluțiile alcaline descompun sulfatul de fier (III), produșii de reacție depind de concentrația alcaline:

{\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}+2NaOH\longrightarrow 2FeSO_{4}(OH)\downarrow +Na_{2}SO_{4))))

{\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}+6NaOH\longrightarrow 2FeO(OH)\downarrow +3Na_{2}SO_{4}+2H_{2}O))

Dacă o soluție echimolară de sulfați de fier (III) și fier (II) interacționează cu un alcali, atunci se va obține un oxid de fier complex ca rezultat:

{\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}+FeSO_{4}+8NaOH\longrightarrow Fe_{3}O_{4}\downarrow +4Na_{2}SO_{4}+ 4H_{2}O}}

Metalele active (cum ar fi magneziu , zinc , cadmiu , fier) reduc sulfatul de fier (III):

{\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}+Fe\longrightarrow 3FeSO_{4)))

Unele sulfuri metalice (de exemplu, cupru , calciu , staniu , plumb , mercur ) într-o soluție apoasă reduc sulfatul de fier (III):

{\mathsf {CuS+Fe_{2}(SO_{4})_{3}\longrightarrow 2FeSO_{4}+CuSO_{4}+S))

Cu sărurile solubile ale acidului fosforic, formează fosfat insolubil de fier (III) ( heterosit ):

{\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}+2NaH_{2}PO_{4}\longrightarrow Na_{2}SO_{4}+2H_{2}SO_{4}+ 2FePO_{4}\downarrow}}

Utilizare

Ca reactiv în prelucrarea hidrometalurgică a minereurilor de cupru.
Ca mordant la vopsirea țesăturilor.
La tăbăcirea pielii.
Pentru decaparea oțelurilor inoxidabile austenitice , aliaje aur - aluminiu .
Ca regulator de flotație pentru a reduce flotabilitatea minereurilor .
În medicină, este folosit ca agent astringent și hemostatic.
În industria chimică ca oxidant și catalizator.

Vezi și

Note

↑ [www.xumuk.ru/spravochnik/460.html Site XuMuK.ru] . Preluat: 4 aprilie 2010. (nedefinit)
↑ Ripan, Chetyanu, 1972 , p. 526.
↑ Knunyants, 2013 , p. 38.
↑ Kenneth Chang. Cele 5 roți de lucru ale lui Mars Rover sunt blocate într-un punct moale ascuns . The New York Times (19 mai 2009). Consultat la 25 aprilie 2011. Arhivat din original pe 22 aprilie 2012.

Literatură

Manualul unui chimist / Colegiul editorial: Nikolsky B.P. si altele.- ed. a III-a, corectata. - L . : Chimie, 1971. - T. 2. - 1168 p.
Ripan R., Chetyanu I. Chimie anorganică. Chimia metalelor. - M . : Mir, 1972. - T. 2. - 871 p.
Knuyants I.L. Scurtă enciclopedie chimică. — M. : Ripol Classic, 2013. — 548 p.