JERNSULFAT (FESO4): STRUKTUR, EGENSKAPER, SYNTESE - KJEMI - 2026

Den jernsulfat er et uorganisk salt som har den kjemiske formel FeSO ₄ . Det består av et krystallinsk fast stoff med variabel farge, oppnådd industrielt som et biprodukt fra stålforedling.

Den finnes i naturen i forskjellige former, den vanligste er jernholdig sulfatheptahydrat, FeSO ₄ · 7H ₂ O ("grønn vitriol", til stede i mineralet melenteritt). Dette hydratet er lett å skille ut med den blågrønne fargen på krystallene (nedre bilde). Andre hydrater har den generelle formel FeSO ₄ · xH ₂ O, hvor x varierer fra 1 til 7.

Jernsulfatkrystaller heptahydrat. Kilde: Leiem

Jernholdig sulfatheptahydrat mister vannmolekyler ved oppvarming og kan omdannes til andre former for jernholdig sulfat; Når den varmes opp til 57 ºC, mister den dermed tre molekyler vann og omdannes til jernsulfat-tetrahydrat. Hvor mange kan du miste totalt? Syv molekyler vann, det vil si for mye vann.

Jernholdig sulfat brukes til behandling og forebygging av jernmangelanemi. Imidlertid kan det ha toksiske effekter, så du må være forsiktig i doseringen.

På den annen side har dette jernsaltet mange bruksområder og anvendelser som inkluderer farging av tekstilmateriale og lær; kjemisk reduksjonsmiddel; stråledosimeter; trebeskyttelsesmiddel. Det brukes også i forebygging av klorose i planter, og i graverings- og litografiprosesser.

FeSO ₄ kan oksyderes i luft til jern (III) sulfat, Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ med en hastighet som kan økes ved temperatur, lys, eller en økning i pH.

Mange av de fysiske og kjemiske egenskapene til jernsulfat, så som løselighet i vann, smeltepunkt, typen av krystaller det danner, og densitet, avhenger av antall vannmolekyler som er innlemmet i krystallene; det vil si om dets hydrater.

Struktur av jernsulfat

Struktur av FeSO4 · 7H2O. Kilde: Smokefoot

Den kjemiske formelen FeSO ₄ fremhever at dette saltet er sammensatt av Fe ²⁺ og SO ₄ ^2- ioner i forholdet 1: 1. Begge ionene samvirker gjennom elektrostatiske krefter på en slik måte at de er anordnet i et orthorhombisk krystallsystem; som logisk nok tilsvarer det vannfrie saltet.

I den øvre bilde, på den annen side, hvis struktur FeSO ₄ · 7H ₂ O, er vist. Den oransje sfære representerer Fe ²⁺ kation , som, slik det fremgår, til koordinater med seks vannmolekyler danner en oktaeder. Fe ^{2+ -ladningen} tiltrekker seg SO ₄ ^2- anjonen , og dette igjen, hvis observert, danner en hydrogenbinding med det syvende vannmolekylet.

Det syvende vannmolekylet (det som er fjernt fra oktaederen), danner også en annen hydrogenbinding med et annet vannmolekyl som tilhører et nærliggende oktaeder. Resultatet av disse interaksjonene er at krystallen endres fra å være ortorombisk til monoklin.

Som den vannfrie FeSO ₄ krystaller hydrat, SO ₄ ^2- anioner rundt Fe ²⁺ er erstattet med H ₂ O molekyler . Disse substitusjonene forstyrre de d elektroner av jern, og tvinger dem til å passere gjennom forskjellige nivåer av energier; som er ansvarlige for fargeendringene fra hvit til blåaktig grønn.

surhet

Noen SO ₄ ^2- anioner kan protoneres fra det sure mediet. Som en konsekvens av dette, inne i FeSO ₄ · 7H ₂ O krystallene kan være H ₂ SO ₄ molekyler hvis pH er svært sur; og å berøre disse vakre krystallene under slike forhold kan føre til alvorlige forbrenninger.

Fysiske og kjemiske egenskaper

navnene

Jernsulfat eller jern (II) sulfat

Molekylær formel

-Nettfri jernholdig sulfat (FeSO ₄ )

-Jernholdige sulfatheptahydrat (FeSO ₄ .7H ₂ O)

Molekylær vekt

Det varierer med hydratasjonsgraden av sulfatet. For eksempel har jernsulfatheptahydrat en molekylvekt på 278,02 g / mol; mens den vannfrie har en molekylvekt på 151,91 g / mol.

Fysisk utseende

Det varierer også med hydratiseringsgraden. For eksempel har den vannfrie formen hvite orthorhombiske krystaller; mens krystallene er monoklinisk blågrønnaktig i heptahydrisk form.

lukt

Toalett

tetthet

Vannfritt ferrosulfat er den tetteste saltform (3,65 g / cm ³ ). Heptahydratformen er derimot den minst tette (1.895 g / cm ³ ).

Smeltepunkt

På samme måte varierer dette avhengig av hydratiseringsgraden. Den vannfrie formen har et smeltepunkt på 680 ° C (1,856 ° F, 973 K) og heptahydratformen, 60-64 ° C (140-147 ° F, 333-337 K).

Vannløselighet

-Monohydratform: 44,69 g / 100 ml vann (77 ºC)

-Heptahydrat danner 51,35 g / 100 ml vann (54 ºC).

Løselighet i alkohol

Uløselig.

Damptrykk

1,95 kPa (heptahydratform)

Brytningsindeks

1,591 (monohydrat) og 1 471 (heptahydrat).

Stabilitet

I luft kan den oksidere raskt og dekkes med en gulbrun farge, noe som indikerer tilstedeværelsen av Fe ³⁺ -kationen . Oksidasjonshastigheten økes ved tilsetning av alkali eller ved eksponering for lys.

dekomponering

Når den varmes opp til nedbryting, avgir den giftige gasser av svoveldioksid og svoveltrioksyd, og etterlater et rødlig jernoksyd som rest.

reaksjoner

Det er et reduksjonsmiddel som virker på salpetersyre og reduserer det til nitrogenmonoksid. På samme måte reduserer det klor til klorid, og de giftige formene av krom som er til stede i sement til krom (III), av mindre giftighet.

syntese

Fra stålull

Jernholdig sulfat produseres ved å omsette stål (Fe) med svovelsyre. I den beskrevne metoden følges følgende prosedyre: stålet brukes i form av stålull, som tidligere er avfettet med aceton.

Deretter plasseres stålull i et glassbeger og dekkes fullstendig med 30-40% svovelsyre, slik at sur fordøyelse kan skje i flere timer; til stålullen forsvinner. Mer stålull kan tilsettes og prosedyren gjentas flere ganger.

Grønne krystaller som kan ha dannet seg, blir oppløst ved bruk av vann surgjort til pH 1-2 med svovelsyre. Denne løsningen filtreres på filterpapir, og pH justeres ved tilsetning av natriumkarbonat. Løsningen blir lagret for å unngå kontakt med oksygen, og på den måten motvirke oksidasjonen av Fe ²⁺ til Fe ³⁺

Deretter underkastes filtratet fordampning ved en temperatur mellom 80-90 ºC. Prosedyren utføres i Pietri-kapsler plassert på en varmeplate. Deretter blir de dannede grønne krystaller samlet, som kan føres til en tørkemiddel for å fullføre dehydrering av dem.

Fra pyritt

Jernholdig sulfat produseres også ved oksidasjon av pyritt (FeS ₂ ).

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

risiko

Innånding av FeSO ₄ forårsaker irritasjon i nese, svelg og lunger. Hvis du har fysisk kontakt med dette saltet, kan det forårsake hud- og øyeirritasjon; I tillegg kan langvarig kontakt med sistnevnte forårsake en brunaktig flekk og øyeskade.

Gjentatt inntak kan føre til kvalme, oppkast, magesmerter, forstoppelse og uregelmessig avføring.

Tegn på jernholdig sulfatforgiftning inkluderer: svart eller blodig avføring; blåaktig hud og negler; endringer i volumet av urin som skilles ut; besvimelse; tørr munn eller øyne; brystsmerter; spise; åndenød

I tillegg kan rask og uregelmessig hjerterytme, økt tørst og sult, uvanlig blekhet og kortpustethet forekomme.

Endret koagulering er en indikasjon på ferro-sulfatforgiftning, med forlengelse av trombin-, protrombin- og delvis tromboplastintider.

Studiene som ble utført på effekten av jernholdig sulfat på isolerte muskler i hjertet av kaniner, tillot å observere at det ga en reduksjon i den maksimale spenningen utviklet av de studerte hjertemuskulaturen, samt den maksimale hastigheten på spenningsutviklingen.

applikasjoner

I landbruket

-Det brukes som et plantevernmiddel for å kontrollere klype hvete og nedbrytning av frukttrær.

-Det brukes til behandling av klorose, en sykdom som er preget av den gulaktige fargen på bladene, forårsaket av jordens alkalitet.

-Fritosulfat kontrollerer alkalinitet og senker pH i jordsmonnet.

- Eliminerer mose og kårer plenen.

Som reagens og i industrien

Blant bruken av FeSO ₄ som reagens og i industrien er det følgende:

-Analytisk reagens

-Råstoff for oppnåelse av ferritt og magnetisk jernoksyd

-Ingredient for utdypingen av det uorganiske blå pigmentet

-Reagentreduserende salpetersyre, klor og krom

-Produksjon av andre sulfater

-Det brukes i galvaniserende bad med jern

-Konserveringsmiddel

-I aluminiumspetsinger

-Kvalitativ analyse av nitrater (brun gul test ved oksidasjon av Fe ²⁺ )

-Kolymeriseringskatalysator

-Det brukes som forløper for syntesen av andre strykejern

-Det brukes industrielt som en flekker

-Produksjon av jernfargestoff

-Flott i ullfarging

-For å gi lønnetre en sølvfarge

-Jonkatalysator i Fenton-reaksjonen

Innen medisin og for matfortetting

Det brukes til behandling av jernmangelanemi, ved å bruke en dose på 150-300 mg jernsulfat, tre ganger om dagen, noe som gir en merkbar økning i konsentrasjonen av hemoglobin i løpet av en ukes behandling.

Bruk av dette er også anbefalt hos gravide som et supplement til kostholdet. Jernholdig sulfat har blitt brukt som en snerpende middel i sårheling hos storfe.

andre

Det brukes til behandling av avløpsvann ved flokkulering og også for eliminering av fosfat fra disse vannene. Jernholdig sulfatheptahydrat brukes til å identifisere soppens typer.

referanser

1. CR Scientific. (SF). Laboratorieforberedelse av jernholdig sulfat. Gjenopprettet fra: crscientific.com
2. Werner H. Baur. (1964). På krystallkjemi av salthydrater. III. Bestemmelsen av krystallstrukturen av FeSO ₄ .7H ₂ O (melanterite). Acta Cryst. doi.org/10.1107/S0365110X64003000
3. Pubchem. (2019). Jernholdig sulfatheptahydrat. Gjenopprettet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Merker Lynn. (19. desember 2014). Hva er jernholdig sulfat (Feosol)? Hver helse. Gjenopprettet fra: everydayhealth.com
5. Wikipedia. (2019). Jern (II) sulfat. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org