SẮT SUNFAT (FESO4): CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT, TỔNG HỢP - HÓA HỌC - 2026

Các sulfate sắt là một muối vô cơ có các công thức hóa học FeSO ₄ . Nó bao gồm một chất rắn kết tinh có màu sắc thay đổi, thu được trong công nghiệp như một sản phẩm phụ của quá trình gia công thép.

Nó được tìm thấy trong tự nhiên ở các dạng khác nhau, phổ biến nhất là heptahydrat sulfat sắt, FeSO ₄ · 7H ₂ O ("xanh vitriol", có trong khoáng vật melenterit). Hydrat này dễ dàng được phân biệt bởi màu xanh lục của các tinh thể của nó (hình dưới). Các hyđrat khác có công thức chung là FeSO ₄ · xH ₂ O, trong đó x thay đổi từ 1 đến 7.

Tinh thể sắt sulfat heptahydrat. Nguồn: Leiem

Ferrous sulfate heptahydrate mất các phân tử nước khi đun nóng và có thể chuyển hóa thành các dạng khác của ferrous sulfate; do đó, khi đun nóng đến 57 ºC, nó mất ba phân tử nước và được chuyển thành tetrahydrat sunfat sắt. Tổng số bạn có thể mất bao nhiêu? Bảy phân tử nước, tức là quá nhiều nước.

Ferrous sulfate được sử dụng trong điều trị và phòng ngừa bệnh thiếu máu do thiếu sắt. Tuy nhiên, nó có thể có tác dụng độc hại, vì vậy bạn phải cẩn thận trong liều lượng của nó.

Mặt khác, muối sắt này có nhiều công dụng và ứng dụng bao gồm tạo màu cho vật liệu dệt và da; chất khử hóa học; liều kế bức xạ; chất bảo quản gỗ. Nó cũng được sử dụng trong việc ngăn ngừa bệnh úa ở thực vật, và trong quá trình khắc và in thạch bản.

FeSO ₄ có thể bị oxi hóa trong không khí thành sắt (III) sunfat, Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ với tốc độ có thể tăng theo nhiệt độ, ánh sáng hoặc tăng pH.

Nhiều tính chất vật lý và hóa học của sắt sunfat, chẳng hạn như khả năng hòa tan trong nước, điểm nóng chảy, loại tinh thể mà nó tạo thành và mật độ, phụ thuộc vào số lượng phân tử nước kết hợp trong tinh thể; có nghĩa là, hydrat của nó.

Cấu trúc của sắt sunfat

Cấu tạo của FeSO4 · 7H2O. Nguồn: Smokefoot

Công thức hóa học FeSO ₄ cho thấy muối này được tạo thành từ các ion Fe ²⁺ và SO ₄ ^2- theo tỷ lệ 1: 1. Cả hai ion tương tác thông qua lực tĩnh điện theo cách mà chúng được sắp xếp trong một hệ thống tinh thể trực thoi; mà, về mặt logic, tương ứng với muối khan.

Mặt khác, trong hình trên, cấu trúc của FeSO ₄ · 7H ₂ O. Hình cầu màu cam đại diện cho cation Fe ²⁺ , có thể thấy, phối hợp với sáu phân tử nước để tạo thành một khối bát diện. Điện tích Fe ²⁺ thu hút anion SO ₄ ^2- , và đến lượt nó, nếu được quan sát, nó sẽ tạo thành liên kết hydro với phân tử nước thứ bảy.

Phân tử nước thứ bảy (phân tử nước nằm xa khối bát diện), cũng tạo thành một cầu hydro khác với một phân tử nước khác thuộc khối bát diện lân cận. Kết quả của những tương tác này là tinh thể chuyển từ dạng trực thoi sang dạng đơn tà.

Khi các tinh thể của FeSO ₄ khan hiđrat, các anion SO ₄ ^2- xung quanh Fe ²⁺ được thay thế bằng các phân tử H ₂ O. Sự thay thế này làm xáo trộn các electron d của sắt, buộc chúng phải đi qua các mức khác nhau của năng lượng; chịu trách nhiệm cho sự thay đổi màu sắc từ trắng sang xanh lục.

Tính axit

Một số anion SO ₄ ^2- có thể được proton hóa từ môi trường axit. Do đó, bên trong tinh thể FeSO ₄ · 7H ₂ O có thể có các phân tử H ₂ SO ₄ nếu pH rất axit; và do đó, chạm vào những tinh thể tuyệt đẹp này trong điều kiện như vậy có thể gây bỏng nghiêm trọng.

Các tính chất vật lý và hóa học

Tên

Sắt sunfat hoặc sắt (II) sunfat

Công thức phân tử

- Sulfat sắt khan (FeSO ₄ )

-Ferfat sunfat heptahydrat (FeSO ₄ .7H ₂ O)

Trọng lượng phân tử

Nó thay đổi theo mức độ hydrat hóa của sunfat. Ví dụ, sắt sunfat heptahydrat có khối lượng phân tử là 278,02 g / mol; còn chất khan có khối lượng phân tử là 151,91 g / mol.

Ngoại hình

Nó cũng thay đổi theo mức độ hydrat hóa. Ví dụ, dạng khan có các tinh thể trực thoi màu trắng; trong khi ở dạng heptahydrous, các tinh thể có màu xanh lục đơn tà.

Mùi

Phòng vệ sinh

Tỉ trọng

Sulfat sắt khan là dạng muối đậm đặc nhất (3,65 g / cm ³ ). Mặt khác, dạng heptahydrat có mật độ thấp nhất (1,895 g / cm ³ ).

Độ nóng chảy

Tương tự như vậy, điều này thay đổi tùy thuộc vào mức độ hydrat hóa. Dạng khan có điểm nóng chảy là 680 ° C (1,856 ° F, 973 K) và dạng heptahydrate, 60-64 ° C (140-147 ° F, 333-337 K).

Khả năng hòa tan trong nước

- Dạng monohydrat: 44,69 g / 100 ml nước (77 ºC)

-Heptahydrat dạng 51,35 g / 100 ml nước (54 ºC).

Độ hòa tan trong rượu

Không hòa tan.

Áp suất hơi

1,95 kPa (dạng heptahydrat)

Chỉ số khúc xạ

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

Ổn định

Trong không khí, nó có thể bị oxy hóa nhanh chóng và được bao phủ bởi màu vàng nâu, điều này cho thấy sự có mặt của cation Fe ³⁺ . Tốc độ oxy hóa được tăng lên khi thêm kiềm hoặc do tiếp xúc với ánh sáng.

Sự phân hủy

Khi bị nung nóng để phân hủy, nó tỏa ra khói độc của lưu huỳnh đioxit và lưu huỳnh trioxit, để lại một oxit sắt màu đỏ dưới dạng cặn.

Phản ứng

Nó là một chất khử tác dụng với axit nitric khử nó thành nitơ monoxit. Tương tự như vậy, nó khử clo thành clorua, và các dạng độc của crom có ​​trong xi măng thành crom (III), ít độc hơn.

Tổng hợp

Từ len thép

Sắt sunfat được sản xuất bằng cách cho thép (Fe) phản ứng với axit sunfuric. Trong phương pháp được mô tả, quy trình sau được tuân theo: thép được sử dụng ở dạng len thép, trước đó được tẩy dầu mỡ bằng axeton.

Sau đó, len thép được đặt trong cốc thủy tinh và được phủ hoàn toàn bằng axit sulfuric 30-40%, cho phép quá trình phân hủy axit diễn ra trong vài giờ; cho đến khi len thép biến mất. Có thể thêm nhiều len thép và quy trình lặp lại nhiều lần.

Các tinh thể màu xanh lục có thể đã hình thành được hòa tan lại bằng cách sử dụng nước axit hóa đến pH 1-2 bằng axit sulfuric. Dung dịch này được lọc trên giấy lọc, và độ pH được điều chỉnh bằng cách thêm natri cacbonat. Dung dịch được lưu trữ, để tránh tiếp xúc với oxy và do đó không khuyến khích quá trình oxy hóa Fe ²⁺ thành Fe ³⁺

Sau đó, dịch lọc được làm bay hơi ở nhiệt độ từ 80-90 ºC. Quy trình được thực hiện trong viên nang Pietri đặt trên một tấm gia nhiệt. Sau đó, các tinh thể màu xanh lá cây hình thành được thu thập, chúng có thể được đưa đến bình hút ẩm để hoàn thành quá trình khử nước của chúng.

Từ pyrit

Sắt sunfat cũng được tạo ra bằng quá trình oxy hóa pyrit (FeS ₂ ).

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

Rủi ro

Hít phải FeSO ₄ gây kích ứng mũi, họng và phổi. Nếu bạn tiếp xúc vật lý với muối này, nó có thể gây kích ứng da và mắt; Ngoài ra, tiếp xúc lâu dài với chất sau có thể gây ra vết màu nâu và tổn thương mắt.

Ăn nhiều lần có thể gây buồn nôn, nôn, đau dạ dày, táo bón và đi tiêu không đều.

Các dấu hiệu của ngộ độc sunfat sắt bao gồm: phân đen hoặc có máu; da và móng tay hơi xanh; thay đổi khối lượng bài tiết nước tiểu; ngất xỉu; khô miệng hoặc mắt; đau ngực; ăn; suy hô hấp

Ngoài ra, nhịp tim nhanh và không đều, tăng khát và đói, xanh xao bất thường và khó thở có thể xảy ra.

Đông máu bị thay đổi là một dấu hiệu của ngộ độc sulfat sắt, với việc kéo dài thời gian thrombin, prothrombin và thromboplastin một phần được quan sát thấy.

Các nghiên cứu được thực hiện trên tác động của sunfat sắt lên các cơ cô lập ở tim của thỏ, cho thấy nó làm giảm sức căng tối đa do các cơ tim được nghiên cứu phát triển, cũng như tốc độ phát triển sức căng tối đa.

Các ứng dụng

Trong nông nghiệp

-Nó được sử dụng như một loại thuốc trừ sâu để kiểm soát sự chết héo của lúa mì và sự phân hủy của cây ăn quả.

- Nó được sử dụng để điều trị bệnh úa vàng, một bệnh đặc trưng bởi màu hơi vàng của lá, do độ kiềm của đất gây ra.

-Ferrous sulfate kiểm soát độ kiềm, làm giảm độ pH của đất.

- Loại bỏ rêu và điều kiện bãi cỏ.

Là thuốc thử và trong công nghiệp

Trong số các cách sử dụng FeSO ₄ làm thuốc thử và trong công nghiệp có những cách sau:

-Thuốc thử phân tích

-Vật liệu thô để lấy ferit và oxit sắt từ

-Được công nhận để tạo ra sắc tố xanh vô cơ

- Thuốc khử axit nitric, clo và crom

-Trong sản xuất các sulfat khác

-Nó được sử dụng trong bể mạ điện với sắt

-Chất bảo quản gỗ

-Trong khắc nhôm

-Phân tích định lượng nitrat (thử màu vàng nâu bằng cách oxy hóa Fe ²⁺ )

-Chất xúc tác nhiệt phân

-Nó được dùng làm tiền chất để tổng hợp các loại bàn là khác

-Nó được sử dụng trong công nghiệp như một chất sửa vết bẩn

-Trong sản xuất thuốc nhuộm sắt

-Chất nhuộm len

- Tạo cho gỗ phong có màu bạc

-Chất xúc tácron trong phản ứng Fenton

Trong y học và thực phẩm bổ sung

Nó được sử dụng trong điều trị thiếu máu do thiếu sắt, sử dụng liều lượng 150-300 mg sulfat sắt, ba lần một ngày, làm tăng nồng độ hemoglobin có thể nhận thấy trong một tuần điều trị.

Việc sử dụng nó cũng đã được khuyến cáo ở phụ nữ mang thai như một chất bổ sung cho chế độ ăn uống của họ. Ferrous sulfate đã được sử dụng như một chất làm se trong việc chữa lành vết thương ở gia súc.

Khác

Nó được sử dụng để xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ và cũng để loại bỏ photphat từ những vùng nước này. Ferrous sulfate heptahydrate được sử dụng để xác định các loại nấm.

Người giới thiệu

1. CR Khoa học. (sf). Phòng thí nghiệm chuẩn bị sunfat sắt. Phục hồi từ: crscientific.com
2. Werner H. Baur. (Năm 1964). Về tinh thể hoá học của muối hiđrat. III. Xác định cấu trúc tinh thể của FeSO ₄ .7H ₂ O (melanterit). Acta Cryst. doi.org/10.1107/S0365110X64003000
3. PubChem. (2019). Sắt sunfat heptahydrat. Được khôi phục từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Đánh dấu Lynn. (Ngày 19 tháng 12 năm 2014). Ferrous Sulfate (Feosol) là gì? Mọi sức khỏe. Phục hồi từ: dailyhealth.com
5. Wikipedia. (2019). Sắt (II) sunfat. Khôi phục từ: en.wikipedia.org