Сульфат железа(III)

Материал из testwiki
Перейти к навигации Перейти к поиску

Шаблон:Значения Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview=Неизвестный параметр «_VALUE_» шаблона Вещество |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}} Сульфат железа(III) (Шаблон:Lang-lat) — неорганическое химическое соединение, соль, химическая формула — 𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥.Это негорючее соединение считается токсичным, вредным при проглатывании и может вызвать серьезное повреждение глаз и раздражение кожи. Сульфат железа(III) может вызывать коррозию некоторых металлов. Имеет сильнокислый вкус

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 этанолеШаблон:Sfn.

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)Шаблон:Sfn. 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.

Нахождение в природе

Минералогическая форма сульфата железа(III) — микасаит (Шаблон:Lang-en), смешанный сульфат железа-алюминия. Его химическая формула — Шаблон:Nobr. Этот минерал содержит безводную форму сульфата железа, поэтому встречается в природе очень редко. Гидратированные формы встречаются чаще, например:

Кристаллическая структура кокимбита

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

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[1]. Вследствие того, что сульфат железа имеет очень низкую плотность, марсоход застрял настолько глубоко, что часть его корпуса коснулась поверхности планеты.

Получение

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

𝟤𝖥𝖾𝖲𝟤+𝟤𝖭𝖺𝖢𝗅+𝟪𝖮𝟤𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥+𝖭𝖺𝟤𝖲𝖮𝟦+𝖢𝗅𝟤

или растворяют оксид железа(III) в серной кислоте:

𝖥𝖾𝟤𝖮𝟥+𝟥𝖧𝟤𝖲𝖮𝟦𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥+𝟥𝖧𝟤𝖮

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

𝟤𝖥𝖾(𝖮𝖧)𝟥+𝟥𝖧𝟤𝖲𝖮𝟦𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥+𝟨𝖧𝟤𝖮

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

𝟤𝖥𝖾𝖲𝖮𝟦+𝖧𝟤𝖲𝖮𝟦+𝟤𝖧𝖭𝖮𝟥𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥+𝟤𝖭𝖮𝟤+𝟤𝖧𝟤𝖮

также окисление можно провести кислородом или оксидом серы:

𝟣𝟤𝖥𝖾𝖲𝖮𝟦+𝟥𝖮𝟤𝟦𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥+𝟤𝖥𝖾𝟤𝖮𝟥
𝟤𝖥𝖾𝖲𝖮𝟦+𝟤𝖲𝖮𝟥𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥+𝖲𝖮𝟤

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

𝟤𝖥𝖾𝖲+𝖧𝟤𝖲𝖮𝟦+𝟣𝟪𝖧𝖭𝖮𝟥𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥+𝟣𝟪𝖭𝖮𝟤+𝟣𝟢𝖧𝟤𝖮

Дисульфид железа можно окислить концентрированной серной кислотой:

𝟤𝖥𝖾𝖲𝟤+𝟣𝟦𝖧𝟤𝖲𝖮𝟦𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥+𝟣𝟧𝖲𝖮𝟤+𝟣𝟦𝖧𝟤𝖮

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
𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥+𝖢𝗋𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥+𝟨(𝖭𝖧𝟦)𝟤𝖲𝖮𝟦+𝖪𝟤𝖲𝖮𝟦+𝟩𝖧𝟤𝖮

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

𝟨𝖥𝖾𝖲𝖮𝟦T𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥+𝟤𝖥𝖾𝟤𝖮𝟥+𝟥𝖲𝖮𝟤

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

𝟦𝖪𝟤𝖥𝖾𝖮𝟦+𝟣𝟢𝖧𝟤𝖲𝖮𝟦𝟤𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥+𝟥𝖮𝟤+𝟦𝖪𝟤𝖲𝖮𝟦+𝟣𝟢𝖧𝟤𝖮

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

𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥 𝟧𝖧𝟤𝖮70175oC𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥+𝟧𝖧𝟤𝖮

Сульфат железа(II) можно окислить триоксидом ксенона:

𝖷𝖾𝖮𝟥+𝟥𝖧𝟤𝖲𝖮𝟦+𝟨𝖥𝖾𝖲𝖮𝟦𝟥𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥+𝖷𝖾 +𝟥𝖧𝟤𝖮

Химические свойства

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

𝖥𝖾[(𝖧𝟤𝖮)𝟨]𝟥++𝖧𝟤𝖮𝖥𝖾[(𝖧𝟤𝖮)𝟧(𝖮𝖧)]𝟤++𝖧𝟥𝖮+;𝗉𝐾=𝟤,𝟣𝟩
𝖥𝖾[(𝖧𝟤𝖮)𝟧(𝖮𝖧)]𝟤++𝖧𝟤𝖮𝖥𝖾[(𝖧𝟤𝖮)𝟦(𝖮𝖧)𝟤]++𝖧𝟥𝖮+;𝗉𝐾=𝟥,𝟤𝟨
[𝟤𝖥𝖾(𝖧𝟤𝖮)𝟨]𝟥++𝟤𝖧𝟤𝖮[𝖥𝖾𝟤(𝖧𝟤𝖮)𝟪(𝖮𝖧)𝟤]𝟦++𝟤𝖧𝟥𝖮+;𝗉𝐾=𝟤,𝟫𝟣

Горячая вода или пар разлагают сульфат железа(III):

𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥+𝟤𝖧𝟤𝖮100oC𝟤𝖥𝖾𝖲𝖮𝟦(𝖮𝖧)+𝖧𝟤𝖲𝖮𝟦

Безводный сульфат железа(III) при нагревании разлагается:

𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥500700oC𝖥𝖾𝟤𝖮𝟥+𝟥𝖲𝖮𝟥
𝟤𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥9001000oC𝟤𝖥𝖾𝟤𝖮𝟥+𝟨𝖲𝖮𝟤+𝟥𝖮𝟤

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

𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥+𝟤𝖭𝖺𝖮𝖧𝟤𝖥𝖾𝖲𝖮𝟦(𝖮𝖧)+𝖭𝖺𝟤𝖲𝖮𝟦
𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥+𝟨𝖭𝖺𝖮𝖧𝟤𝖥𝖾𝖮(𝖮𝖧)+𝟥𝖭𝖺𝟤𝖲𝖮𝟦+𝟤𝖧𝟤𝖮

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

𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥+𝖥𝖾𝖲𝖮𝟦+𝟪𝖭𝖺𝖮𝖧𝖥𝖾𝟥𝖮𝟦+𝟦𝖭𝖺𝟤𝖲𝖮𝟦+𝟦𝖧𝟤𝖮

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

𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥+𝖬𝗀𝟤𝖥𝖾𝖲𝖮𝟦+𝖬𝗀𝖲𝖮𝟦

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

𝖢𝗎𝖲+𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥𝟤𝖥𝖾𝖲𝖮𝟦+𝖢𝗎𝖲𝖮𝟦+𝖲

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

𝖥𝖾𝟤(𝖲𝖮𝟦)𝟥+𝟤𝖭𝖺𝖧𝟤𝖯𝖮𝟦𝖭𝖺𝟤𝖲𝖮𝟦+𝟤𝖧𝟤𝖲𝖮𝟦+𝟤𝖥𝖾𝖯𝖮𝟦

Использование

  • Как реактив при гидрометаллургической переработке медных руд.
  • Как протрава при окраске тканей.
  • При дублении кожи.
  • Для декапирования нержавеющих аустенитных сталей, сплавов золота с алюминием.
  • Как флотационный регулятор для уменьшения плавучести руд.
  • В медицине используется в качестве вяжущего и кровоостанавливающего средства.
  • В химической промышленности как окислитель и катализатор.

См. также

Примечания

Шаблон:Примечания

Литература

Шаблон:Спам-ссылки