Сульфат железа(II) ( британский английский : iron(II) sulphate ) или сульфат железа обозначает ряд солей с формулой Fe SO 4 · x H 2 O. Эти соединения чаще всего существуют в виде гептагидрата ( x = 7), но известно несколько значений x. Гидратированная форма используется в медицине для лечения или профилактики дефицита железа , а также для промышленных целей. Известный с древних времен как купорос и как зеленый купорос (купорос — архаичное название гидратированных сульфатных минералов ), сине-зеленый гептагидрат ( гидрат с 7 молекулами воды) является наиболее распространенной формой этого материала. Все сульфаты железа(II) растворяются в воде, образуя тот же самый аквакомплекс [Fe(H 2 O) 6 ] 2+ , который имеет октаэдрическую молекулярную геометрию и является парамагнитным . Название «купорас» восходит к временам, когда сульфат меди (II) был известен как синий купорас, и, возможно, по аналогии, сульфат железа (II) и сульфат цинка были известны соответственно как зеленый и белый купорас. [18]
Он входит в список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения . [19] В 2022 году это был 107-й наиболее часто назначаемый препарат в Соединенных Штатах, на него было выписано более 6 миллионов рецептов. [20] [21]
В промышленности сульфат железа в основном используется в качестве предшественника других соединений железа. Он является восстановителем и , как таковой, полезен для восстановления хромата в цементе до менее токсичных соединений Cr(III). Исторически сульфат железа использовался в текстильной промышленности в течение столетий в качестве фиксатора красителя . Исторически он используется для чернения кожи и в качестве компонента чернил на основе железного галла . [22] Получение серной кислоты («купоросного масла») путем перегонки зеленого купороса (сульфата железа(II)) известно уже не менее 700 лет.
Сульфат железа (II) продается как сульфат железа, почвенная добавка [23], предназначенная для снижения pH высокощелочной почвы, чтобы растения могли получить доступ к питательным веществам почвы. [24]
В садоводстве он используется для лечения хлороза железа . [25] Хотя он не действует так быстро, как ЭДТА железа , его действие более продолжительно. Его можно смешивать с компостом и закапывать в почву, чтобы создать запас, который может храниться годами. [26] Сульфат железа можно использовать в качестве кондиционера для газона . [26] Его также можно использовать для устранения серебристого нитевидного мха на паттинг-гринах полей для гольфа. [27]
Железный купорос можно использовать для окрашивания бетона, а также некоторых известняков и песчаников в желтовато-ржавый цвет. [28]
Для придания древесине клена серебристого оттенка мастера по обработке древесины используют растворы сульфата железа .
Зеленый купорос также является полезным реагентом для идентификации грибов. [29]
Железный купорос использовался при изготовлении чернил , в частности, железно-галловых чернил , которые использовались со Средних веков до конца XVIII века. Химические тесты, проведенные на письмах Лахиса ( ок. 588–586 гг. до н. э. ), показали возможное присутствие железа. [30] Считается, что при изготовлении чернил для этих писем могли использоваться дубовые галлы и купорос. [31] Он также используется при окрашивании шерсти в качестве протравы . Заячья древесина , материал, используемый в маркетри и паркете с XVII века, также изготавливается с использованием железного купороса.
Два различных метода прямого нанесения красителя индиго были разработаны в Англии в XVIII веке и использовались вплоть до XIX века. Один из них, известный как china blue , включал сульфат железа (II). После печати нерастворимой формы индиго на ткани, индиго восстанавливали до лейко -индиго в последовательности ванн с сульфатом железа (с повторным окислением до индиго на воздухе между погружениями). Процесс china blue мог создавать четкие рисунки, но он не мог производить темные оттенки других методов.
Во второй половине 1850-х годов сульфат железа использовался в качестве фотографического проявителя для изображений, полученных с помощью коллодионного процесса . [32]
Сульфат железа(II) может находиться в различных состояниях гидратации , и некоторые из этих форм существуют в природе или были созданы синтетически.
Тетрагидрат стабилизируется, когда температура водных растворов достигает 56,6 °C (133,9 °F). При 64,8 °C (148,6 °F) эти растворы образуют как тетрагидрат, так и моногидрат. [5]
Минеральные формы встречаются в зонах окисления железосодержащих рудных пластов, например, пирит , марказит , халькопирит и т. д. Они также встречаются в родственных средах, таких как угольные пожары. Многие быстро дегидратируются и иногда окисляются. В таких средах существуют многочисленные другие, более сложные (основные, гидратированные и/или содержащие дополнительные катионы) сульфаты, содержащие Fe(II), и копиапит является распространенным примером. [41]
При отделке стали перед нанесением покрытия или гальванопокрытия стальной лист или пруток пропускают через травильные ванны с серной кислотой. Эта обработка производит большое количество сульфата железа (II) в качестве побочного продукта. [42]
Другим источником больших объемов является производство диоксида титана из ильменита сульфатным способом.
Сульфат железа также получают в промышленных масштабах путем окисления пирита : [43]
Его можно получить путем вытеснения металлов, менее реакционноспособных, чем железо, из растворов их сульфатов:
При растворении в воде сульфаты железа образуют металлический аквакомплекс [Fe(H 2 O) 6 ] 2+ , представляющий собой почти бесцветный парамагнитный ион.
При нагревании сульфат железа(II) сначала теряет кристаллизационную воду , и исходные зеленые кристаллы превращаются в белое безводное твердое вещество. При дальнейшем нагревании безводный материал разлагается на диоксид серы и триоксид серы , оставляя красновато-коричневый оксид железа(III) . Термолиз сульфата железа(II) начинается при температуре около 680 °C (1256 °F).
Как и другие соли железа(II), сульфат железа(II) является восстановителем. Например, он восстанавливает азотную кислоту до оксида азота , а хлор до хлорида :
Его мягкая восстановительная способность имеет значение в органическом синтезе. [44] Он используется в качестве компонента железного катализатора в реагенте Фентона .
Сульфат железа может быть обнаружен цериметрическим методом, который является официальным методом Индийской Фармакопеи. Этот метод включает использование раствора ферроина, показывающего изменение цвета от красного до светло-зеленого во время титрования. [45]
![{\displaystyle {\ce {->[\Delta]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/fb2978c53b61bedddbe69afd5e432beee1928671)
