stringtranslate.com

Феррат калия

Феррат калия — это химическое соединение с формулой K2FeO4 . Эта фиолетовая соль парамагнитна и является редким примером соединения железа (VI). В большинстве своих соединений железо имеет степень окисления +2 или +3 ( Fe2 + или Fe3 + ). Отражая его высокую степень окисления , FeO2−4является мощным окислителем, напоминающим хромат ( CrO2−4) или манганат ( MnO2−4).

Синтез и структура

Водный раствор феррата калия(VI).

Георг Эрнст Шталь (1660 – 1734) первым обнаружил, что остаток, образующийся при сжигании смеси нитрата калия (селитры) и железного порошка, растворяется в воде, давая фиолетовый раствор. Эдмон Фреми (1814 – 1894) позже обнаружил, что сплавление гидроксида калия и оксида железа (III) на воздухе дает соединение, растворимое в воде:

8 КОН + 2 Fe 2 O 3 + 3 O 2 → 4 K 2 FeO 4 + 4 H 2 O

Состав соответствовал составу манганата калия или хромата калия . В лаборатории K 2 FeO 4 получают окислением щелочного раствора соли железа(III) концентрированным хлорным отбеливателем : [2]

3 ClO − + 3 Fe(OH) 3 (H 2 O) 3 + 4 K + + 4 OH − → 3 Cl − + 2 K 2 FeO 4 + 11 H 2 O

Соль изоструктурна с K 2 MnO 4 , K 2 SO 4 и K 2 CrO 4 . Твердое вещество состоит из K + и тетраэдрического FeO2−4анион с расстоянием Fe-O 1,66 Å. [3] Также известна плохо растворимая бариевая соль BaFeO 4 .

Свойства и применение

Основная трудность при использовании K 2 FeO 4 заключается в том, что он часто слишком реактивен, о чем свидетельствует тот факт, что он разлагается при контакте с водой, особенно в кислой воде: [4]

4 К 2 FeO 4 + 4 H 2 O → 3 O 2 + 2 Fe 2 O 3 + 8 КОН

При высоком pH водные растворы стабильны. Темно-фиолетовые растворы по внешнему виду похожи на перманганат калия ( KMnO 4 ). Это более сильный окислитель, чем последний. В сухом твердом состоянии K 2 FeO 4 стабилен.

Поскольку побочными продуктами его окислительно-восстановительных реакций являются похожие на ржавчину оксиды железа, K 2 FeO 4 был описан как « экологически чистый » окислитель . Он использовался при очистке сточных вод в качестве окислителя для органических загрязнителей и как биоцид . Удобно, что полученный продукт реакции — оксигидроксид железа (III), превосходный флокулянт . В органическом синтезе K 2 FeO 4 окисляет первичные спирты . [ 5] Напротив, родственные окислители, такие как хроматы, считаются экологически опасными. [6]

K2FeO4 также привлек внимание как потенциальный катодный материал в « супержелезной батарее » .

Стабилизированные формы феррата калия были предложены для удаления трансурановых соединений, как растворенных, так и взвешенных, из водных растворов . Тоннажные количества были предложены для помощи в ликвидации последствий Чернобыльской катастрофы в Беларуси . Эта новая технология была успешно применена для удаления широкого спектра тяжелых металлов. [ необходима цитата ]

Работа по использованию осаждения трансурановых и тяжелых металлов ферратом калия проводилась в лабораториях IC Technologies Inc. в партнерстве с ADC Laboratories с 1987 по 1992 год. Удаление трансурановых соединений проводилось на образцах с различных ядерных объектов Министерства энергетики США. [ необходима ссылка ]

Его предлагали использовать в качестве средства для остановки кровотечения при свежих ранах. [7] [8]

Ссылки

  1. ^ abcd "Феррат калия". American Elements . Получено 13 июня 2019 г.
  2. ^ Шрейер, Дж. М.; Томпсон, Г. В.; Окерман, Л. Т. (1953). "Феррат калия (VI)" (PDF) . В Bailar, Джон К. (ред.). Неорганические синтезы . Т. IV. С. 164–168.
  3. ^ Хоппе, М. Л.; Шлемпер, Э. О.; Мурманн, Р. К. «Структура дикалиевого феррата (VI)» Acta Crystallographica 1982, том B38, стр. 2237-2239. doi :10.1107/S0567740882008395.
  4. ^ Холлеман, А. Ф.; Виберг, Э. «Неорганическая химия» Academic Press: Сан-Диего, 2001. ISBN 0-12-352651-5 . 
  5. ^ Грин, Дж. Р. «Феррат калия». Энциклопедия реагентов для органического синтеза 2001, Джон Вили. doi : 10.1002/047084289X.rp212.
  6. ^ Шарма, Вирендер К. (2002). «Феррат калия(VI): экологически чистый окислитель». Advances in Environmental Research . 6 (2): 143–156. doi :10.1016/s1093-0191(01)00119-8. ISSN  1093-0191.
  7. ^ «Как работает WoundSeal». WoundSeal. 2016.
  8. ^ Заявка WO 2014153566, Джон Хен; Талмадж Келли Кин и Марк Треви, «Гемостатическое устройство и метод», опубликовано 25.09.2014, передано Biolife, LLC