Сульфат железа(III) — неорганическое химическое соединение, соль, химическая формула — .
.| Сульфат железа(III) | |
|---|---|
| Общие | |
| Систематическое наименование |
сульфат железа(III) |
| Традиционные названия | сернокислое железо(III), тетрасульфид(VI) железа(III) |
| Хим. формула | Fe2(SО4)3 |
| Рац. формула | Fe2O12S3 |
| Физические свойства | |
| Состояние | безводный — светло-жёлтый порошок |
| Молярная масса |
(безв.) 399.88 г/моль (пентагидрат) 489.96 г/моль |
| Плотность |
(безв.) 3.097 г/см³ (пентагидрат) 1.898 (нонагидрат) 2.1 г/см³ |
| Термические свойства | Температура |
| • плавления |
(безв.) 480 °C (с разл.) (нонагидрат) 175 °C |
| • разложения | 600 |
| Мол. теплоёмк. | 271,75 Дж/(моль·К) | Энтальпия |
| • образования | −2580 кДж/моль |
| Химические свойства | Растворимость |
| • в воде | (безв.) растворим (нонагидрат) 440 г/100 мл |
| • в этаноле | (нонагидрат) растворим |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS |
10028-22-5 15244-10-7 (для всех гидратов с формулой Fe2(SО4)3·nН2О (где n=1, 3, 4, 6, 7, 9, 10, 12) |
| PubChem | 24826 |
| Рег. номер EINECS | 233-072-9 |
| SMILES |
[O-]S(=O)(=O)[O-].[O-]S(=O)(=O)[O-].[O-]S(=O)(=O)[O-].[Fe+3].[Fe+3]
|
| InChI |
1S/2Fe.3H2O4S/c;;3*1-5(2,3)4/h;;3*(H2,1,2,3,4)/q2*+3;;;/p-6
RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H
|
| RTECS | NO8505000 |
| ChEBI | 53438 |
| ChemSpider | 23211 и 21493902 |
| Безопасность | |
| ЛД50 | (крысы, орально) 500 мг/кг |
| Пиктограммы ECB |  |
| NFPA 704 |
|
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 этаноле.
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). 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 (англ. mikasaite), смешанный сульфат железа-алюминия. Его химическая формула — (Fe3+, Al3+)2(SO4)3. Этот минерал содержит безводную форму сульфата железа, поэтому встречается в природе очень редко. Гидратированные формы встречаются чаще, например:
- Кокимбит (англ. coquimbite) — Fe2(SO4)3·9H2O — нонагидрат — наиболее распространённая в природе форма.
Кристаллическая структура кокимбита
- Паракокимбит (англ. paracoquimbite) — другой нонагидрат — редкая форма.
- Корнелит (англ. kornelite) — гептагидрат — и куэнстедтит (англ. quenstedtite) — декагидрат — тоже встречаются редко.
- Лаусенит (англ. lausenite) — гекса- или пентагидрат (самостоятельность этого минерала под вопросом).
Все перечисленные выше природные гидраты железа на поверхности Земли нестабильны. Но их запасы постоянно пополняются благодаря окислению других минералов (в основном пирита и марказита).
Марс
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. 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:
или растворяют оксид железа(III) в серной кислоте:
Концентрированные серная и азотная кислоты окисляют сульфид железа до сульфата железа(III):
Ферраты с разбавленной серной кислотой восстанавливаются до сульфата железа(III):
Безводный сульфат железа(III) при нагревании разлагается:
Растворы щелочей разлагают сульфат железа(III), продукты реакции зависят от концентрации щёлочи:
Некоторые сульфиды металлов (например, меди, кальция, олова, свинца, ртути) в водном растворе восстанавливают сульфат железа(III):
С растворимыми солями ортофосфорной кислоты образует нерастворимый фосфат железа(III) (гетерозит):
Использование
- Как реактив при гидрометаллургической переработке медных руд.
- Как коагулянт при очистке сточных вод, коммунальных и промышленных стоков.
- 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.
