Siarczan żelazawy: właściwości fizyczne i chemiczne, produkcja, zastosowanie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-02 14:01

Siarczan żelazawy jest związkiem chemicznym niezwykle powszechnym w przyrodzie i szeroko stosowanym w różnych dziedzinach działalności gospodarczej. Istnieją dwuwartościowe i trójwartościowe modyfikacje tej substancji. Pierwsza odmiana, zwana także siarczanem żelazawym, jest nieorganicznym dwuskładnikowym nielotnym związkiem o wzorze FeSO₄. Na zewnątrz ten związek chemiczny jest przezroczystym krystalicznym hydratem o jasnozielono-niebieskim zabarwieniu, charakteryzującym się wysokim stopniem higroskopijności i rozpuszczalności w środowisku wodnym. W próżni FeSO_{4 rozkłada się z dużą intensywnością, całkowity rozkład zachodzi w temperaturze około 700°C.}

Siarczan żelazawy jest szeroko stosowanym odczynnikiem, krystalizującym w temperaturze pokojowej z roztworów w postaci FeSO₄4_{∙7H2 O heptahydrat, który jest jasnoniebieską substancją. Przy długim przechowywaniu ulega erozji, zamieniając się w białą sproszkowaną substancję,a na świeżym powietrzu stopniowo żółknie z powodu procesów oksydacyjnych. Proces wietrzenia siarczanu żelazawego tłumaczy się tym, że w jego strukturze znajduje się jedna cząsteczka zewnętrznej sfery wody, która z łatwością opuszcza sieć krystaliczną.}

Trójwartościowy bezwodny siarczan żelaza jest jasnożółtą, paramagnetyczną, niezwykle higroskopijną substancją w postaci jednoskośnego kryształu. Zdolne do tworzenia rombowych i heksagonalnych modyfikacji strukturalnych. Trójwartościowy siarczan żelaza dobrze krystalizuje z różnych roztworów w postaci różnych uwodnionych związków zawierających do dziesięciu cząsteczek wody. Powolne podgrzewanie zamienia się w bezwodną sól, która w temperaturze ok. 650°C dobrze rozkłada się na hematyt i anhydryt siarkowy. Podobnie jak wiele innych soli potrójnie naładowanych kationów, siarczan żelazawy tworzy ałuny, które krystalizują w postaci jasnofioletowych ośmiościanów. Substancja ta jest dobrym środkiem redukującym jon Ag+, który ma silne właściwości utleniające. Siarczan żelazowy hydrolizowany przez gotowanie roztworu, w którym jest zawarty, występuje w naturze głównie w jarozycie (minerał).

W przemyśle substancja ta jest otrzymywana głównie jako produkt uboczny w zakładach obróbki metali z różnych roztworów trawiących stosowanych do usuwania zgorzeliny z wyrobów stalowych. Substancję tę można również wyizolować przez kalcynację pirytów lub markasytów za pomocą NaCl w powietrzu. Inny sposób na jego syntezęto ogrzewanie tlenku żelaza w solach kwasu siarkowego. W praktyce laboratoryjnej związek ten jest izolowany z Fe(OH)_2.

To sporą ciekawość, że siarczan żelaza został odkryty na Marsie w 2009 roku przez statek kosmiczny Spirit, z którego naukowcy wywnioskowali, że na powierzchni planety zachodzą silne procesy oksydacyjne. Ze względu na bardzo niską gęstość tej substancji łazik jest tak głęboko ugrzęznięty w swoich osadach, że nawet częścią kadłuba dotknął głębokich warstw marsjańskiej gleby.

Na Ziemi siarczan żelaza, ze względu na swoją zdolność do hydrolizy, jest używany wraz z ałunem glinowym jako flokulant w procesie oczyszczania wody pitnej. Ten związek chemiczny, tworząc płatki wodorotlenkowe, adsorbuje wiele szkodliwych zanieczyszczeń. Substancja ta znalazła również szerokie zastosowanie w medycynie, gdzie jest stosowana jako środek terapeutyczny i profilaktyczny w anemii z niedoboru żelaza.

W przemyśle rolniczym siarczan żelaza jest używany do chemicznej rekultywacji gleby, zwalczania szkodników roślin uprawnych, niszczenia mchów, porostów, chwastów i zarodników pasożytniczych grzybów. W ogrodnictwie siarczan żelazawy jest używany do karmienia drzew owocowych jako katalizator do tworzenia chlorofilu. Najbardziej wrażliwe na brak tej substancji są jabłka, gruszki, śliwki i brzoskwinie.

Przemysłowy siarczan żelazawy jest szeroko stosowany w przemyśle tekstylnym, gdzie jest ważnym składnikiem atramentów i różnych barwników mineralnych. Równieżsubstancja ta jest dobrym konserwantem drewna. Niektóre tak zwane odpadowe roztwory siarczanu żelaza są przetwarzane na materiały izolacyjne, takie jak żelazo i żelazogips, które są mieszaniną hydratów tego związku z różnymi wypełniaczami.