سولفات آهن: خواص فیزیکی و شیمیایی، تولید، کاربرد

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-02 13:53

سولفات آهن یک ترکیب شیمیایی است که در طبیعت بسیار رایج است و به طور گسترده در زمینه های مختلف فعالیت اقتصادی استفاده می شود. تغییرات دو ظرفیتی و سه ظرفیتی این ماده وجود دارد. اولین واریته که به آن فروس سولفات نیز می‌گویند، یک ترکیب غیرآلی دوتایی غیرفرار با فرمول FeSO₄ است. از نظر ظاهری، این ترکیب شیمیایی یک هیدرات کریستالی شفاف به رنگ آبی مایل به سبز روشن است که دارای درجه رطوبت سنجی و حلالیت بالایی در محیط آبی است. در خلاء، FeSO_{4 با شدت بالا تجزیه می شود، تجزیه کامل در دمای حدود 700 درجه سانتیگراد رخ می دهد.}

سولفات آهن یک معرف پرکاربرد است که در دمای اتاق از محلولهایی به شکل FeSO₄4_{∙7H2 متبلور می شود. O هپتاهیدرات که یک ماده آبی کم رنگ است. هنگامی که برای مدت طولانی نگهداری می شود، فرسایش می یابد و به یک ماده پودری سفید تبدیل می شود.و در هوای آزاد در اثر فرآیندهای اکسیداتیو به تدریج زرد می شود. هوازدگی سولفات آهن با این واقعیت توضیح داده می شود که در ساختار آن یک مولکول آب کره بیرونی وجود دارد که به راحتی از شبکه کریستالی خارج می شود.}

سولفات آهن بی آب سه ظرفیتی یک ماده کریستالی مونوکلینیک به رنگ زرد روشن، پارامغناطیس، بسیار رطوبت گیر است. قابلیت ایجاد تغییرات ساختاری متعامد و شش ضلعی. سولفات آهن سه ظرفیتی به خوبی از محلول های مختلف به شکل ترکیبات هیدراته مختلف حاوی حداکثر ده مولکول آب متبلور می شود. هنگامی که به آرامی گرم می شود به نمک بی آب تبدیل می شود که در دمای حدود 650 درجه سانتیگراد به خوبی به هماتیت و انیدریت سولفوریک تجزیه می شود. مانند بسیاری از نمک های دیگر کاتیون های سه باردار، سولفات آهن زاج هایی را تشکیل می دهد که به شکل هشت وجهی بنفش کم رنگ متبلور می شوند. این ماده یک عامل کاهنده خوب برای یون Ag+ است که خاصیت اکسید کننده قوی دارد. سولفات آهن که با جوشاندن محلول موجود در آن هیدرولیز می شود، در طبیعت عمدتاً در جاروزیت (معدنی) وجود دارد.

در صنعت، این ماده عمدتاً به عنوان یک محصول جانبی در شرکت های فلزکاری از محلول های مختلف ترشی مورد استفاده برای حذف رسوب از محصولات فولادی به دست می آید. همچنین این ماده را می توان با کلسینه کردن پیریت یا مارکازیت با NaCl در هوا جدا کرد. روش دیگری برای سنتز آنحرارت دادن اکسید آهن در نمک های اسید سولفوریک است. در عمل آزمایشگاهی، این ترکیب از Fe(OH)_{2 جدا می شود.}

کشف سولفات آهن در مریخ در سال 2009 توسط فضاپیمای Spirit که دانشمندان از آن به این نتیجه رسیدند که فرآیندهای اکسیداتیو قوی در سطح سیاره در حال رخ دادن است، بسیار کنجکاو است. به دلیل چگالی بسیار کم این ماده، مریخ نورد آنقدر در رسوبات خود گرفتار شده است که حتی با بخشی از بدنه آن لایه های عمیق خاک مریخ را لمس کرده است.

در روی زمین، سولفات آهن به دلیل قابلیت هیدرولیز، همراه با آلومینیم به عنوان لخته ساز در فرآیند تصفیه آب آشامیدنی استفاده می شود. این ترکیب شیمیایی با تشکیل تکه های هیدروکسید، بسیاری از ناخالصی های مضر را جذب می کند. همچنین این ماده در پزشکی کاربرد وسیعی یافته است و به عنوان یک عامل درمانی و پیشگیری کننده برای کم خونی فقر آهن استفاده می شود.

در صنعت کشاورزی از سولفات آهن برای احیای شیمیایی خاک، مبارزه با آفات گیاهان زراعی، از بین بردن خزه ها، گلسنگ ها، علف های هرز و هاگ قارچ های انگلی استفاده می شود. در باغبانی از سولفات آهن برای تغذیه درختان میوه به عنوان کاتالیزور برای تشکیل کلروفیل استفاده می شود. حساس ترین آنها به کمبود این ماده سیب، گلابی، آلو و هلو هستند.

سولفات آهن صنعتی به طور گسترده در صنعت نساجی استفاده می شود، جایی که یک عنصر مهم در جوهرها و رنگ های معدنی مختلف است. همچنیناین ماده یک نگهدارنده خوب چوب است. برخی از محلول های به اصطلاح ضایعات سولفات آهن به مواد عایق مانند فرون و فری گچ تبدیل می شوند که مخلوطی از هیدرات های این ترکیب با پرکننده های مختلف است.