Ракетная мастерская / Энциклопедия / Железа сульфаты

Сульфат 2-валентного железа (ферросульфат) FeSO4 в пределах от -1,82C до 56,8C кристаллизуется из водных растворов в форме FeSO4.7H2O, наз. в технике железным купоросом (зеленым купоросом).
FeSO4.7H2O - голубовато-зеленые моноклинные кристаллы с параметрами решетки: a=14,02 А, b=6,50 А, c=11,01 А, плотн. 1,899 (15C); на воздухе выветривается и окисляется, окрашиваясь в желтый цвет вследствии образования на поверхности Fe(OH)SO4. От 56,8C до 64,0C стабилен.
FeSO4.4H2O - зеленого цвета, выше 64C - белый FeSO4.H2O. Последний полностью обезвоживается при 300C, разлагаясь при этом с выделением SO2, SO3 и образованием основного сульфата окиси железа.
Безводный FeSO4 - белый порошок, может быть получен обезвоживанием кристаллогидратов в токе H2; чистый препарат выделить трудно. Давление диссоциации FeSO4 по реакции 2FeSO4 = Fe2O3+SO2+SO3 равно (в мм рт. ст.): 254 (614C), 600 (650C). В отсутствии кислорода FeSO4 разлагается с достаточно большой интенсивностью и полнотой при 700C; в токе воздуха его разложение значительно ускоряется в присутствии восстановителей - угля и пирита (смесь из 82,3% FeSO4.H2O, 15,2% FeS2 и 2,5% угля разлагается в токе воздуха при 600C за 40-60 мин. на 98%). Теплота образования FeSO4 H = -220,5ккал/моль. Растворимость в воде (в %) в расчете на безводную соль: 14,91 (-1,8C); 21,01 (20C); 35,06 (56,7C); 35,57 (64C); 27,15 (90,1C). В присутствии свободной H2SO4 растворимость уменьшается. В водном р-ре FeSO4 гидролизуется с выделением осадка основной соли, а в присутствии кислорода окисляется до Fe2(SO4)3. В водном р-ре FeSO4 восстанавливает Cu(II) до солей Cu(I), соли золота и серебра - до металлов; нитраты и нитриты - до NO, с к-рым FeSO4 образует окрашенный комплекс FeSO4.NO (качественная реакция на ионы NO3- и NO2-). Восстановление перманганата или бихромата калия р-ром FeSO4 в присутствии H2SO4 используется для количественного определения железа. Сульфат 2-валентного железа образует с сульфатами щелочных металлов и аммония двойные соли, более стойкие против окисления, напр. соль Мора (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O - светло-зеленые кристаллы, растворимые в воде.
В пром-ти железный купорос производится как побочный продукт на металлообрабатывающих заводах из травильных р-ров, к-рые получаются при обработке стальных изделий с целью удаления с них окалины перед дальнейшей обработкой поверхности. Кристаллич. железный купорос м.б. выделен из травильных р-ров при охлаждении их до -5C, -10C или выпариванием с последующей кристаллизацией при охлаждении до 20-25C. Железный купорос используют для борьбы с вредителями садов и слизнями, для уничтожения мхов, лишайников и грибных спор, а также для питания растений и борьбы с засолением почв; его применяют также в текстильной пром-ти, для приготовления чернил и минеральных красок, для консервации древесины, как реактив в химич. лабораториях и т.д. Отбросные р-ры сульфатов железа перерабатывают на изоляционный материал - феррон или ферригипс, представляющий собой смесь гидратов окислов железа и гипса с наполнителем. Соль Мора используется в аналитич. химии как восстановитель.
Сульфат 3-валентного железа (феррисульфат) Fe2(SO4)3 - ромбические кристаллы, плотн. 3,1 (18C), очень гигроскопичны, на воздухе расплывается. Из водных р-ров кристаллизуется с 12, 10, 9, 7, 6 и 3 молекулами H2O. Десятиводный кристаллогидрат и безводная соль встречаются в природе в виде минералов квенстетита и коквимбита. Давление диссоциации Fe2(SO4)3 по реакции Fe2(SO4)3 = Fe2O3 + 3SO3 (в мм рт. ст.): 70 (614C), 149 (650C). Fe2(SO4)3.9H2O - желтые кристаллы, гексагональная решетка, a=10,85А, c=17,03А; плотн. 2,1. При 20C в 100г воды растворяется 440г Fe(SO4)2.9H2O. В водных р-рах сульфат окиси железа сильно гидролизуется, особенно при повышенных темп-рах. С сульфатами щелочных металлов и аммония образует двойные соли - железные квасцы Me[Fe(SO4)2].12H2O, из которых наболее распостранены железо-аммониевые квасцы. NH4[Fe(SO4)2].12H2O - фиолетовые кристаллы октаэдрической формы с плотн. 1,71, т. пл. 40C; растворимость (в г на 100 г воды): 124(25C), 400(100C); при 150 теряют воду, при 480-490C превращаются в Fe2(SO4)3.
Сульфат окиси железа обычно получают растворением окиси железа в 75-80%-ной H2SO4. Растворы Fe2(SO4)3 могут быть получены окислением серного колчедана азотной кислотой: 2FeS2 + 10HNO3 = Fe2(SO4)3 + H2SO4 + 4H2O + 10NO. Сульфат окиси железа используют гл. обр. в качестве коагулянта при очистке воды, для травления алюминия, меди и других металлов и пр. Р-р Fe2(SO4)3 способен растворять Cu2S и CuS, что находит применение при гидрометаллургич. извлечении меди. Железо-аммониевые квасцы применяют как аналитич. реактив.
Лит.:
Позин М.Е., Технология минералбных солей, 2 изд., Л., 1961.