황산 철 (FESO4) : 구조, 특성, 합성 - 화학 - 2025

황산 철을 갖는 무기 염 화학식 병용했을 ₄ . 그것은 철강 가공의 부산물로 산업적으로 얻은 가변 색상의 결정질 고체로 구성됩니다.

그것은 자연에서 다양한 형태로 발견되며, 가장 일반적인 것은 황산 철 7 수화물 인 FeSO ₄ · 7H ₂ O (미네랄 멜 렌테 라이트에 존재하는 "녹색 vitriol")입니다. 이 수화물은 결정의 푸르스름한 녹색으로 쉽게 구별됩니다 (아래 이미지). 다른 수화물은 일반 식 FeSO ₄ · xH ₂ O를 가지며, 여기서 x는 1에서 7까지 다양합니다.

황산 철 결정은 수화물입니다. 출처 : Leiem

황산 제 1 철 7 수화물은 가열시 물 분자를 잃고 다른 형태의 황산 제 1 철로 변환 될 수 있습니다. 따라서 57ºC로 가열하면 물 분자 3 개가 손실되고 황산 제 1 철 4 수화물로 전환됩니다. 총 몇 개를 잃을 수 있습니까? 7 개의 물 분자, 즉 너무 많은 물.

황산 철은 철분 결핍 빈혈의 치료 및 예방에 사용됩니다. 그러나 독성 효과가있을 수 있으므로 복용량에주의해야합니다.

다른 한편으로,이 철염은 섬유 재료와 가죽의 착색을 포함하는 수많은 용도와 응용을 가지고 있습니다. 화학 환원제; 방사선 선량계; 목재 방부제. 또한 식물의 백화 방지, 조각 및 석판 인쇄 공정에도 사용됩니다.

FeSO ₄ 는 온도, 빛 또는 pH 상승에 의해 증가 할 수있는 속도 로 공기 중에서 황산 철 (III), Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ 으로 산화 될 수 있습니다.

물에 대한 용해도, 융점, 형성되는 결정의 유형 및 밀도와 같은 황산 철의 많은 물리적 및 화학적 특성은 결정에 포함 된 물 분자의 수에 따라 달라집니다. 즉, 수화물입니다.

황산 철의 구조

FeSO4 · 7H2O의 구조. 출처 : Smokefoot

화학식 FeSO ₄ 는이 염이 1 : 1 비율 의 Fe ²⁺ 및 SO ₄ ^2- 이온으로 구성되어 있음을 강조합니다 . 두 이온 모두 정전기력을 통해 상호 작용하여 사방 정계 결정 시스템으로 배열됩니다. 논리적으로 무 수염에 해당합니다.

반면 위 이미지에서는 FeSO ₄ · 7H ₂ O 의 구조를 보여주고 있으며 주황색 구는 Fe ²⁺ 양이온 을 나타내며, 알 수 있듯이 6 개의 물 분자와 배 위하여 팔면체를 형성합니다. Fe ^{2+ 전하는} SO ₄ ^2- 음이온을 끌어 당기고 , 이것이 관찰되면 일곱 번째 물 분자와 수소 결합을 형성합니다.

일곱 번째 물 분자 (팔면체에서 멀리 떨어져있는 것)는 또한 인접한 팔면체에 속하는 또 다른 물 분자와 또 다른 수소 다리를 형성합니다. 이러한 상호 작용의 결과는 결정이 사방 정계에서 단 사정으로 변합니다.

무수 FeSO ₄ 결정이 수화 됨에 따라 Fe ²⁺ 주변 의 SO ₄ ^2- 음이온 은 H ₂ O 분자로 대체됩니다 . 이러한 치환은 철의 d 전자를 방해하여 서로 다른 수준의 에너지; 색상이 흰색에서 청록색으로 변하는 원인이됩니다.

신맛

일부 SO ₄ ^2- 음이온 은 산성 매질에서 양성자 화 될 수 있습니다. 결과적으로 pH가 매우 산성이면 FeSO ₄ · 7H ₂ O 결정 내부에 H ₂ SO ₄ 분자 가있을 수 있습니다 . 따라서 이러한 조건에서이 아름다운 크리스탈을 만지면 심각한 화상을 입을 수 있습니다.

물리 화학적 특성

이름

황산 철 또는 황산 철 (II)

분자식

-무수 황산 철 (FeSO ₄ )

-황산 철 7 수화물 (FeSO ₄ .7H ₂ O)

분자 무게

황산염의 수화 정도에 따라 다릅니다. 예를 들어, 황산 철 7 수화물의 분자량은 278.02 g / mol입니다. 무수물은 분자량이 151.91g / mol입니다.

외모

또한 수화 정도에 따라 다릅니다. 예를 들어, 무수 형태는 흰색 사방 정계 결정을 가지고 있습니다. heptahydrous 형태에서는 결정이 단사 정적 청록색입니다.

냄새

화장실

밀도

무수 황산 제일철은 밀집한 염 형태 (3.65 g / cm이다 ³ ). 수화물 형태, 다른 한편으로는, 최저 농도 (1.895 g / cm이다 ³ ).

녹는 점

마찬가지로 이것은 수화 정도에 따라 다릅니다. 무수 형태의 융점은 680 ° C (1,856 ° F, 973K)이고 7 수화물 형태는 60-64 ° C (140-147 ° F, 333-337K)입니다.

수용성

-일 수화물 형태 : 44.69g / 물 100ml (77ºC)

-수화물은 51.35g / 100ml의 물 (54ºC)을 형성합니다.

알코올 용해도

불용성.

증기압

1.95kPa (7 수화물 형태)

굴절률

1,591 (일 수화물) 및 1,471 (7 수화물).

안정

공기 중에서는 빠르게 산화 될 수 있으며 황갈색으로 덮여 Fe ³⁺ 양이온의 존재를 나타냅니다 . 산화 속도는 알칼리를 첨가하거나 빛에 노출시킴으로써 증가합니다.

분해

가열하여 분해되면 이산화황과 삼산화황의 독성 연기를 방출하여 붉은 산화철을 잔류 물로 남깁니다.

반응

일산화 질소로 환원시키는 질산에 작용하는 환원제입니다. 마찬가지로 염소를 염화물로, 시멘트에 존재하는 독성 형태의 크롬을 독성이 적은 크롬 (III)으로 감소시킵니다.

합성

스틸 울에서

황산 제 1 철은 강철 (Fe)과 황산을 반응시켜 생산됩니다. 설명 된 방법에서 다음 절차를 따릅니다. 강철은 이전에 아세톤으로 탈지 된 스틸 울 형태로 사용됩니다.

그런 다음 스틸 울을 유리 비커에 넣고 30-40 % 황산으로 완전히 덮어서 몇 시간 동안 산 분해가 일어나도록합니다. 스틸 울이 사라질 때까지. 더 많은 스틸 울을 추가 할 수 있으며 절차를 여러 번 반복 할 수 있습니다.

형성된 녹색 결정은 황산으로 pH 1-2로 산성화 된 물을 사용하여 재용 해됩니다. 이 용액을 여과지에 여과하고 탄산나트륨을 첨가하여 pH를 조정한다. 용액은 산소와의 접촉을 피하기 위해 저장되므로 Fe ²⁺ 에서 Fe ³⁺ 로의 산화를 방지합니다.

그 후 여액은 80-90 ºC 사이의 온도에서 증발됩니다. 절차는 가열판에 놓인 Pietri 캡슐에서 수행됩니다. 그런 다음 형성된 녹색 결정을 수집하여 건조기로 가져가 탈수를 완료 할 수 있습니다.

황철광에서

황철광은 황철석 (FeS ₂ )의 산화에 의해서도 생성됩니다 .

2 FeS ₂ + 7 O ₂ + 2 H ₂ O => 2 FeSO ₄ + 2 H ₂ SO ₄

위험

FeSO _4를 흡입 하면 코, 목 및 폐에 자극을줍니다. 이 소금에 신체적 접촉이 있으면 피부와 눈에 자극을 줄 수 있습니다. 또한 후자와 장기간 접촉하면 갈색 얼룩과 눈 손상이 발생할 수 있습니다.

반복적 인 섭취는 메스꺼움, 구토, 복통, 변비 및 불규칙한 배변을 유발할 수 있습니다.

황산 제 1 철 중독의 징후는 다음과 같습니다. 검은 색 또는 혈변; 푸르스름한 피부와 손톱; 배설되는 소변량의 변화; 기절; 건조한 입이나 눈; 가슴 통증; 먹다; 호흡 곤란

또한 빠르고 불규칙한 심장 박동, 갈증 및 배고픔 증가, 비정상적인 창백함 및 숨가쁨이 발생할 수 있습니다.

변경된 응고는 트롬빈, 프로트롬빈 및 부분적인 트롬 보 플라 스틴 시간의 연장과 함께 황산 제 1 철 중독의 징후입니다.

토끼 심장의 고립 된 근육에 대한 황산 제 1 철의 효과에 대한 연구를 통해 연구 된 심장 근육에 의해 발달 된 최대 긴장과 긴장 발달의 최대 속도가 감소하는 것을 관찰 할 수있었습니다.

응용

농업에서

-밀의 꼬집음과 과수 분해를 억제하는 살충제로 사용됩니다.

-토양의 알칼리성으로 인한 잎의 황색을 특징으로하는 질병 인 백화 증의 치료에 사용됩니다.

-황산 철은 알칼리도를 조절하여 토양의 pH를 낮 춥니 다.

-이끼를 제거하고 잔디를 조절합니다.

시약 및 산업 분야

시약 및 산업 분야에서 FeSO ₄ 의 용도 는 다음과 같습니다.

-분석 시약

-페라이트 및 자성 산화철을 얻기위한 원료

-무기 청색 안료의 정교화를위한 성분

-질산, 염소 및 크롬을 감소시키는 시약

-다른 황산염의 제조에서

-철이있는 전기 도금 조에 사용

-목재 방부제

-알루미늄 에칭

-질산염의 정성 분석 (Fe ²⁺ 산화에 의한 갈색 황색 시험 )

-Colymerization 촉매

-다른 철의 합성의 전구체로 사용됩니다.

-산업적으로 얼룩 제거제로 사용됩니다.

-철 염료 제조시

-울 염색에 무디 언트

-단풍 나무에 은색을주기 위해

-Fenton 반응의 철 촉매

의학 및 식품 강화

그것은 철분 결핍 빈혈의 치료에 사용되며 150-300 mg의 황산 제 1 철을 하루에 세 번 사용하여 치료 일주일에 헤모글로빈 농도를 눈에 띄게 증가시킵니다.

임산부에게도 식단 보충제로 사용하는 것이 좋습니다. 황산 제 1 철은 소의 상처 치유에 수렴 제로 사용되었습니다.

기타

응집에 의한 폐수 처리 및 이러한 물에서 인산염 제거에 사용됩니다. 황산 철 7 수화물은 곰팡이의 종류를 식별하는 데 사용됩니다.

참고 문헌

1. CR Scientific. (sf). 황산 제 1 철의 실험실 준비. 출처 : crscientific.com
2. Werner H. Baur. (1964). 소금 수화물의 결정 화학에. III. 의 결정 구조의 결정를 병용 ₄ · 7H ₂ O (melanterite). Acta Cryst. doi.org/10.1107/S0365110X64003000
3. PubChem. (2019). 황산 철 7 수화물. 출처 : pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. 마크 린. (2014 년 12 월 19 일). 황산 철 (Feosol)이란? 모든 건강. 출처 : everydayhealth.com
5. Wikipedia. (2019). 황산 철 (II). 출처 : en.wikipedia.org