| Сульфат железа(III) | |
| Общие | |
|---|---|
| Систематическое наименование | сульфат железа(III) |
| Традиционные названия | сернокислое железо(III), тетрасульфид(VI) железа(III) |
| Химическая формула | Fe2(SО4)3 |
| Эмпирическая формула | Fe2O12S3 |
| Физические свойства | |
| Состояние (ст. усл.) | 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 |
| Температура разложения | 600[1] °C |
| Молярная теплоёмкость (ст. усл.) | 271,75 Дж/(моль·К) |
| Энтальпия образования (ст. усл.) | −2580 кДж/моль |
| Химические свойства | |
| Растворимость в воде | (безв.) растворим, (нонагидрат) 81,5 г/100 мл |
| Растворимость в остальных веществах | (гидрат) мало растворим в спирте, нерастворим в этаноле
(безв.) растворим в разбавленной серной кислоте, ацетоне г/100 мл |
| 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) |
| RTECS | NO8505000 |
| Безопасность | |
| ЛД50 | (крысы, орально) 500 мг/кг |
| Токсичность | |
Сульфат железа(III) (лат. Ferrum sulfuricum oxydatum, нем. Eisensulfat (oxyd) Ferrisulfat[2]) — неорганическое химическое соединение, соль, химическая формула — .
Содержание |
Безводный сульфат железа(III) — светло-желтые, 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 и ацетоне, не растворяется в этаноле.
Из воды кристаллизуется в виде кристаллогидратов Fe2(SO4)3·n H2O, где n = 12, 10, 9, 7, 6, 3. 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) и этаноле, не растворяется в ацетоне. В водных растворах сульфат железа(III) из-за гидролиза приобретает красно-коричневый цвет.
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.
Минерал, содержащий в себе смешанный сульфат железа-алюминия называется микасаит (англ. mikasaite), с химической формулой (Fe3+, Al3+)2(SO4)3 является минералогической формой сульфата железа(III). Этот минерал несет в себе безводную форму сульфата железа, поэтому встречается в природе очень редко. Гидратированные формы встречаются чаще всего, например:
Все перечисленные выше природные гидраты железа являются непрочными соединениями и в открытом состоянии быстро выветриваются.
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 марсоход Спирит застрял, когда он ехал по мягкому грунту планеты и наехал на залежи сульфата железа, скрытые под слоем обычного грунта[3]. Вследствие того, что сульфат железа имеет очень низкую плотность, то марсоход застрял настолько глубоко, что часть его корпуса коснулась поверхности планеты.
В промышленности сульфат железа(III) получают прокаливанием пирита или марказита с NaCl на воздухе:
или растворяют оксид железа(III) в серной кислоте:
В лабораторной практике сульфат железа(III) можно получить из гидроокиси железа(III):
Препарат той же чистоты можно получить окислением сульфата железа(II) азотной кислотой:
также окисление можно провести кислородом или оксидом серы:
Концентрированные серная и азотная кислоты окисляют сульфид железа до сульфата железа(III):
Дисульфид железа можно окислить концентрированной серной кислотой:
Сульфат-аммоний железа(II) (соль Мора) также можно окислить дихроматом калия. Вследствие данной реакции выделятся сразу четыре сульфата — железа(III), хрома(III), аммиака и калия, и вода:
Сульфат железа(III) можно получить как один из продуктов термического разложения сульфата железа(II):
Ферраты с разбавленной серной кислотой восстанавливаются до сульфата железа(III):
Нагрев пентагидрат до температуры 70—175 °C получим безводный сульфат железа(III):
Сульфат железа(II) можно окислить таким экзотическим окислителем, как оксид ксенона(III):
Сульфат железа(III) в водных растворах подвергается сильному гидролизу по катиону, при этом раствор окрашивается в красновато-коричневый цвет:
Горячая вода или пар разлагают сульфат железа(III):
Безводный сульфат железа(III) при нагревании разлагается:
Растворы щелочей разлагают сульфат железа(III), продукты реакции зависят от концентрации щёлочи:
Если с щёлочью взаимодействует эквимолярный раствор сульфатов железа(III) и железа(II), то в результате получится сложный оксид железа:
Активные металлы (такие как магний, цинк, кадмий, железо) восстанавливают сульфат железа(III):
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):
Сульфат железа(III).
