Θειικός σίδηρος: φυσικές και χημικές ιδιότητες, παραγωγή, εφαρμογή

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-02 13:52

Ο θειικός σίδηρος είναι μια χημική ένωση που είναι εξαιρετικά κοινή στη φύση και χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορους τομείς οικονομικής δραστηριότητας. Υπάρχουν δισθενείς και τρισθενείς τροποποιήσεις αυτής της ουσίας. Η πρώτη ποικιλία, που ονομάζεται επίσης θειικός σίδηρος, είναι μια ανόργανη δυαδική μη πτητική ένωση που έχει τον τύπο FeSO₄. Εξωτερικά, αυτή η χημική ένωση είναι ένας διαφανής κρυσταλλικός ένυδρος ανοιχτού πρασινωπό-μπλε χρώματος, με υψηλό βαθμό υγροσκοπικότητας και διαλυτότητας σε ένα υδατικό μέσο. Στο κενό, το FeSO_{4 αποσυντίθεται με υψηλή ένταση, η πλήρης αποσύνθεση λαμβάνει χώρα σε θερμοκρασία περίπου 700°C.}

Ο θειικός σίδηρος είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο αντιδραστήριο, που κρυσταλλώνεται σε θερμοκρασία δωματίου από διαλύματα με τη μορφή FeSO₄4_{∙7H2 O επταένυδρο, που είναι μια ωχρομπλε ουσία. Όταν φυλάσσεται για μεγάλο χρονικό διάστημα, διαβρώνεται και μετατρέπεται σε λευκή σκόνη,και στο ύπαιθρο σταδιακά κιτρινίζει λόγω οξειδωτικών διεργασιών. Η διάβρωση του θειικού σιδήρου εξηγείται από το γεγονός ότι στη δομή του υπάρχει ένα μόριο νερού της εξωτερικής σφαίρας, το οποίο φεύγει εύκολα από το κρυσταλλικό πλέγμα.}

Ο τρισθενής άνυδρος θειικός σίδηρος είναι μια ανοιχτοκίτρινη, παραμαγνητική, εξαιρετικά υγροσκοπική μονοκλινική κρυσταλλική ουσία. Δυνατότητα σχηματισμού ορθορομβικών και εξαγωνικών δομικών τροποποιήσεων. Ο τρισθενής θειικός σίδηρος κρυσταλλώνεται καλά από διάφορα διαλύματα με τη μορφή διαφόρων ένυδρων ενώσεων που περιέχουν έως και δέκα μόρια νερού. Όταν θερμαίνεται αργά, μετατρέπεται σε άνυδρο άλας, το οποίο αποσυντίθεται καλά σε αιματίτη και θειικό ανυδρίτη σε θερμοκρασία περίπου 650 ° C. Όπως πολλά άλλα άλατα τριπλά φορτισμένων κατιόντων, ο θειικός σίδηρος σχηματίζει στυπτηρίες που κρυσταλλώνονται με τη μορφή ωχρομωβ οκταέδρων. Αυτή η ουσία είναι ένας καλός αναγωγικός παράγοντας για το ιόν Ag+, το οποίο έχει ισχυρές οξειδωτικές ιδιότητες. Ο θειικός σίδηρος, που υδρολύεται με βρασμό του διαλύματος στο οποίο περιέχεται, εμφανίζεται στη φύση κυρίως σε γιαροσίτη (ορυκτό).

Στη βιομηχανία, αυτή η ουσία λαμβάνεται κυρίως ως υποπροϊόν σε μεταλλουργικές επιχειρήσεις από διάφορα διαλύματα αποξήρωσης που χρησιμοποιούνται για την αφαίρεση αλάτων από προϊόντα χάλυβα. Επίσης, αυτή η ουσία μπορεί να απομονωθεί με πύρωση πυριτών ή μαρκασίτη με NaCl στον αέρα. Ένας άλλος τρόπος για να το συνθέσετεείναι η θέρμανση του οξειδίου του σιδήρου σε άλατα θειικού οξέος. Στην εργαστηριακή πρακτική, αυτή η ένωση απομονώνεται από Fe(OH)_2.

Είναι αξιοσημείωτο το γεγονός ότι ο θειικός σίδηρος ανακαλύφθηκε στον Άρη το 2009 από το διαστημόπλοιο Spirit, από το οποίο οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι στην επιφάνεια του πλανήτη συμβαίνουν ισχυρές οξειδωτικές διεργασίες. Λόγω της πολύ χαμηλής πυκνότητας αυτής της ουσίας, το rover είναι τόσο βαθιά βαλτωμένο στις αποθέσεις του που άγγιξε ακόμη και τα βαθιά στρώματα του αρειανού εδάφους με μέρος του κύτους.

Στη Γη, ο θειικός σίδηρος, λόγω της ικανότητάς του να υδρολύεται, χρησιμοποιείται μαζί με την στυπτηρία αλουμινίου ως κροκιδωτικό στη διαδικασία καθαρισμού του πόσιμου νερού. Σχηματίζοντας νιφάδες υδροξειδίου, αυτή η χημική ένωση προσροφά πολλές επιβλαβείς ακαθαρσίες. Επίσης, η ουσία αυτή έχει βρει ευρεία εφαρμογή στην ιατρική, όπου χρησιμοποιείται ως θεραπευτικός και προφυλακτικός παράγοντας για την σιδηροπενική αναιμία.

Στη γεωργική βιομηχανία, ο θειικός σίδηρος χρησιμοποιείται για τη χημική αποκατάσταση του εδάφους, τον έλεγχο των παρασίτων των καλλιεργούμενων φυτών, την καταστροφή βρύων, λειχήνων, ζιζανίων και σπόρων παρασιτικών μυκήτων. Στην κηπουρική, ο θειικός σίδηρος χρησιμοποιείται για τη διατροφή των οπωροφόρων δέντρων ως καταλύτης για το σχηματισμό χλωροφύλλης. Τα πιο ευαίσθητα στην έλλειψη αυτής της ουσίας είναι το μήλο, το αχλάδι, το δαμάσκηνο και το ροδάκινο.

Ο βιομηχανικός θειικός σίδηρος χρησιμοποιείται ευρέως στην κλωστοϋφαντουργία, όπου είναι σημαντικό συστατικό σε μελάνια και διάφορες ορυκτές βαφές. Επίσηςαυτή η ουσία είναι ένα καλό συντηρητικό ξύλου. Ορισμένα αποκαλούμενα διαλύματα αποβλήτων θειικού σιδήρου μετατρέπονται σε μονωτικά υλικά όπως ο σίδηρος και ο σίδηρος γύψος, τα οποία είναι ένα μείγμα ένυδρων ενώσεων αυτής της ένωσης με διάφορα πληρωτικά.