Sulfato de hierro (II)


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De hierro (II) sulfato ( Inglés británico : hierro (II) sulfato ) o sulfato ferroso denota una gama de sales con la fórmula Fe SO 4 · x H 2 O. estos compuestos existen más comúnmente como la hepta hidrato ( x  = 7), pero son conocidos por varios valores de x . La forma hidratada se usa médicamente para tratar la deficiencia de hierro y también para aplicaciones industriales. Conocido desde la antigüedad como copperas y vitriolo verde (vitriolo es un nombre arcaico para sulfato), el heptahidrato azul verdoso ( hidratado con 7 moléculas de agua) es la forma más común de este material. Todos los sulfatos de hierro (II) se disuelven en agua para dar el mismo complejo acuoso [Fe (H 2 O) 6 ] 2+ , que tiene geometría molecular octaédrica y es paramagnético . El nombre de copperas data de tiempos en que el sulfato de cobre (II) se conocía como copperas azules, y quizás en analogía, el hierro (II) y el sulfato de zinc se conocían respectivamente como copperas verdes y blancas. [15]

Está en la Lista de Medicamentos Esenciales de la Organización Mundial de la Salud, los medicamentos más seguros y efectivos necesarios en un sistema de salud . [16] En 2018, fue el 94º medicamento recetado con más frecuencia en los Estados Unidos, con más de 8  millones de recetas. [17] [18]

Usos

Industrialmente, el sulfato ferroso se utiliza principalmente como precursor de otros compuestos de hierro. Es un agente reductor y, como tal, es útil para la reducción de cromato en cemento a compuestos de Cr (III) menos tóxicos. Históricamente, el sulfato ferroso se utilizó en la industria textil durante siglos como fijador de tintes . Se ha utilizado históricamente para ennegrecer el cuero y como componente de la tinta de hiel de hierro . [19] La preparación de ácido sulfúrico («aceite de vitriolo») mediante la destilación de vitriolo verde (sulfato de hierro (II)) se conoce desde hace al menos 700 años.

Uso medico

Crecimiento de la planta

El sulfato de hierro (II) se vende como sulfato ferroso, una enmienda del suelo [20] para reducir el pH de un suelo altamente alcalino para que las plantas puedan acceder a los nutrientes del suelo. [21]

En horticultura se utiliza para tratar la clorosis férrica . [22] Aunque no es de acción tan rápida como el EDTA férrico , sus efectos son más duraderos. Se puede mezclar con abono y excavar en el suelo para crear un depósito que puede durar años. [23] También se utiliza como acondicionador de césped , [23] y asesino de musgo.

Pigmento y artesanía

El sulfato ferroso se puede utilizar para teñir el hormigón y algunas calizas y areniscas de un color óxido amarillento. [24]

Los carpinteros utilizan soluciones de sulfato ferroso para colorear la madera de arce con un tono plateado.

El vitriolo verde también es un reactivo útil en la identificación de hongos. [25]

Usos históricos

El sulfato ferroso se utilizó en la fabricación de tintas , sobre todo la tinta de hiel de hierro , que se utilizó desde la Edad Media hasta finales del siglo XVIII. Las pruebas químicas realizadas en las letras de Laquis ( c.  588–586 a . C. ) mostraron la posible presencia de hierro. [26] Se cree que se pueden haber utilizado agallas de roble y copperas para hacer la tinta de esas letras. [27] También se utiliza en el teñido de lana como mordiente . Harewood , un material utilizado en marquetería y parquet desde el siglo XVII, también se elabora utilizando sulfato ferroso.

En Inglaterra en el siglo XVIII se desarrollaron dos métodos diferentes para la aplicación directa del tinte índigo y se siguieron utilizando hasta bien entrado el siglo XIX. Uno de estos, conocido como azul de China , involucró sulfato de hierro (II). Después de imprimir una forma insoluble de índigo sobre la tela, el índigo se redujo a leuco- índigo en una secuencia de baños de sulfato ferroso (con reoxidación a índigo en aire entre inmersiones). El proceso de azul de porcelana podía hacer diseños nítidos, pero no podía producir los tonos oscuros de otros métodos.

En la segunda mitad de la década de 1850 se utilizó sulfato ferroso como revelador fotográfico para imágenes de proceso de colodión . [28]

Hidrata

El sulfato de hierro (II) se puede encontrar en varios estados de hidratación , y varias de estas formas existen en la naturaleza.

  • FeSO 4 · H 2 O (mineral: szomolnokita , [7] relativamente raro)
  • FeSO 4 · 4H 2 O (mineral: rozenita , [8] [29] blanco, relativamente común, puede ser producto de la deshidratación de la melanterita)
  • FeSO 4 · 5H 2 O (mineral: siderotil , [1] [30] relativamente raro)
  • FeSO 4 · 6H 2 O (mineral: ferrohexahidrita , [2] [31] relativamente raro)
  • FeSO 4 · 7H 2 O (mineral: melanterita , [9] [32] azul verdoso, relativamente común)
Sulfato de hierro (II) anhidro

El tetrahidrato se estabiliza cuando la temperatura de las soluciones acuosas alcanza los 56,6 ° C (133,9 ° F). A 64,8 ° C (148,6 ° F), estas soluciones forman tanto el tetrahidrato como el monohidrato. [4]

Las formas minerales se encuentran en las zonas de oxidación de los lechos de mineral que contienen hierro, por ejemplo, pirita , marcasita , calcopirita , etc. También se encuentran en ambientes relacionados, como sitios de incendios de carbón. Muchos se deshidratan rápidamente y, a veces, se oxidan. Existen muchos otros sulfatos que contienen Fe (II) más complejos (básicos, hidratados y / o que contienen cationes adicionales) en tales entornos, siendo la copiapita un ejemplo común. [33]

Producción y reacciones

En el acabado del acero antes del enchapado o revestimiento, la chapa o varilla de acero se pasa a través de baños de decapado de ácido sulfúrico. Este tratamiento produce grandes cantidades de sulfato de hierro (II) como subproducto. [34]

Fe + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2

Otra fuente de grandes cantidades resulta de la producción de dióxido de titanio a partir de ilmenita mediante el proceso de sulfato.

El sulfato ferroso también se prepara comercialmente por oxidación de pirita : [35]

2 FeS 2 + 7 O 2 + 2 H 2 O → 2 FeSO 4 + 2 H 2 SO 4

Puede ser producido por el desplazamiento de metales menos reactivos que el Hierro a partir de soluciones de su sulfato: CuSO 4 + Fe → FeSO 4 + Cu

Reacciones

Al disolverse en agua, los sulfatos ferrosos forman el complejo acuoso metálico [Fe (H 2 O) 6 ] 2+ , que es un ion paramagnético casi incoloro .

Al calentarse, el sulfato de hierro (II) primero pierde su agua de cristalización y los cristales verdes originales se convierten en un sólido anhidro blanco. Cuando se calienta más, el material anhidro libera dióxido de azufre , dejando un óxido de hierro (III) de color marrón rojizo. La descomposición del sulfato de hierro (II) comienza a aproximadamente 680 ° C (1256 ° F).

2 FeSO 4 → Fe 2 O 3 + 2 SO 2 + O 2

Como otras sales de hierro (II), el sulfato de hierro (II) es un agente reductor. Por ejemplo, reduce el ácido nítrico a monóxido de nitrógeno y el cloro a cloruro :

6 FeSO 4 + 3 H 2 SO 4 + 2 HNO 3 → 3 Fe 2 (SO 4 ) 3 + 4 H 2 O + 2 NO
6 FeSO 4 + 3 Cl 2 → 2 Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2 FeCl 3

Su leve poder reductor es valioso en síntesis orgánica. [36] Se utiliza como componente catalizador de hierro del reactivo de Fenton .

Sulfato de hierro (II) fuera de una fábrica de dióxido de titanio en Kaanaa, Pori , Finlandia.

Ver también

  • Sulfato de hierro (III) ( sulfato férrico), el otro sulfato de hierro simple común.
  • Sulfato de cobre (II)
  • Sulfato de amonio y hierro (II) , también conocido como sal de Mohr , la sal doble común del sulfato de amonio con sulfato de hierro (II).
  • Calcanto
  • Ephraim Seehl conocido como uno de los primeros fabricantes de vitriolo verde . [37]

Referencias

  1. ^ a b c d e f "Datos minerales de Siderotil" . Consultado el 3 de agosto de 2014 .
  2. ^ a b c d e f "Datos minerales de ferrohexahidrita" . Consultado el 3 de agosto de 2014 .
  3. ^ a b c d e f g h Lide, David R., ed. (2009). Manual CRC de Química y Física (90ª ed.). Boca Raton, Florida : CRC Press . ISBN 978-1-4200-9084-0.
  4. ^ a b Seidell, Atherton; Linke, William F. (1919). Solubilidades de compuestos orgánicos e inorgánicos (2ª ed.). Nueva York : D. Van Nostrand Company. pag. 343 .
  5. ↑ a b Anatolievich, Kiper Ruslan. "sulfato de hierro (II)" . Consultado el 3 de agosto de 2014 .
  6. ^ a b c d Sigma-Aldrich Co. , sulfato de hierro (II) heptahidratado . Consultado el 3 de agosto de 2014.
  7. ^ a b c d e Ralph, Jolyon; Chautitle, Ida. "Szomolnokite" . Mindat.org . Consultado el 3 de agosto de 2014 .
  8. ^ a b c d e "Datos minerales de rozenita" . Consultado el 3 de agosto de 2014 .
  9. ^ a b c d e "Datos minerales de melanterita" . Consultado el 3 de agosto de 2014 .
  10. ^ a b "Ficha de datos de seguridad del sulfato ferroso heptahidratado" . Fair Lawn, Nueva Jersey : Fisher Scientific, Inc . Consultado el 3 de agosto de 2014 .
  11. ↑ a b c d Weil, Matthias (2007). "La modificación β de alta temperatura del sulfato de hierro (II)" . Acta Crystallographica Sección E . Unión Internacional de Cristalografía. 63 (12): i192. doi : 10.1107 / S160053680705475X . Consultado el 3 de agosto de 2014 .
  12. ↑ a b c d Anatolievich, Kiper Ruslan. "sulfato de hierro (II) heptahidratado" . Consultado el 3 de agosto de 2014 .
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  20. ^ "¿Por qué utilizar sulfato ferroso para el césped?" . Consultado el 14 de abril de 2018 .
  21. ^ "Suelo ácido o alcalino: modificación del pH - Revista Sunset" . www.sunset.com . 3 de septiembre de 2004 . Consultado el 14 de abril de 2018 .
  22. ^ Koenig, Rich y Kuhns, Mike: Control de la clorosis de hierro en plantas ornamentales y de cultivo . ( Universidad del Estado de Utah , Salt Lake City, agosto de 1996) p.3
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enlaces externos

  • "Sulfato ferroso" . Portal de información sobre medicamentos . Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
  • "Información del producto" . Tierra química 21. 10 de enero de 2007.
  • Hunt, T. Sterry (1879). "Copperas"  . La Cyclopaedia americana .
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