硫酸铁（FESO4）：结构，性质，合成 - 化学 - 2025

的硫酸铁是具有无机盐的化学式的FeSO ₄。它由颜色可变的结晶固体组成，可作为钢铁加工的副产品在工业上获得。

它在自然界中以不同的形式发现，最常见的是七水合硫酸亚铁FeSO ₄ ·7H ₂ O（“绿硫酸”，存在于陨石中）。该水合物的结晶蓝绿色很容易区分（下图）。其他水合物的通式为FeSO ₄ ·xH ₂ O，其中x从1到7不等。

硫酸铁晶体七水合物。资料来源：Leiem

七水合硫酸亚铁在加热时会损失水分子，并可以转化为其他形式的硫酸亚铁。因此，当加热到57ºC时，它会损失三分子水，并转化为四水合硫酸亚铁。您总共可能损失多少？七个分子的水，就是太多的水。

硫酸亚铁用于治疗和预防缺铁性贫血。但是，它可能具有毒性作用，因此您必须谨慎使用它。

另一方面，这种铁盐具有许多用途和应用，包括纺织材料和皮革的着色；化学还原剂 辐射剂量计 木材防腐剂。它也可用于预防植物的绿化，雕刻和光刻工艺。

FeSO ₄可以在空气中氧化成硫酸铁（III），Fe ₂（SO ₄）₃，其速率可以随温度，光线或pH值的升高而增加。

硫酸亚铁的许多物理和化学性质，例如在水中的溶解度，熔点，其形成的晶体类型以及密度，都取决于晶体中掺入的水分子的数量。也就是说，它的水合物。

硫酸铁的结构

FeSO4·7H2O的结构。资料来源：Smokefoot

化学式FeSO ₄突出表明该盐由Fe ²⁺和SO ₄ ^2-离子以1：1的比例组成。两种离子通过静电力相互作用，以使其排列在正交晶体系统中。从逻辑上讲，它对应于无水盐。

另一方面，在上方的图像中，显示了FeSO ₄ ·7H ₂ O 的结构，橙色的球形代表Fe ²⁺阳离子，可以看出它与六个水分子配位形成八面体。Fe ^2+电荷吸引SO ₄ ^2-阴离子，如果观察到，它又与第七个水分子形成氢键。

第七个水分子（一个远离八面体的分子）也与另一个属于相邻八面体的水分子形成另一个氢桥。这些相互作用的结果是晶体从正交晶体变为单斜晶体。

随着无水FeSO ₄晶体的水合，Fe ²⁺周围的SO ₄ ^2-阴离子被H ₂ O 分子取代，这些取代干扰了铁的d电子，迫使它们通过不同水平的铁。能量 颜色由白色变为蓝绿色的原因。

酸度

一些SO ₄ ^2-阴离子可以从酸性介质中质子化。结果，如果pH值很酸性，则在FeSO ₄ ·7H ₂ O 晶体中可能存在H ₂ SO ₄分子。因此，在这种情况下触摸这些美丽的晶体会导致严重的灼伤。

物理和化学特性

名字

硫酸亚铁或硫酸亚铁

分子式

-无水硫酸亚铁（FeSO ₄）

-七水硫酸亚铁（FeSO ₄.7H ₂ O）

分子量

它随硫酸盐的水合度而变化。例如，七水合硫酸铁的分子量为278.02 g / mol；无水的分子量为151.91 g / mol。

外观

它也随水合程度而变化。例如，无水形式具有白色斜方晶体。而七水形式的晶体是单斜蓝绿色的。

气味

厕所

密度

无水硫酸亚铁是最稠密的盐形式（3.65 g / cm ³）。另一方面，七水合物形式的密度最小（1.895 g / cm ³）。

熔点

同样，这取决于水合程度。无水形式的熔点为680°C（1,856°F，973 K），七水合物形式为60-64°C（140-147°F，333-337 K）。

水溶性

一水合物形式：44.69克/ 100毫升水（77摄氏度）

-七水合物形式51.35 g / 100 ml水（54ºC）。

在酒精中的溶解度

不溶。

蒸汽压力

1.95 kPa（七水合物形式）

折光率

1,591（一水合物）和1,471（七水合物）。

稳定性

在空气中，它可以迅速氧化并变成黄褐色，这表明存在Fe ³⁺阳离子。通过添加碱或暴露于光可以提高氧化速率。

分解

加热分解时，会散发出二氧化硫和三氧化硫的有毒烟气，剩下红色的氧化铁残渣。

反应

它是一种还原剂，作用于硝酸，将其还原为一氧化氮。同样，它可以将氯还原为氯化物，而水泥中铬的有毒形式对铬（III）的毒性较小。

合成

从钢丝绒

硫酸亚铁是通过钢（Fe）与硫酸反应生成的。在所描述的方法中，遵循以下步骤：以钢丝棉的形式使用钢，预先用丙酮对其进行脱脂。

然后将钢丝棉放入玻璃烧杯中，并用30-40％的硫酸完全覆盖，使酸消解数小时。直到钢丝绒消失。可以添加更多的钢丝绒，并且该过程重复几次。

使用硫酸将酸化至pH 1-2的水重新溶解可能形成的绿色晶体。将该溶液在滤纸上过滤，并通过添加碳酸钠调节pH。储存溶液以避免与氧气接触，从而阻止了Fe ²⁺氧化为Fe ³⁺

随后，将滤液在80-90℃的温度下蒸发。该过程在放置在加热板上的Pietri胶囊中进行。然后，收集形成的绿色晶体，将其送入干燥器以完成脱水。

从黄铁矿

硫酸亚铁还通过黄铁矿（FeS ₂）的氧化而产生。

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

风险性

吸入FeSO ₄会刺激鼻，喉和肺。如果您与该盐有身体接触，它会引起皮肤和眼睛刺激。此外，与后者长时间接触会导致褐色污渍和眼睛损伤。

反复摄入会引起恶心，呕吐，胃痛，便秘和不规则排便。

硫酸亚铁中毒的迹象包括：黑色或血腥的粪便；皮肤和指甲发蓝；尿液排出量的变化；晕倒 口或眼干燥；胸痛; 吃; 呼吸窘迫

此外，还会出现心律不齐快速，口渴和饥饿感增加，异常的面色苍白和呼吸急促。

凝血改变是硫酸亚铁中毒的征兆，凝血酶，凝血酶原和部分凝血活酶时间延长。

对硫酸亚铁对兔心脏离体肌肉的影响进行了研究，可以观察到硫酸亚铁使所研究的心肌产生的最大张力降低，并且最大张力产生速度降低。

应用领域

在农业中

-用作农药，控制小麦的control缩和果树的分解。

-它用于治疗萎黄病，该病的特征是叶子的黄颜色是由土壤的碱度引起的。

-硫酸亚铁控制碱度，降低土壤的pH值。

-消除青苔并调节草坪。

作为试剂和工业用

FeSO ₄作为试剂的用途以及在工业中有以下用途：

-分析试剂

-用于获得铁氧体和磁性氧化铁的原料

-精细加工无机蓝色颜料的成分

-减少硝酸，氯和铬的试剂

-在其他硫酸盐的制造中

-用于铁电镀槽

-木材防腐剂

-在铝蚀刻

-硝酸盐的定性分析（通过Fe ²⁺的氧化进行棕黄色测试）

-共聚催化剂

-用作合成其他铁的前体

-工业上用作污渍固定剂

-在铁染料的制造中

-羊毛染色的重点

-给枫木银色

-Fenton反应中的铁催化剂

在医学和食品强化中

它用于治疗缺铁性贫血，每天使用三次，每次150-300 mg硫酸亚铁，在一周的治疗中血红蛋白浓度明显增加。

还建议孕妇使用它作为饮食的补充。硫酸亚铁已被用作牛伤口愈合的收敛剂。

其他

它用于通过絮凝处理废水，也用于消除这些水中的磷酸盐。七水硫酸亚铁用于鉴定真菌类型。

参考文献

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2. Werner H. Baur。（1964）。关于盐水合物的晶体化学。三，FeSO ₄.7H ₂ O（黑铁矿）的晶体结构测定。Acta Cryst。doi.org/10.1107/S0365110X64003000
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