Rautasulfaatti: fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, tuotanto, käyttö

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-02 13:54

Rautasulfaatti on kemiallinen yhdiste, joka on erittäin yleinen luonnossa ja jota käytetään laaj alti erilaisilla talouden aloilla. Tästä aineesta on kaksi- ja kolmiarvoisia muunnelmia. Ensimmäinen lajike, jota kutsutaan myös rautasulfaatiksi, on epäorgaaninen binaarinen haihtumaton yhdiste, jolla on kaava FeSO₄. Ulkoisesti tämä kemiallinen yhdiste on vaalean vihertävänsininen läpinäkyvä kiteinen hydraatti, jolla on korkea hygroskooppisuus ja liukoisuus vesipitoiseen väliaineeseen. Tyhjiössä FeSO_{4 hajoaa suurella intensiteetillä, täydellinen hajoaminen tapahtuu noin 700 °C:n lämpötilassa.}

Rautasulfaatti on laaj alti käytetty reagenssi, joka kiteytyy huoneenlämpötilassa liuoksista FeSO:n muodossa₄4_{∙7H2 O heptahydraatti, joka on vaaleansininen aine. Pitkään säilytettynä se kuluu ja muuttuu valkoiseksi jauhemaiseksi aineeksi,ja ulkoilmassa muuttuu vähitellen keltaisiksi oksidatiivisten prosessien vuoksi. Rautasulfaatin rapautuminen selittyy sillä, että sen rakenteessa on yksi ulkopallon vesimolekyyli, joka poistuu helposti kidehilasta.}

Trivalenttinen vedetön rautasulfaatti on vaaleankeltainen, paramagneettinen, erittäin hygroskooppinen monokliininen kideaine. Pystyy muodostamaan ortorombisia ja kuusikulmaisia rakenteellisia muutoksia. Kolmiarvoinen rautasulfaatti kiteytyy hyvin erilaisista liuoksista erilaisina hydratoituneina yhdisteinä, jotka sisältävät jopa kymmenen vesimolekyyliä. Hitaasti kuumennettaessa se muuttuu vedettömäksi suolaksi, joka hajoaa hyvin hematiitiksi ja rikkihappoanhydriitiksi noin 650 °C:n lämpötilassa. Kuten monet muutkin kolminkertaisesti varautuneiden kationien suolat, rautasulfaatti muodostaa alunaa, joka kiteytyy vaalean violetin oktaedrin muodossa. Tämä aine on hyvä pelkistävä aine Ag+-ionille, jolla on voimakkaita hapettavia ominaisuuksia. Rautasulfaattia, joka hydrolysoituu keittämällä sitä sisältävää liuosta, esiintyy luonnossa pääasiassa jarosiitissa (mineraali).

Teollisuudessa tätä ainetta saadaan pääasiassa sivutuotteena metallintyöstöyrityksissä erilaisista peittausliuoksista, joita käytetään terästuotteiden kalkin poistamiseen. Tämä aine voidaan myös eristää kalsinoimalla pyriittejä tai markasiittia NaCl:lla ilmassa. Toinen tapa syntetisoida seon rautaoksidin kuumennus rikkihapon suoloissa. Laboratoriokäytännössä tämä yhdiste eristetään Fe(OH)_2.

On huomattavaa uteliaisuutta, että Spirit-avaruusalus löysi rautasulfaattia Marsista vuonna 2009, minkä perusteella tutkijat päättelivät, että planeetan pinnalla tapahtuu voimakkaita hapettumisprosesseja. Tämän aineen erittäin alhaisesta tiheydestä johtuen rover on juuttunut niin syvälle kerrostumiinsa, että se kosketti jopa Marsin maaperän syviä kerroksia osalla runkoa.

Maan päällä rautasulfaattia käytetään sen hydrolysoitumiskyvyn vuoksi alumiinialunan kanssa flokkulanttina juomaveden puhdistuksessa. Tämä kemiallinen yhdiste muodostaa hydroksidihiutaleita ja imee monia haitallisia epäpuhtauksia. Tämä aine on myös löytänyt laajan sovelluksen lääketieteessä, jossa sitä käytetään terapeuttisena ja profylaktisena aineena raudanpuuteanemian hoidossa.

Maatalousteollisuudessa rautasulfaattia käytetään maaperän kemialliseen t alteenottoon, viljeltyjen kasvien tuholaistorjuntaan, sammaleiden, jäkäläjen, rikkakasvien ja loissienten itiöiden tuhoamiseen. Puutarhanviljelyssä rautasulfaattia käytetään hedelmäpuiden ruokkimiseen klorofyllin muodostumisen katalysaattorina. Herkimpiä tämän aineen puutteelle ovat omena, päärynä, luumu ja persikka.

Teollisuus Rautasulfaattia käytetään laaj alti tekstiiliteollisuudessa, jossa se on tärkeä ainesosa musteissa ja erilaisissa mineraaliväreissä. Myöstämä aine on hyvä puunsuoja-aine. Jotkut rautasulfaatin ns. jäteliuokset jalostetaan eristysmateriaaleiksi, kuten ferroniksi ja ferrigipsiksi, jotka ovat tämän yhdisteen hydraattien ja erilaisten täyteaineiden seos.