Ammóníumjárnsúlfat dódekahýdrat, almennt þekktur sem járnammoníumsúlfat, er dæmigerður efnasamband kristal með efnaformúlu NH₄Fe(SO₄)₂·12H₂O. Útlit hennar er glæsilegt, allt frá ljósfjólubláum til litlausra gagnsæra áttunda kristalla. Það er tiltölulega stöðugt í loftinu. Sem mikilvægt þrígilt járnsalt getur það jónað Fe³⁺, NH4⁺ og SO₄²⁻ jónir í vatnslausn og hefur þannig verulega sýrustig og oxandi eiginleika. Þetta efnasamband gegnir mikilvægu hlutverki í greiningarefnafræði og er oft notað sem viðmiðunarefni í redoxtítrunaraðferðum, svo sem til að ákvarða innihald afoxandi efna í sýnum. Að auki er það einnig notað í iðnaðarvatnsmeðferð, beitingarefni og sem hráefni til undirbúnings á rannsóknarstofu annarra járnefnasambanda. Vatnssameindirnar tólf í hýdrati þess gegna afgerandi hlutverki í stöðugleika og leysni kristalbyggingar þess.
 |
 |
 |
 |
Efnafræðilegir eiginleikar og eðliseiginleikar
Dódekahýdrat af ammóníumjárni(súlfati)₂ (efnaformúla: NH₄Fe(SO₄)₂·12H₂O) er ólífrænt efnasamband sem tilheyrir flóknum saltflokki. Kristalbygging þess er litlaus til fölfjólublá, gagnsæ áttund, með glerkenndum ljóma, reglulegri lögun og stöðugleika. Þetta efni er til í föstu formi við stofuhita, með bræðslumark á bilinu 39-41 gráður og suðumark 230 gráður (þar sem allt kristallað vatn tapast). Þéttleiki þess er 1,71 g/cm³ og brotstuðull er 1,4854, sem gefur til kynna þéttpakkaða kristalbyggingu og einstaka sjónfræðilega eiginleika.
Hvað varðar leysni er ammoníumjárnsúlfatdódekahýdrat mjög leysanlegt í vatni. Við 20 gráður nær leysni þess 1240 g/L. Lausnin er gul til rauðleit-brún, með pH gildi um það bil 1,8 (100 g/L vatnslausn), sem gefur til kynna sterka súrleika. Vegna vatnsrofs járnjóna (Fe³⁺) í vatnslausninni getur það myndað járnhýdroxíð botnfall og það þarf að geyma það í súru ástandi til að forðast niðurbrot. Að auki er þetta efni næstum óleysanlegt í lífrænum leysum eins og etanóli og þessi eiginleiki gerir það að hjálparhvarfefni fyrir aðskilnað eða hreinsun í lífrænni myndun.
Myndunaraðferðir og iðnaðarframleiðsla
Iðnaðarmyndun ammóníumjárnsúlfatdódekahýdrats er aðallega náð með tvöföldu niðurbrotsviðbrögðum. Helstu skrefin eru sem hér segir:
Undirbúningur hráefnis:Leysið járnsúlfat (FeSO₄·7H₂O) upp í heitu hreinu vatni (70-80 gráður) til að mynda mettaða lausn.
Oxunarviðbrögð:Bætið iðnaðarbrennisteinssýru (H₂SO4) og vetnisperoxíði (H₂O₂, styrkur 28-30%) við lausnina til að oxa járnjónir (Fe²⁺) í járnjónir (Fe³⁺). Endapunktur hvarfsins er staðfestur með kalíumferrósýaníðprófi (engin blá botnfallsmyndun gefur til kynna algjöra oxun járns).
Kristöllunarhreinsun:Hitið lausnina í 70-80 gráður til að fjarlægja vetnisperoxíðið sem eftir er, gufið síðan upp og þéttið það í mettað ástand. Bætið hægt ammóníumsúlfati ((NH₄)₂SO4) heitri lausninni við, hrærið og kælið niður í 0-10 gráður (forðast hitastig yfir 10 gráður til að koma í veg fyrir stóra kristalla) til að fella út hráafurðina. Hrávaran er leyst upp í 50 gráðu heitu vatni og síðan er stjórnaður þéttleiki (1,28-1,30) og hitastig (45-55 gráður) notaður til að bæta við litlu magni af vetnisperoxíði til að oxa frekar óhreinindi. Sía og láta það standa til að kristallast, loks fást litlar agnakristallar. Þurrkunarferlið ætti að fara fram við stofuhita til að forðast tap á kristöllunarvatni.
Lykilbreytur þessa ferlis eru meðal annars hvarfhitastig, skammtur oxunarefna og kristöllunarhraða, sem þarf að stjórna nákvæmlega til að fá há-hreinleika afurðir (hreinleiki getur náð yfir 99%). Iðnaðarvörur- eru venjulega pakkaðar í 25 kg á tunnu til að auðvelda geymslu og flutning.
|
|
|
|
Kjarna umsóknarlén
Analytical Chemistry Domain
Halógenákvörðunarvísar: Í rúmmálsaðferðum (eins og Mohrs aðferð og Fehlings aðferð) er járnammoníumsúlfat notað sem endapunktsvísir. Járnjónirnar hvarfast við þíósýanatjónir (SCN⁻) til að mynda rauða flókið (Fe(SCN)₃), sem gefur til kynna endapunkt títrunar. Til dæmis, við ákvörðun klóríðjóna (Cl⁻), hvarfast umfram silfurnítrat (AgNO₃) títrant við ammóníumþíósýanati (NH₄SCN), og rauður útlit gefur til kynna endapunktinn.
Staðallausn fyrir undirbúning járnjóna: Mikill hreinleiki og stöðugleiki gerir það að kjörnu hráefni til að útbúa staðallausnir járnjóna, sem eru notaðar til að kvarða greiningartæki eða sem títrunarhvarfefni.
Iðnaðarframleiðslulén
Gæðaeftirlit á köfnunarefnisáburði: Við framleiðslu á gosösku (Na₂CO₃) er þetta efni notað til að greina járnjónainnihald vörunnar til að tryggja að hreinleiki köfnunarefnisáburðar uppfylli staðla.
Greining á málmsaltlausnum: Með því að mynda botnfall eða fléttur er hægt að aðskilja og ákvarða óhreinindi eins og sýaníð (CN⁻) í málmsaltlausnum og bæta gæði vörunnar.
Efnisvísindasvið
Mordanting efni: Í textílprentun og litunariðnaði geta járnjónirnar sameinast litarsameindum til að auka viðloðun litarefna á trefjum, bæta litunarhraða og einsleitni.
Hvataberar: Sem undanfari járn-hvata, er hann notaður í efnahvörf eins og ammoníak nýmyndun og Fischer-Tropsch nýmyndun til að bæta hvatavirkni og sértækni.
Öryggisaðgerðir og geymsluforskriftir
Persónuvernd
Rekstraraðilar verða að nota hlífðarhanska, hlífðargleraugu og öndunargrímu til að forðast snertingu við húð eða innöndun ryks. Ef snerting við augu skal skola strax með miklu vatni og leita læknis; ef húðin kemur í snertingu við húð, þvoið með sápuvatni og skiptið um fatnað sem mengast er.
Geymsluskilyrði
Varan ætti að geyma í köldum, loftræstum vöruhúsi, með hitastig sem er ekki hærra en 37 gráður, og haldið í burtu frá eldgjöfum og hitagjöfum. Vöruhúsið ætti að vera búið eldingavarnarbúnaði og útblásturskerfið ætti að vera með andstæðingur-jarðtengingarbúnaður. Það er bannað að geyma með oxunarefnum eða ætum efnum til að koma í veg fyrir hættuleg viðbrögð.
Neyðarmeðferð
Ef um leka er að ræða skal einangra lekagjafann og koma á viðvörunarsvæði. Notaðu sand eða óvirk efni til að gleypa efnið sem lekur til að koma í veg fyrir að það renni í fráveitur eða vatnshlot. Notaðu slökkviefni með þurru dufti, froðu eða koltvísýringi þegar þú slökktir eldinn. Vatnsúðun beint er bönnuð til að koma í veg fyrir útbreiðslu elds.
Markaðsþróun og verðþróun
Markaðsverð á tvíkalsíumsúlfati járnammoníumsúlfati hefur veruleg áhrif á hreinleika, umbúðaforskriftir og birgja. Ef kínverski markaðurinn er tekinn sem dæmi, þá er verðbil iðnaðarvara-gæða (hreinleiki meira en eða jafnt og 99%) 4-72 júan á hvert kíló. Tilvitnanir frá birgjum í Hubei svæðinu eru tiltölulega einbeittar. Til dæmis, Hubei Jushi Technology Co., Ltd. býður upp á vörur pakkaðar í 25 kg tunnu, með verðinu 4 Yuan á hvert kíló; en Hubei Qifei Pharmaceutical Chemical Co., Ltd. býður upp á svipaðar vörur á 72 Yuan á hvert kílógramm, þar sem munurinn er aðallega vegna vörumerkisins og hreinleikastigsins. Að auki bjóða sumir birgjar samningsverð, sem hægt er að semja um út frá innkaupamagni, hentugur fyrir stórfelldar innkaupaþarfir.
Framtíðarþróunarstefna
Með frekari hreinsun greiningarefnafræði og iðnaðarframleiðslu mun notkunarsvið ammóníumjárnsúlfatdódekahýdrats stækka enn frekar. Til dæmis, í umhverfisvöktun, getur eftirspurn eftir því sem prófunarhvarfefni fyrir þungmálmjónir aukist; á sviði nýrrar orku geta rannsóknir á járn-hvata stuðlað að notkun þess sem hvatabera. Á sama tíma mun þróun græna nýmyndunarferla (svo sem að draga úr magni vetnisperoxíðs og hámarka kristöllunarskilyrði) lækka framleiðslukostnað og auka samkeppnishæfni markaðarins.