sulfato de hierro(II)

El sulfato de hierro(II) o sulfato ferroso ( en inglés británico : sulphate en lugar de sulfate) designa una gama de sales con la fórmula Fe SO ₄ · x H ₂ O. Estos compuestos existen más comúnmente como heptahidrato ( x  =  7), pero se conocen varios valores para x. La forma hidratada se utiliza médicamente para tratar o prevenir la deficiencia de hierro , y también para aplicaciones industriales. Conocido desde la antigüedad como cobre y como vitriolo verde ( vitriolo es un nombre arcaico para los minerales de sulfato hidratados ), el heptahidrato azul verdoso ( hidrato 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 copperas data de épocas en las que el sulfato de cobre(II) era conocido como copperas azul, y quizás por analogía, el sulfato de hierro(II) y el sulfato de zinc eran conocidos respectivamente como copperas verde y blanco. ^{[ 18 ]}

Está en la Lista de Medicamentos Esenciales de la Organización Mundial de la Salud . ^{[ 19 ]} En 2023, fue el 89.º medicamento más recetado en Estados Unidos, con más de 7  millones de recetas. ^{[ 20 ] [ 21 ]}

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 del cromato en el 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 utiliza históricamente para ennegrecer el cuero y como componente de la tinta ferrogálica . ^{[ 22 ]} La preparación del ácido sulfúrico ('aceite de vitriolo') mediante la destilación del vitriolo verde (sulfato de hierro(II)) se conoce desde hace al menos 700 años.

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

• FeSO ₄ ·H ₂ O (mineral: szomolnokita , ^{[ 9 ]} relativamente raro, monoclínico ^{[ 33 ]} )
• FeSO ₄ ·H ₂ O (compuesto sintético estable a presiones superiores a 6,2 GPa, triclínico ^{[ 33 ]} )
• FeSO ₄ ·4H ₂ O (mineral: rozenita , ^{[ 10 ] [ 34 ]} blanco, relativamente común, puede ser producto de deshidratación de la melanterita, monoclínico ^{[ 35 ]} )
• FeSO ₄ ·5H ₂ O (mineral: siderotilo , ^{[ 2 ] [ 36 ]} relativamente raro, triclínico ^{[ 37 ]} )
• FeSO ₄ ·6H ₂ O (mineral: ferrohexahidrita , ^{[ 3 ] [ 38 ]} muy raro, monoclínico ^{[ 37 ]} )
• FeSO ₄ ·7H ₂ O (mineral: melanterita , ^{[ 11 ] [ 39 ]} azul verdoso, relativamente común, monoclínico ^{[ 40 ]} )

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. ^{[ 7 ]}    

Se encuentran formas minerales en zonas de oxidación de yacimientos de mineral de hierro, por ejemplo, pirita , marcasita , calcopirita , etc. También se encuentran en entornos relacionados, como zonas de incendios de carbón. Muchas se deshidratan rápidamente y a veces se oxidan. En dichos entornos existen numerosos sulfatos de Fe(II) más complejos (ya sean básicos, hidratados o que contengan cationes adicionales), siendo la copiapita un ejemplo común. ^{[ 41 ]}

En el acabado del acero antes del recubrimiento o chapado, la chapa o varilla de acero se pasa por baños de decapado de ácido sulfúrico. Este tratamiento produce grandes cantidades de sulfato de hierro(II) como subproducto. ^{[ 42 ]}

_Fe + _H₂SO₄ → FeSO₄ ₊ H₂_​

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

El sulfato ferroso también se prepara comercialmente mediante la oxidación de la pirita : ^{[ 43 ]}

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

Puede producirse mediante el desplazamiento de metales menos reactivos que el hierro a partir de soluciones de su sulfato:

CuSO₄ + Fe → _FeSO₄ + _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) pierde primero su agua de cristalización y los cristales verdes originales se convierten en un sólido anhidro blanco . Al seguir calentándolo, el material anhidro se descompone en dióxido de azufre y trióxido de azufre , dejando un óxido de hierro(III) de color marrón rojizo . La termólisis del sulfato de hierro(II) comienza a unos 680 °C (1256 °F) .  

2 FeSO ₄ Δ → Fe ₂ O ₃ + ASI ₂ + ASI ₃

Al igual que 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 FeSO₄ ₊ 3 Cl₂ _→ 2 Fe₂ ₍ SO₄ ₎ ₃ ₊ 2 _FeCl₃

Su poder reductor suave es valioso en la síntesis orgánica. ^{[ 44 ]} Se utiliza como componente catalizador de hierro del reactivo de Fenton .

El sulfato ferroso se puede detectar mediante el método cerimétrico , que es el método oficial de la Farmacopea India. Este método incluye el uso de una solución de ferroína , que muestra un cambio de color de rojo a verde claro durante la titulación. ^{[ 45 ]}

• Suplemento de hierro
• El sulfato de hierro(III) (sulfato férrico) es otro sulfato simple común de hierro.
• sulfato de cobre(II)
• Sulfato de hierro(II) y amonio , también conocido como sal de Mohr , la sal doble común de sulfato de amonio con sulfato de hierro(II).
• Chalcanto
• Ephraim Seehl , conocido como uno de los primeros fabricantes de sulfato de hierro(II), al que llamó "vitriolo verde" ^{[ 46 ].}

• Hunt TS (1879). "Copperas"  . La enciclopedia americana .