Laboratorio di chimica in casa/Solfato ferroso

Sommario

Solfato ferroso

Dati

Anidro

Massa molecolare: 151,91 g/mol
Solubilità in acqua: 256 g/l (? °C)
Altri solventi: ?
Temperatura e prodotti di decomposizione: 480 °C - Fe₂O₃ + SO₂ + SO₃

Monoidrato

Massa molecolare: 169,82 g/mol
Temperatura di deidratazione: ? °C

Eptaidrato

Massa molecolare: 278,05 g/mol
Temperatura di deidratazione: 78 °C

Pericoli

Il solfato ferroso, chiamato anche vetriolo verde, è un sale di ferro dell'acido solforico dove il metallo assume carica +2. A contatto con l'aria tende a disproporzionare in solfato ferrico ed ossido ferrico, anche a temperatura ambiente, e la reazione viene accelerata aumentando la temperatura. Per conservarlo in soluzione sarà sufficiente porlo in un recipiente chiuso assieme ad un pezzo di ferro metallico.

Viene commercializzato nei negozi di articoli agricoli e di giardinaggio.

Sintesi principale

Il modo migliore per sintetizzare il solfato ferroso è ridurre per scambio semplice una soluzione di solfato di rame con ferro metallico in eccesso (sotto forma di chiodi, trucioli, pagliette...).

Fe_(s) + CuSO_{4 (aq)} → FeSO_{4 (aq)} + Cu_(s)

La reazione è leggermente esotermica, e man mano che essa procede si noterà che il colore della soluzione vira da blu a verde chiaro.
Questa può essere filtrata per conservare il solfato ferroso ed il rame depositato sul fondo e sul metallo.

Sintesi alternative

Il solfato ferroso può essere sintetizzato per unione diretta dell'acido e del metallo, con sviluppo di idrogeno:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑

La reazione è esotermica.

Reazioni

Come già detto in precedenza, a contatto con l'ossigeno il solfato ferroso si ossida a ferrico, generando solfato ed ossido di ferro(III).

6 FeSO₄ + ${\tfrac {3}{2}}$ O₂ → 2 Fe₂(SO₄)₃ + Fe₂O₃

Il composto reagisce in modo analogo anche con altri agenti fortemente ossidanti, come cloro e perossido di idrogeno.
In ognuna delle reazioni il solfato ferrico che si forma viene accompagnato dal sale di ferro (III) dell'agente ossidante con cui viene a contatto.

6 FeSO₄ + 3 H₂O₂ → 2 Fe₂(SO₄)₃ + Fe₂O₃ + 3 H₂O

6 FeSO₄ + 3 Cl₂ → 2 Fe₂(SO₄)₃ + 2 FeCl₃

Il sale di Mohr

I sali di ferro(II) sono molto sensibili all'ossigeno dell'aria in ambiente neutro o basico, mentre in ambiente acido il potere riducente di Fe²⁺ diminuisce ed il ferro(II) risente di meno dell'ossidazione. Il sale di Mohr FeSO₄·(NH₄)₂SO₄·6H₂O è un sale doppio di ferro(II) resistente all'ossidazione aerobica. Fu Karl Friedrich Mohr il chimico che introdusse l'uso di tale sostanza a metà del XIX secolo assieme a molti altri strumenti analitici in analisi chimica quantitativa. Tale composto chimico è tuttora usato come titolante per la standardizzazione di ossidanti come KMnO₄ e K₂Cr₂O₇.

Il sale può essere usato come fonte solida di ferro(II) resistente all'aria, il che gli permette di essere facilmente conservato per venir fatto in seguito reagire con forti ossidanti come CrO₄^2- per neutralizzarli.