سولفات آهن
سولفات آهن
سولفات آهن، ترکیب شیمیایی معدنی است که به عنوان یکی از ریزمغذی های کشاورزی و همچنین افزودنی در فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد. کودهای آهن در صنعت کشاورزی و کشت محصولات مرغوب و تأمین عناصر مغذی برای خاک، با استفاده از این نمک معدنی تولید می شوند.
سولفات آهن یا آهن سولفات (زاج سبز) یک نمک معدنی است که به عنوان پیش ساز برای تولید ترکیبات آهن استفاده می شود. به آن جوهر سبز نیز می گویند و حاوی 19.5٪ آهن (Fe) است.
سولفات آهن در واقع یکی از نمک های شیمیایی حاوی عنصر آهن بوده که به فرم های مختلف و با تعداد متنوع در تعداد مولکول آب شناخته شده است. فرمول کلی این ترکیب به صورت FeSO4.xH2O می باشد که در جای x می تواند مقادیر متفاوتی قرار بگیرد. سولفات آهن در صنعت و پزشکی کاربرد های گسترده و متنوعی داشته و وجود آن امروزه بسیار ضروری و مهم تلقی می شود.
فرمول و ساختار:
فرمول شیمیایی آهن سولفات برابر با FeSO4 است. این ماده محلول در آب است و در دمای 64 درجه سلسیوس ذوب می شود. این ماده یک نوع آهن به حساب می آید. شما به طور معمول آهن را از غذاهایی که می خورید دریافت می کنید. آهن در بدن شما تبدیل به بخشی از هموگلوبین و میوگلوبین می شود. هموگلوبین اکسیژن را از طریق خون شما به بافتها و اندامها منتقل می کند. میوگلوبین به سلول های عضلانی کمک می کند که اکسیژن را ذخیره کند.
یک ماده معدنی ضروری است. آن برای درمان کم خونی فقر آهن (کمبود گلبول قرمز ناشی از داشتن آهن کم در بدن) مورد استفاده قرار می گیرد.
سولفات آهن یک منبع از آهن در محلول است، از آنجا که به راحتی در دسترس است و گران نیست کاربرد زیادی دارد.
سولفات آهن صنعتی یک پودر خشک است با کریستال های آبی یا سبز رنگ می باشد و به حالت جامد می باشد.
این ماده به عنوان یک ماده ثابت کننده در رنگرزی پشم، در تولید جوهر، در تصفیه آب به عنوان جایگزینی برای سولفات آلومینیوم، به عنوان کود و به عنوان از بین برنده خزه استفاده می شود.
ساختار سولفات آهن چگونه است؟
اغلب در طبیعت به عنوان نمک هیدراته موجود است. سولفات آهن بی آب از طریق واکنش بین عنصر آهن و اسید سولفوریک به وجود می آید با تولید گاز هیدروژن و یا اکسیداسیون سولفید آهن.
خواص فیزیکی: سولفات آهن در حالت های مختلف آن آبی یا سبز، بی بو و جامد کریستال است. سولفات آهن بی آب دارای نقطه ذوب 680 درجه سانتی گراد است، با این حال در دمای بیش از 300 درجه سانتی گراد تجزیه می شود. چگالی آن 1.898 گرم بر میلی لیتر است. همه نمک های سولفات آهن در آب حل می شوند.
ویژگی های شیمیایی و فیزیکی سولفات آهن
نمک سولفات آهن در واقع یکی از نمک های آبدار در علم شیمی محسوب می شود که قادر است ظرفیت های مختلفی از مولکول آب را به خود اختصاص دهد، که این مقدار تا 7 مولکول نیز می رسد. وزن مولکولی این نمک به عدد 908.151 گرم به ازای هر مول می رسد، البته این عدد مربوط به مولکول سولفات آهن بدون آب می باشد. سولفات آهن عموما به شکل های پودر سفید، بلور های جامد آبی رنگ و همچنین محلول شیمیایی به رنگ فیروزه ای دیده می شود. این ماده به راحتی در آب محلول بوده و نقطه ذوبی در حدود 70 درجه سانتی گراد نیز داشته می باشد.
کاربرد سولفات آهن چیست؟
به طور صنعتی، به عنوان یک پیشرونده برای ترکیبات دیگر آهن استفاده می شود. سولفات آهن یک عامل کاهش دهنده است و به همین ترتیب برای کاهش کرومات در سیمان مفید است. سولفات آهن به طور سنتی قرن ها است که در صنایع نساجی به عنوان یک ثابت کننده رنگ استفاده شده است. از سولفات آهن سال هاست در صنعت چرم به عنوان ماده تشکیل دهنده جوهر مورد استفاده قرار می گیرد. سولفات آهن در زمین های کشاورزی و باغ ها برای غنی کردن کودها مورد استفاده قرار می گیرد.
استفاده در پزشکی
سولفات آهن برای تقویت مواد غذایی و درمان و جلوگیری از کم خونی و فقر آهن استفاده می شود. یبوست یک عارضه مکرر و ناخوشایند است که همراه با مصرف مکمل های آهن به وجود می آید.
رنگ آمیزی
سولفات آهن در ساخت جوهر مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین از آن ها در رنگرزی پشم به عنوان یک ماده معدنی استفاده می شود.
از آن نیز می تواند برای ساخت بتن و برخی از سنگ آهک ها استفاده شود.
رشد گیاه
سولفات آهن به عنوان ترکیبات آهن فروخته می شود. سولفات آهن PH خاک را کاهش داده بنابراین گیاهان می توانند به مواد مغذی خاک دسترسی پیدا کنند.در باغبانی از آن برای درمان کلروز استفاده می شود.
سولفات آهن برای ایجاد کلروفیل در گیاهان ضروری بوده و در صورت فقدان آن باعث زردی برگ های ان ها می شود. سولفات اهن برای فتوسنتز گیاهان حیاتی بوده و از زردی برگ ها جلوگیری می کند و باعث افزایش باردهی گیاه می شود.
عکاسی:
برای ظاهرسازی عکس نیز کاربرد دارد.
برای پالایش طلا نیز استفاده می شود.
تصفیه آب:
در تصفیه آب و فاضلاب شهری و برای حذف فسفات مورد استفاده قرار می گیرد.
برای تعمیر چوب:
سولفات آهن سبز همچنین یک عامل مفید در شناسایی قارچ است.
در صنایع شیمیایی به عنوان کاتالیزور
صنایع دباغی چرم
صنایع استخراج روی
کاربرد های صنعتی سولفات آهن
در واقع یکی از شکل های معمول نمک سولفات آهن نوع 7 آبه آن می باشد که کاربرد گسترده ای در صنعت و زندگی انسان ها داشته است. سولفات آهن 7 آبه امروزه در صنایع مختلف برای تولید فرآورده های حاصل از عنصر آهن مانند: اکسید آهن مغناطیسی، اکسید آهن 3 ظرفیتی، فریت، پلی اهن سولفات و همچنین معرف کروماتوگرافیک استفاده می شود. البته این ماده در صنایع غذایی نیز به عنوان افزودنی های مجاز و مکمل های غذایی به کار گرفته می شود که به دلیل خاصیت غذایی مهم عنصر آهن موجود در این نمک می باشد.
این فرم از نمک سولفات آهن کاربرد های ویژه و مهمی در سایر حوزه ها داشته می باشد که هر کدام از این ها توضیحات خاص به خود را می طلبد.
سولفات آهن معمولی در صنعت یک کاهنده قوی به شمار می رود لذا برای کاهش میزان کرومات در سیمان کارخانه های تولیدی و هم چنین کم نمودن میزان ترکیبات سمی در تولیدات به کار گرفته می شود. در کارخانجات نساجی و پارچه بافی از سولفات آهن برای تثبیت رنگ بر روی منسوجات استفاده شد و در کارگاه های چرم سازی نیز از محلول این نمک به عنوان ی عنصر جایگزین برای رنگ به کار گرفته می شد.
کاربرد های سولفات آهن در کشاورزی
یکی از مهم ترین استفاده های نمک سولفات آهن در تولید کود های کشاورزی برای گیاهان زراعی می باشد. به کمک سولفات آهن می توان کمبود عنصر آهن در زمین های کشاورزی را به راحتی برطرف کردو به نحو بهتری از گیاهان مراقبت به عمل آورد. در واقع کودی که در این شیوه استفاده می شود به صورت اسپری بر روی برگ گیاهان می باشد.
1- تقویت چمن های زینتی به کمک سولفات آهن
یکی از گیاهانی که برای ادامه حیات خود و حفظ زیبایی به سولفات آهن نیاز دارد چمن می باشد. از ترکیبات حاوی سولفات آهن به صورت گسترده در تقویت و حفظ شکل چمن ها استفاده می شود.
• این کود ها می تواند رنگ سبز چمن ها را بدون آنکه سبب رشد بیشتر آن ها شود حفظ می کند.
• استفاده از کود های نیتروژن دار را برای رشد چمن محدود می کند و سولفات آهن به تنهایی نیاز این گیاه را برآورده می سازد.
• میزان PH خاک هایی که قلیا بالایی دارند کاهش داده و به سمت اسیدی شدن می برد.
• از رشد غیر معمول علف های هرز در بین چمن کاشته شده جلوگیری می کند و از این را به سلامت چمن کمک بسیار مهمی می کند.
2- تنظیم PH خاک به کمک سولفات آهن
سولفات آهن هنگامی که به عنوان کود کشاورزی به خاک اضافه می شود علاوه بر تاثیرات ترمیمی خود بر روی مواد مغذی خاک به عنوان یک تنظیم کننده اسیدی نیز عمل می کند. هنگامی که سولفات آهن در تماس با مواد معدنی خاک قرار می گیرد طی واکنش های شیمیایی مختلف باعث شکست مولکول های این مواد می شود، البته این کار با کمک باکتری های موجود در خاک نیز پیش برده می شود.
در نهایت طی این فرایند یون آهن و همچنین سولفور از سولفات آهن جدا شده و درون خاک پخش می شود. گیاهان از این یون ها برای ساخت رنگدانه کلروفیل و همچنین آنزیم ها و پروتئین های گیاهی استفاده می کنند. سولفور آزاد شده در صورت مهیا شدن شرایط مناسب در خاک های قلیایی می تواند اوضاع خاک را بهبود بخشیده و PH آن را به سمت اسیدی شدن به پیش ببرد.
کاربرد های دارویی سولفات آهن
سولفات آهن یکی از منابع مهم برای تغذیه و جبران کمبود یون آهن در بدن موجودات زنده می باشد، از این نظر بدن انسان نیز مستثنا نبوده و برای جبران کمبود های تغذیه ای خود به این ماده احتیاج مبرمی داشته است. امروزه کشور چین تولید کننده عمده گرید دارویی سولفات آهن در جهان بوده و شرکت های دارو سازی نیز از سولفات آهن برای تولید مکمل های جبرانی یون آهن استفاده می کنند. این مکمل ها برای جبران کم خونی های شدید ناشی از پایین بودن یون آهن و همچنین تقویت زنان باردار در دوران حاملگی مورد استفاده قرار می گیرند.
در واقع یون آهن اثر بسیار مهمی در تولید پروتئین هموگلوبین در بدن داشته و در صورت کمبود این ماده در خون میزان تولید این پروتئین انسانی نیز کاهش خواهد داشت. هموگلوبین هم که خود مهم ترین نقش را در گلبول های قرمز خون ایفا می کند و باعث انتقال گاز های تنفسی در بدن انسان می شود. با تولید شدن مکمل های غذایی بر پایه سولفات آهن می توان این کمبود را در سریع ترین دوره درمانی جبران کرد و از بروز کم خونی های شایع در افراد جلوگیری به عمل آورد.
آیا سولفات آهن سمی است؟
اثرات سمی آن در دوزهای بالای 20-10 میلی گرم/کیلوگرم عنصر آهن رخ می دهد. تجویز بیش از 50 میلی گرم در کیلوگرم عنصر آهن با سمیت شدید همراه است.
سولفات آهن در هنگام ایجاد حریق، گاز سمی تولید می کند و خطرناک است. به همین دلیل در هنگام استفاده از این ماده از عینک های محافظ چشم، لباس محافظ مناسب استفاده کنید و در محیط خشک نگه داری شوند.