سولفات آمونیوم آهن III چیست؟

سولفات آهن(III) آمونیوم، NH4Fe(SO4)2.12 H2O، یا NH4[Fe(H2O)6](SO4)2.6 H2O، همچنین به عنوان زاج آهن، فریک آمونیوم سولفات (FAS)  یا آلوم آهن شناخته می‌شود، یک نمک دوگانه در دسته آلوم‌هاست که از ترکیباتی با فرمول کلی  [AB(SO4)2 . 12 H2O] تشکیل شده است. این کریستال همراه با ۱۲ مولکول آب تشکیل می‌شود. در هوا، این آب به آرامی تبخیر می‌شود و ترکیب رنگ زردی به خود می‌گیرد. این ترکیبات برای تصفیه آب‌های آلوده، فرآیند رنگبری و تولید مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

شکل ظاهری این ترکیب به صورت بلورهای هشت وجهی (اکتاهدرال) و به رنگ بنفش کمرنگ است. در مورد منشأ رنگ کریستال‌ها بحث‌هایی وجود دارد، برخی آن را به ناخالصی‌های موجود در ترکیب نسبت می‌دهند و برخی دیگر ادعا می‌کنند که این خاصیت خود کریستال است. به نظر نمی‌رسد رنگ کریستال‌ها مستقیماً بر استفاده از آن در صنایع تأثیر بگذارد، بلکه بر روی خواص خود ترکیب تأثیر دارد. به عنوان مثال، رنگ آن به طور بالقوه می‌تواند به عنوان شاخصی از کیفیت یا خلوص آن باشد، اگرچه معمولاً این نحوه ارزیابی محصول در تنظیمات صنعتی نیست. در عوض، کاربرد سولفات آمونیوم آهن (III) با توجه به خواص شیمیایی و کاربردهای صنعتی آن تعیین می‌شود.

FAS پارامغناطیس، اسیدی و برای میکروارگانیسم‌ها سمی است. سولفات آمونیوم آهن (III) یک عامل اکسیدکننده ضعیف است که می‌تواند به نمک مور، فروس آمونیوم سولفات تبدیل شود. نمک موهر یا آهن آمونیوم (II) سولفات، ماده‌ای شیمیایی است که به عنوان نمک مضاعف سولفات آهن و سولفات آمونیوم نیز شناخته می‌شود.

این جامد کریستالی به رنگ سبز روشن مایل به آبی شناخته می‌شود. آهن آمونیوم (II) سولفات6 آبه، به عنوان یک استاندارد تحلیلی و تیتراسیون به کار می‌رود.

روش تولید سولفات آمونیوم آهن (ااا)

سولفات آمونیوم آهن (III) را می‌توان با کریستالیزاسیون از محلول فریک سولفات وآمونیوم سولفات تهیه کرد. آهن(II) در فروس سولفات با افزودن اسید سولفوریک و اسید نیتریک به آهن(III) در فریک سولفات، اکسید می‌شود. با افزودن سولفات آمونیوم به محلول و میرایی محلول، بلورهای سولفات آمونیوم فریک رسوب می‌کنند. معادلات این تبدیل‌ها درجه هیدراتاسیون ماده را نادیده می‌گیرند.

 Oxidation: 6 FeSO4 + 2 HNO3 + 3 H2SO4 →3Fe2(SO4)3 + 2 NO + 4 H2O

Synthesis: Fe2(SO4)3 + (NH4)2SO4 → 2NH4Fe(SO4)2

کاربردهای سولفات آمونیوم آهن (ااا)

فریک آمونیوم سولفات یک ترکیب آهن با طیف گسترده‌ای از مصارف صنعتی می‌باشد.

داروسازی

یکی از کاربردهای اولیه سولفات آمونیوم فریک در صنعت داروسازی در فرمولاسیون مکمل‌های آهن است. این ترکیب در درمان کم خونی فقر آهن، یک مشکل رایج سلامتی، به ویژه در نوزادان، کودکان خردسال، زنان باردار استفاده می‌شود. سولفات آمونیوم فریک به دلیل قابليت جذب بالا در بدن، در تولید فرآورده‌های آهن استفاده مي‌شود. این به دلیل حلالیت بسیار ضعیف آهن فریک در محیط‌های قلیایي است و فريك آهن  باید قبل از جذب به نمك‌هاي فروس تبدیل شود.

علیرغم فراهمی زیستی کمتر، سولفات آمونیوم آهن به دلیل پایداری و قابلیت حمل یون‌های آهن از طریق مخاط روده تحت شرایط فیزیولوژیکی، همچنان در فرمولاسیون آماده سازی آهن استفاده مي‌شود. به طور خلاصه، سولفات آمونیوم آهن یک ترکیب همه کاره با طیف گسترده‌ای از کاربردها در صنعت داروسازی، به ویژه در فرمولاسیون مکمل‌های آهن برای درمان کم خونی ناشی از فقر آهن است.

تصفیه فاضلاب

1-یکی از کاربردهای اصلی سولفات آمونیوم آهن (III) در تصفیه فاضلاب، حذف فسفات است. فسفات‌ها یک آلاینده رایج در آب هستند که اغلب از منابعی مانند روان‌آب کشاورزی یا مواد شوینده می‌آیند. این فسفات‌ها می‌توانند باعث رشد بیش از حد جلبک شوند که سطح اکسیژن آب را کاهش می‌دهد و به زندگی آبزیان آسیب می‌رساند. سولفات آمونیوم آهن(III) با فسفات‌های موجود در آب واکنش داده و ذرات نامحلول را تشکیل می‌دهد که به راحتی از طریق فیلتراسیون حذف می‌شوند.

2-یکی دیگر از کاربردهای مهم سولفات آمونیوم آهن (III) در حذف فلزات سنگین است. فلزات سنگین مانند سرب، جیوه و کادمیوم می‌توانند هم برای انسان و هم برای محیط زیست سمی باشند. آنها می‌توانند از طریق زباله‌های صنعتی یا در نتیجه فعالیت‌های معدنی وارد آب شوند. سولفات آمونیوم آهن (III) می‌تواند کمپلکس‌های نامحلول با این فلزات سنگین تشکیل دهد و به آنها اجازه دهد از آب خارج شوند.

3- سولفات آمونیوم آهن(III) همچنین در خنثی کردن اسیدیته آب موثر است. آب اسیدی می‌تواند برای آبزیان مضر باشد و باعث خوردگی لوله‌ها و سایر زیرساخت‌ها شود. هنگامی که به آب اضافه می‌شود، سولفات آمونیوم آهن(III) با ترکیبات اسیدی واکنش داده و در نتیجه آب خنثی می‌شود.

 4- سولفات آمونیوم آهن (III) علاوه بر کاربرد آن در حذف ناخالصی ها، خاصیت ضد میکروبی نیز دارد. این می‌تواند از رشد باکتری‌ها و سایر میکروارگانیسم‌ها در آب جلوگیری کند و آن را به ابزاری ارزشمند در تصفیه آب و فاضلاب تبدیل کند. سولفات آمونیوم آهن(III)  معمولاً همراه با سایر مواد شیمیایی در فرآیندی به نام رسوب شیمیایی استفاده می‌شود. این شامل افزودن چندین منعقدکننده و لخته‌ساز به آب برای ایجاد ذرات بزرگتر و متراکم‌تر است که می‌توانند به راحتی از طریق فیلتراسیون یا ته نشین شدن حذف شوند.

5 -علاوه بر این، سولفات آمونیوم آهن (III) روشی مقرون به صرفه برای تصفیه آب است زیرا در مقایسه با سایر مواد شیمیایی مورد استفاده در تصفیه آب، به راحتی در دسترس و نسبتاً ارزان است. همچنین دوستدار محیط زیست است زیرا به ترکیبات غیر سمی تجزیه می‌شود و محصولات جانبی مضری از خود به جا نمی‌گذارد.

به طور خلاصه، سولفات آمونیوم آهن (III) اهداف اساسی مختلفی را در تصفیه فاضلاب انجام می‌دهد. این یک ماده شیمیایی همه کاره است که می‌تواند فسفات ها، فلزات سنگین و اسیدیته آب را حذف کند و همچنین از رشد باکتری‌ها جلوگیری کند. اثربخشی، هزینه کم و سازگاری با محیط زیست آن را به ابزاری ارزشمند در تمیز نگه داشتن منابع آب ما برای انسان و محیط زیست تبدیل کرده است.

تولید فولاد

سولفات آمونيوم آهن(III) درجه صنعتی، به عنوان یک افزودنی در تولید فولاد استفاده می‌شود. به بهبود کیفیت فولاد کمک می‌کند و آن را در برابر خوردگی مقاوم می‌کند.

تولید کلرید آهن

سولفات آمونيوم آهن (III) در تولید کلرید آهن، یک عنصر کلیدی برای تولید سنگ آهن استفاده می‌شود. این به این دلیل است که واکنش بین سولفات آهن (III)آمونيوم و کلرید سدیم باعث تولید کلرید آهن می‌شود.

تولید مواد رنگ‌زا

 در تولید مواد رنگ‌زا از سولفات آهن(III) آمونيوم به عنوان ماده‌ای برای تثبیت مواد رنگی در طی فرآیند ساخت انواع رنگدانه‌ها و رنگ‌ها استفاده می‌شود. این به دلیل توانایی آن در جذب و حفظ رنگ است.

عامل اچینگ

سولفات آهن(III) آمونيوم به عنوان عامل اچینگ در پردازش نیمه هادی‌ها استفاده می‌شود. این ترکیب می‌تواند به تنهایی یا همراه با سایر مواد شیمیایی مانند کلرید آهن یا هیدروکسید پتاسیم در پروسه اچینگ کردن استفاده شود. فریک آمونیوم سولفات قدرت حل‌کنندگی اسید بالایی دارد که به حذف پوشش‌های آلی از سطوح فلزی در طی فرآیندهای تمیز کردن در کارخانه‌های الکترونیکی کمک می‌کند.

از ديگركاربردهاي فریک آمونیوم سولفات، استفاده از آن به عنوان يك ترکیب شیمیایی موثر در تولید و تجهیزات سرمایشی ادیاباتیک بوده و نقش مهمی در بهبود عملکرد آنها دارد. همچنين آمونیوم آهن (III) سولفات در فرآیند سنتز ترکیبات آلی به عنوان یک کاتالیست موثر استفاده می‌شود و در بهبود راندمان فرآیند سنتزی نقش دارد.

کشاورزی

یکی از کاربردهای اصلی سولفات آهن (III)آمونيوم در کشاورزی به عنوان کود است. آهن یک ریزمغذی ضروری است که نقش مهمی در فرآیندهای مختلف بیوشیمیایی مانند تولید کلروفیل و متابولیسم انرژی دارد. سولفات آهن (III)آمونيوم، آهن، نیتروژن و گوگرد لازم را برای گیاهان فراهم می‌کند. همچنین به جلوگیری از کمبود مواد مغذی و افزایش مقاومت گیاه در برابر بیماری‌ها و تنش‌های محیطی کمک می‌کند.

از دیگر کاربردهای مهم سولفات آهن (III)آمونيوم در کشاورزی استفاده به عنوان اصلاح‌کننده خاک است. در خاک‌هایی با pH بالا، آهن در دسترس گیاهان قرار نمی‌گیرد و منجر به کمبود آهن و کلروز می‌شود. افزودن اين تركيب به خاک می‌تواند به کاهش pH و حل شدن بیشتر آهن کمک کند و جذب را آسان‌تر کند. این به نوبه خود، سلامت کلی و بهره‌وری محصولات را بهبود می‌بخشد.

سولفات آهن (III)آمونيوم، به عنوان قارچ کش و علف کش در کشاورزی استفاده می‌شود. می‌تواند بیماری‌های قارچی مختلفی را که بر محصولات تأثیر می‌گذارند، مانند سفیدک پودری و زنگ کنترل کند. این ترکیب با مهار رشد و تولیدمثل قارچها از پخش شدن آنها و آسیب رساندن به گیاهان جلوگیری می‌کند. همچنین به عنوان عامل موثر در کنترل علف‌های هرز شناخته شده است و آن را به ابزاری ارزشمند برای مدیریت علف‌های هرز در مزارع کشاورزی تبدیل كرده است.

بازیافت FAS

سولفات آهن (III) آمونیوم (FAS) پس از استفاده در فرآیندهای مختلف قابل بازیافت یا استفاده مجدد است. بازیافت یا استفاده مجدد از FAS می‌تواند به حفظ منابع کمک کند و نیاز به تولید جدید را کاهش دهد. در اینجا چند راه برای بازیافت یا استفاده مجدد FAS آورده شده است.

بازیافت FAS از تصفیه آب: پس از استفاده از آن در تصفیه آب، محلول FAS را می‌توان بازیافت و در تصفیه‌های بعدی مجددا استفاده کرد.

بازیافت FAS از زباله‌های صنعتی: روش‌های مختلفی برای بازیافت FAS از زباله‌های صنعتی وجود دارد. به عنوان مثال، محلول‌های اسيدي فروس حاصل از اسيدشويي فولاد را می‌توان با استفاده از یک حلال دوتایی استخراج کرد و آهن (III) را می‌توان از محلول آهن غلیظ در یک محیط سولفات استخراج کرد. این امکان بازیابی FAS از زباله را فراهم می‌کند.

‏FAS را می‌توان در صنایع مختلف نیز مورد استفاده مجدد قرار داد. به عنوان مثال، داروهای تاریخ مصرف گذشته حاوی گرانول‌های فروس سولفات و باتری‌های لیتیوم-آند استفاده شده به شکل فویل می‌توانند به طور همزمان از طریق عملیات هیدروترمال بازیافت شوند تا پودرهای LiFePO4/C بدست آید. سپس می‌توان از این پودرها در تولید مواد منعقد کننده مانند FAS استفاده کرد.

خطرات

خطر اصلی مرتبط با فريك سولفات آمونیوم تحريك كنندگي است. اين تركيب مي‌تواند در صورت تماس، باعث تحريك چشم و پوست شود.

قیمت و خرید سولفات آمونیوم آهن III