Besi sulfat menunjukkan kisaran garam dengan
rumus FeSO4·xH2O. Senyawa ini paling umum ada sebagai
heptahidrat (x = 7) tetapi dikenal untuk beberapa nilai x. Bentuk terhidrasi
digunakan secara medis untuk mengobati kekurangan zat besi, dan juga untuk
aplikasi industri. Dikenal sejak zaman kuno sebagai tembaga dan sebagai vitriol
hijau (vitriol adalah nama kuno untuk sulfat), heptahidrat biru-hijau (hidrat
dengan 7 molekul air) adalah bentuk paling umum dari bahan ini. Semua besi
sulfat larut dalam air menghasilkan kompleks aquo [Fe(H2O)6]2+
yang sama, yang memiliki geometri molekul oktahedral dan bersifat paramagnetik.
Nama copperas berasal dari masa ketika tembaga(II) sulfat dikenal sebagai
copperas biru, dan mungkin dalam analogi, besi(II) dan seng sulfat masing-masing
dikenal sebagai copperas hijau dan putih.
Itu ada dalam Daftar Obat Esensial Organisasi
Kesehatan Dunia, obat paling aman dan paling efektif yang dibutuhkan dalam
sistem kesehatan. Pada tahun 2018, itu adalah obat yang paling sering diresepkan
ke-94 di Amerika Serikat, dengan lebih dari 8 juta resep.
Penggunaan
Secara industri, besi sulfat terutama digunakan
sebagai prekursor senyawa besi lainnya. Ini adalah zat pereduksi, dan dengan
demikian berguna untuk mereduksi kromat dalam semen menjadi senyawa Cr(III)
yang kurang beracun. Secara historis, besi sulfat digunakan dalam industri
tekstil selama berabad-abad sebagai fiksatif pewarna. Hal ini digunakan secara
historis untuk menghitamkan kulit dan sebagai konstituen dari tinta empedu
besi. Pembuatan asam sulfat ('minyak vitriol') dengan distilasi vitriol hijau
(Besi(II) sulfat) telah dikenal setidaknya selama 700 tahun.
Penggunaan medis
Artikel utama: Suplemen zat besi
Pertumbuhan tanaman
Besi(II) sulfat dijual sebagai ferrous sulfate,
suatu amandemen tanah untuk menurunkan pH tanah alkalin yang tinggi sehingga
tanaman dapat mengakses nutrisi tanah.
Dalam hortikultura digunakan untuk mengobati
klorosis besi. Meskipun tidak secepat EDTA besi, efeknya lebih tahan lama. Itu
bisa dicampur dengan kompos dan digali ke dalam tanah untuk membuat gudang yang
bisa bertahan selama bertahun-tahun. Ini juga digunakan sebagai kondisioner
rumput, dan pembunuh lumut.
Pigmen
dan kerajinan
Ferrous sulfate dapat digunakan untuk menodai
beton dan beberapa batu gamping dan batu pasir berwarna karat kekuningan.
Tukang kayu menggunakan larutan besi sulfat
untuk mewarnai kayu maple dengan warna keperakan.
Vitriol hijau juga merupakan reagen yang
berguna dalam identifikasi jamur.
Penggunaan historis
Ferro sulfat digunakan dalam pembuatan tinta,
terutama tinta empedu besi, yang digunakan dari abad pertengahan hingga akhir
abad ke-18. Tes kimia yang dilakukan pada huruf Lachish (c. 588–586 SM)
menunjukkan kemungkinan adanya besi. Diperkirakan bahwa oak galls dan copperas
mungkin telah digunakan untuk membuat tinta pada huruf-huruf tersebut. Ini juga
digunakan dalam pewarnaan wol sebagai mordan. Harewood, bahan yang digunakan
dalam marquetry dan parket sejak abad ke-17, juga dibuat menggunakan besi
sulfat.
Dua metode berbeda untuk aplikasi langsung
pewarna indigo dikembangkan di Inggris pada abad ke-18 dan tetap digunakan
hingga abad ke-19. Salah satunya, yang dikenal sebagai china blue, melibatkan
besi(II) sulfat. Setelah mencetak bentuk indigo yang tidak larut ke kain, indigo
direduksi menjadi leuco-indigo dalam urutan rendaman besi sulfat (dengan
reoksidasi menjadi nila di udara di antara perendaman). Proses porselen biru
dapat membuat desain yang tajam, tetapi tidak dapat menghasilkan rona gelap
dari metode lain.
Pada paruh kedua tahun 1850-an besi sulfat
digunakan sebagai pengembang fotografi untuk gambar proses collodion.
Hidrat
Besi(II) sulfat dapat ditemukan dalam berbagai
keadaan hidrasi, dan beberapa bentuk ini ada di alam.
FeSO4·H2O (mineral:
szomolnokite, relatif jarang)
FeSO4·4H2O (mineral:
rozenite, putih, relatif umum, mungkin produk dehidrasi melanterite)
FeSO4·5H2O (mineral:
siderotil, relatif jarang)
FeSO4·6H2O (mineral:
ferrohexahydrite, relatif jarang)
FeSO4·7H2O (mineral:
melanterite, biru-hijau, relatif umum)
Besi(II)
sulfat anhidrat
Tetrahidrat distabilkan ketika suhu larutan
berair mencapai 56,6°C (133,9°F). Pada 64,8°C (148,6°F) larutan ini membentuk
tetrahidrat dan monohidrat.
Bentuk mineral ditemukan di zona oksidasi
lapisan bijih yang mengandung besi, mis. pirit, marcasite, kalkopirit, dll.
Mereka juga ditemukan di lingkungan terkait, seperti lokasi kebakaran batubara.
Banyak yang cepat mengalami dehidrasi dan terkadang teroksidasi. Banyak
lainnya, lebih kompleks (baik basa, terhidrasi, dan/atau mengandung kation
tambahan) Fe(II)-bantalan sulfat ada di lingkungan tersebut.
Produksi
dan reaksi
Dalam finishing baja sebelum pelapisan atau
pelapisan, lembaran baja atau batang dilewatkan melalui rendaman pengawetan
asam sulfat. Perlakuan ini menghasilkan sejumlah besar besi(II) sulfat sebagai
produk sampingan.
Fe + H2SO4 ------> FeSO4 + H2
Sumber lain dalam jumlah besar dihasilkan dari
produksi titanium dioksida dari ilmenit melalui proses sulfat.
Ferrous sulfate juga dibuat secara komersial
dengan oksidasi pirit:
2 FeS2 + 7 O2 + 2 H2O
------> 2 FeSO4 + 2 H2SO4
Ini dapat dihasilkan dengan memindahkan logam
yang kurang reaktif daripada besi dari larutan sulfatnya:
CuSO4 + Fe ------> FeSO4
+ Cu
Reaksi
Setelah dilarutkan dalam air, besi sulfat
membentuk kompleks aquo logam [Fe(H2O)6]2+,
yang merupakan ion paramagnetik yang hampir tidak berwarna.
Pada pemanasan, besi(II) sulfat pertama-tama
kehilangan air kristalisasinya dan kristal hijau asli diubah menjadi padatan
anhidrat putih. Ketika dipanaskan lebih lanjut, bahan anhidrat melepaskan
belerang dioksida, meninggalkan besi(III) oksida berwarna coklat kemerahan.
Penguraian besi(II) sulfat dimulai pada sekitar 680°C (1.256°F).
2 FeSO4 ------> Fe2O3
+ 2 SO2 + O2
Seperti garam besi(II) lainnya, besi(II) sulfat
adalah zat pereduksi. Misalnya, mereduksi asam nitrat menjadi nitrogen
monoksida dan klorin menjadi klorida:
6 FeSO4 + 3 H2SO4
+ 2 HNO3 ------> 3 Fe2(SO4)3 + 4
H2O + 2 NO
6 FeSO4 + 3 Cl2 ------>
2 Fe2(SO4)3 + 2 FeCl3
Daya reduksinya yang ringan sangat berharga dalam
sintesis organik.[36] Ini digunakan sebagai komponen katalis besi dari reagen
Fenton.
REAKSI KIMIA
Reaksi antara asam sulfat dengan besi spon sehingga membentuk senyawa
ferrous sulfat heptahidrat dilakukan dalam reactor batch berpengaduk. Bisa juga
reaksi dijalankan dalam reactor alir tangki berpengaduk (RATB / CSTR). Kondisi
operasi yang dipilih adalah suhu reaksi 80°C dan tekanan atmosferis. Jika diambil
konversi besi yang bereaksi sebesar 99%, maka waktu reaksi cukup lama sekitar
16 jam. Untuk itu pilihannya adalah reactor batch atau RATB yang disusun seri.
Reaksi yang terjadi adalah reaksi searah dapat dituliskan dengan
persamaan reaksi sebagai berikut :
Fe + H2SO4
+ 7 H2O =======> FeSO4.7H2O
+ H2
Untuk terjadinya reaksi tidak dibutuhkan adanya katalisator. Reaksi bersifat eksotermis, maka diperlukan pendinginan menggunakan air pendingin yang dilewatkan melalui coil yang tercelup dalam reactor.
DIAGRAM ALIR
DATA UNTUK REAKTOR
REAKTOR
Jenis : Reaktor Alir Tangki Berpengaduk atau Reaktor Batch Berpengaduk
| ☻Kondisi operasi | |
| Suhu | : 80°C |
| Tekanan | : 1 atm |
| Sifat reaksi | : eksotermis |
| Kondisi proses | : isothermal |
| Pendingin | : air pendingin |
Fe +
H2SO4 + 7 H2O ======>
FeSO4.7H2O + H2
Kecepatan reaksi :
rA = k.CA .CB
dengan :k = konstanta kec. reaksi , m3/kmol.det
CA = konsentrasi Fe , kmol/m3
CB = konsentrasi asam sulfat , kmol/m3
k = 4.3666.10-02 m3/kmol.det
Data Patent untuk
pembuatan besi sulfat adalah Eropa Patent EP1746074B1, 11.01.2006 dengan label Process for making iron sulphate
Rabu, 6 Rabiul Awal 1443 H / 13 Oktober 2021 M
Tidak ada komentar:
Posting Komentar