Eisen(III)-sulfat

Eisen(III)-sulfat ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Sulfate.

Vorkommen

Eisen(III)-sulfat fällt als Abfallprodukt der chemischen Industrie an.

In der Natur ist Eisen(III)-sulfat in Form verschiedener kristallwasserhaltiger (hydratisierter) Minerale bekannt, die typischerweise durch die Verwitterung von Pyrit entstehen. Reine Fe₂(SO₄)₃-Verbindungen sind dabei Kornelit (Heptahydrat, Fe₂(SO₄)₃·7H₂O), Lausenit (Pentahydrat Fe₂(SO₄)₃·5H₂O), Paracoquimbit (Nonahydrat, vereinfacht Fe₂(SO₄)₃·9H₂O) und Quenstedtit (Hendekahydrat, Fe₂(SO₄)₃·11H₂O).

Hinzu kommen weitere Minerale, bei denen ein bis zwei Sulfatmoleküle durch komplexfremde Anionen ersetzt sind, namentlich Amarantit (Fe₂O(SO₄)₂·7H₂O), Butlerit (Fe(SO₄)(OH)·2H₂O), Ferricopiapit (vereinfacht Fe₅(SO₄)₆(OH)₂·20H₂O), Fibroferrit (Fe(SO₄)(OH)·5H₂O), Hohmannit (Fe₂O(SO₄)₂·8H₂O), Metahohmannit (Fe₂O(SO₄)₂·4H₂O), Parabutlerit (Fe(SO₄)(OH)·2H₂O), Schwertmannit (Fe₁₆O₁₆(OH)_9.6(SO₄)_3.2·10H₂O) und Volaschioit (Fe₄(SO₄)O₂(OH)₆·2H₂O).

Im weiteren Sinne Eisensulfate, bei denen komplexfremde Kationen ein bis zwei Sulfatkomplexe ersetzen, sind unter anderem Aluminocoquimbit (Al₂Fe₂(SO₄)₆(H₂O)₁₂·6H₂O), Amarillit (NaFe(SO₄)₂·6H₂O) Coquimbit (AlFe₃(SO₄)₆(H₂O)₁₂⋅6H₂O), Hydroniumjarosit ((H₃O)Fe₃(SO₄)₂(OH)₆) und Rhomboklas ((H₅O₂)Fe(SO₄)₂·2H₂O).

Gewinnung und Darstellung

Eisen(II)-sulfat-Monohydrat FeSO₄·H₂O zerfällt bei starkem Erhitzen ab etwa 400 °C zu basischem Eisen(III)-sulfat und Schwefeldioxid. Es entsteht auch bei der Zersetzung von Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat FeSO₄·7 H₂O an Luft.

Großtechnisch wird Eisen(III)-sulfat durch Zugabe von Schwefelsäure und einem Oxidationsmittel (z. B. Salpetersäure oder Wasserstoffperoxid) zu einer heißen Eisen(II)-sulfatlösung gewonnen.

$\mathrm{F}\mathrm{e}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4⟶\mathrm{F}\mathrm{e}{\phantom{A}}_2(\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4){\phantom{A}}_3+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Es entsteht auch als Zwischenprodukt beim Copperas-Prozess.

$6\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4\cdot \mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\frac{3}{2}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{F}\mathrm{e}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+2\mathrm{F}\mathrm{e}{\phantom{A}}_2(\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4){\phantom{A}}_3+6\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

$2\mathrm{F}\mathrm{e}{\phantom{A}}_2(\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4){\phantom{A}}_3⟶2\mathrm{F}\mathrm{e}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+6\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$

Eigenschaften

In Wasser löst sich Eisen(III)-sulfat unter starker Hydrolyse mit gelbbrauner Farbe (Bildung u. a. von [Fe(OH)(H₂O)₅]²⁺). Beim Kochen wässriger Lösungen fallen demgemäß basische Sulfate aus. Bei niedrigen pH-Werten lässt es sich in Form fast farbloser Hydrate (n = 3, 6, 7, 9, 10, 12) auskristallisieren. Mit Alkali- oder Ammoniumsulfat bildet es Eisenalaune, z. B.: Ammoniumeisen(III)-sulfat (NH₄)Fe(SO₄)₂·12 H₂O, welcher in der Argentometrie als Indikator verwendet wird.

Eisen(III)-sulfat ist thermisch nicht belastbar und spaltet beim Erhitzen SO₃ ab.

$\mathrm{F}\mathrm{e}{\phantom{A}}_2(\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4){\phantom{A}}_3⟶\mathrm{F}\mathrm{e}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}(\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4){\phantom{A}}_2+\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$

Verwendung

Eisen(III)-sulfat wird in Großkläranlagen zur Deodorierung und zur Ausfällung von Phosphat (u. a. bei der Trinkwasseraufbereitung und der Industriewasserentsorgung) sowie in der Hüttenindustrie als Beizmittel (z. B. für Aluminium und Stahl) eingesetzt. In der Medizin ist eine blutstillende und adstringierende Wirkung bekannt.

Sicherheitshinweise

Eisen(III)-sulfat wurde 2015 von der EU gemäß der Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 (REACH) im Rahmen der Stoffbewertung in den fortlaufenden Aktionsplan der Gemeinschaft (CoRAP) aufgenommen. Hierbei werden die Auswirkungen des Stoffs auf die menschliche Gesundheit bzw. die Umwelt neu bewertet und ggf. Folgemaßnahmen eingeleitet. Ursächlich für die Aufnahme von Eisen(III)-sulfat waren die Besorgnisse bezüglich Verbraucherverwendung, Exposition von Arbeitnehmern, hoher (aggregierter) Tonnage und weit verbreiteter Verwendung sowie der möglichen Gefahr durch sensibilisierende Eigenschaften. Die Neubewertung sollte von Litauen durchgeführt werden, jedoch wurde die Neubewertung des Stoffs 2019 zurückgezogen, weil die Gefahren als gering eingeschätzt wurden.