كبريتات الحديد (II)

كبريتات الحديد الثنائي أو كبريتات الحديدوز ( يُشار إليها في الإنجليزية البريطانية باسم "كبريتات" بدلاً من "كبريتات " ) هي مجموعة من أملاح الحديد التي تحتوي على أيون الكبريتات، _{وصيغتها} الكيميائية FeSO₄ · xH₂O . يُعدّ الشكل المائي الأزرق المخضر ( المُكوّن من 7 جزيئات ماء) الشكل الأكثر شيوعًا لهذه المادة. يُستخدم الشكل المائي طبيًا لعلاج نقص الحديد أو الوقاية _منه ، كما يُستخدم في التطبيقات الصناعية. عُرفت هذه الكبريتات منذ القدم باسم "الكوبراس" و "الزاج الأخضر" ( الزاج هو اسم قديم لمعادن الكبريتات المائية ). تذوب جميع كبريتات الحديد الثنائي في الماء لتُعطي نفس المركب المائي [ Fe(H₂O ₎ ₆ _] ²⁺ ^، الذي يتميز بهندسة جزيئية ثمانية الأوجه وخواص مغناطيسية مسايرة . يعود اسم "كوبراس" إلى زمن كان يُعرف فيه كبريتات النحاس (II) باسم "كوبراس الأزرق"، وكان يُعرف كبريتات الحديد (II) والزنك باسم "كوبراس الأخضر" و"كوبراس الأبيض" على التوالي. ^{[ 14 ]}

وهو مدرج في قائمة منظمة الصحة العالمية للأدوية الأساسية . ^{[ 15 ]} اعتبارًا من عام 2023كان الدواء رقم 89 من حيث شيوع وصفه في الولايات المتحدة، بأكثر من7,000,000 وصفة طبية. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

يُستخدم كبريتات الحديدوز صناعيًا بشكل أساسي كمادة أولية لمركبات الحديد الأخرى. وهو عامل مُختزل ، ولذلك فهو مفيد في اختزال أيون الكرومات في الأسمنت إلى مركبات الكروم الثلاثي الأقل سمية. تاريخيًا، استُخدم كبريتات الحديدوز في صناعة النسيج لقرون كمثبت للأصباغ ، ولتسويد الجلود، وكمكون من مكونات حبر الحديد . كانت عملية الإنتاج طويلة، حيث تضمنت تعريض أحجار النحاس، المُكوّنة من كبريتيد الحديد ( FeS₂ )، للبيئة ومياه المحيط في أحواض لعدة سنوات، حيث يؤدي الأكسدة واستعمار البكتيريا لها في النهاية إلى تحويلها إلى خليط سائل من _{كبريتات الحديدوز المائية} ⁽ FeSO₄ · 7H₂O ) وحمض الكبريتيك. ^[ ₁₈ ^]

يمكن العثور على كبريتات الحديد (II) في حالات مختلفة من الترطيب ، والعديد من هذه الأشكال موجودة في الطبيعة أو تم إنشاؤها صناعياً.

• FeSO ₄ · H ₂ O (المعدن: szomolnokite ، ^{[ 7 ]} نادر نسبيًا، أحادي الميل ^{[ 29 ]} )
• FeSO ₄ · H ₂ O (مركب اصطناعي مستقر عند ضغوط تتجاوز 6.2 جيجا باسكال، ثلاثي الميل ^{[ 29 ]} )
• FeSO ₄ · 4H ₂ O (المعدن: روزينيت ، ^{[ 8 ] [ 30 ]} أبيض، شائع نسبيًا، قد يكون ناتج تجفيف الميلانتريت، أحادي الميل ^{[ 31 ]} )
• FeSO ₄ · 5H ₂ O (المعدن: سيدروتيل ، ^{[ 3 ] [ 32 ]} نادر نسبيًا، ثلاثي الميل ^{[ 33 ]} )
• FeSO ₄ · 6H ₂ O (معدن: فيروهيكساهيدريت ، ^{[ 4 ] [ 34 ]} نادر جدًا، أحادي الميل ^{[ 33 ]} )
• FeSO ₄ · 7H ₂ O (المعدن: ميلانتريت ، ^{[ 9 ] [ 35 ]} أزرق مخضر، شائع نسبيًا، أحادي الميل ^{[ 36 ]} )

يستقر رباعي الهيدرات عندما تصل درجة حرارة المحاليل المائية إلى 56.6 درجة مئوية (133.9 درجة فهرنهايت) . عند 64.8 درجة مئوية (148.6 درجة فهرنهايت) ، تُشكّل هذه المحاليل كلاً من رباعي الهيدرات وأحادي الهيدرات. ^{[ 37 ]}    

توجد أشكال معدنية في مناطق الأكسدة لطبقات خام الحديد، مثل البيريت والماركاسيت والكالكوبيريت ، وغيرها . كما توجد أيضًا في بيئات مشابهة، مثل مواقع احتراق الفحم. وتجف العديد منها بسرعة، وأحيانًا تتأكسد. وتوجد في هذه البيئات العديد من كبريتات الحديد الثنائي الأخرى الأكثر تعقيدًا (سواء كانت قاعدية أو مائية أو تحتوي على كاتيونات إضافية)، ويُعد الكوبيابيت مثالًا شائعًا عليها. ^{[ 38 ]}

في عملية تشطيب الفولاذ قبل الطلاء أو التغطية، يتم تمرير صفائح أو قضبان الفولاذ عبر أحواض التخليل بحمض الكبريتيك. ينتج عن هذه المعالجة كميات كبيرة من كبريتات الحديد الثنائي كمنتج ثانوي. ^{[ 39 ]}

_Fe + _H₂SO₄ → FeSO₄ ₊ H₂_​

ينتج مصدر آخر لكميات كبيرة من ثاني أكسيد التيتانيوم من الإلمنيت عبر عملية الكبريتات.

يتم تحضير كبريتات الحديدوز تجاريًا أيضًا عن طريق أكسدة البيريت : ^{[ 40 ]}

2 FeS ₂ + 7 O ₂ + 2 H ₂ O → 2 FeSO ₄ + 2 H ₂ SO ₄

يمكن إنتاجه عن طريق إزاحة المعادن الأقل نشاطاً من الحديد من محاليل كبريتات الحديد:

CuSO₄ + Fe → _{FeSO₄ +} Cu

• كبريتات الأمونيوم والحديد (II) ، والمعروفة أيضًا باسم ملح مور ، هي الملح المزدوج الشائع لكبريتات الأمونيوم مع كبريتات الحديد (II).
• الكالكانثوم
• إفرايم سيل ، المعروف بأنه من أوائل مصنعي كبريتات الحديد (II)، والتي أطلق عليها اسم "الزاج الأخضر" ^{[ 43 ]}