WikiDer > Сульфитный сульфат

Sulfite sulfate

А сульфит сульфат это химическое соединение который содержит оба сульфит и сульфат анионы [ТАК3]2− [ТАК4]2−. Эти соединения были открыты в 1980-х годах как кальций и редкоземельный элемент соли. Позже были обнаружены минералы этого класса. Минералы могут иметь сульфит в качестве важного компонента или заменять им другой анион, как в аллорит.[1] Родственные ионы [O3ТАК-ТАК2]2− и [(O2ТАК)2ТАК2]2− может образовываться в реакции между диоксидом серы и сульфатом и существовать в твердой форме в виде солей тетраметиламмония. У них значительное парциальное давление диоксида серы.[2]

Производство

Сульфаты сульфита редкоземельного металла европия и церия образуются при нагревании тригидрата сульфита металла на воздухе.

Ce2(ТАК3)3.3H2O + ½O2 → Ce2(ТАК3)2ТАК4 + 3H2О

Ce2(ТАК3)3.3H2О + О2 → Ce2ТАК3(ТАК4)2 + 3H2О

Другие сульфаты сульфитов редкоземельных элементов можно кристаллизовать в виде гидратов из водного раствора.[3] Эти сульфитные сульфаты могут быть получены по крайней мере тремя способами. Один - растворить редкую землю оксосульфат в воде, а затем пузыриться диоксид серы. Второй способ растворения оксида редкоземельного элемента в половинном эквиваленте серная кислота. Третий способ заключался в том, чтобы барботировать диоксид серы через суспензию оксида редкоземельного элемента в воде до его растворения, а затем оставить на несколько дней при ограниченном воздействии воздуха. Чтобы получить сульфат сульфита кальция, растворимую соль кальция добавляют к смешанному раствору сульфит натрия и сульфат натрия.[4]

При попытке получить твердые сульфитные соединения важен контроль pH. В основных условиях сульфит легко окисляется до сульфата, а в кислой легко превращается в диоксид серы.[5]

Характеристики

В сульфитных сульфатах сера имеет как +4, так и +6 степень окисления.[6]

Кристаллическую структуру сульфитных сульфатов трудно изучить, поскольку симметрия кристаллов низкая, кристаллы обычно микроскопические, поскольку они довольно нерастворимы и смешаны с другими родственными фазами. Итак, они были изучены через порошковая дифракция рентгеновских лучей.[4]

Реакции

При нагревании в отсутствие кислорода гидрат сульфита церия разделяется с водой на 400 ° C. До 800 ° теряет диоксид серы. От 800 ° до 850 ° C он теряет диоксид серы и дисера в результате образуется оксидисульфат церия и диоксисульфат, который дополнительно теряет диоксид серы при нагревании до 1000 ° C. Свыше 1000 ° остальные оксисульфаты разлагаются на диоксид серы, кислород и диоксид церия. Эта реакция изучается как способ превращения диоксида серы в серу и кислород с использованием только тепла.[7][8]

Другая термохимическая реакция для гидрата сульфита сульфита церия включает использование йода для окисления сульфита до сульфата с образованием йодистый водород который затем можно использовать для производства газообразного водорода и йода. В сочетании с предыдущим высокотемпературным процессом вода может быть разделена на кислород и водород только за счет тепла.[9][10] Это называется циклом расщепления серно-йодной воды GA.[11]

Приложения

Гидрат сульфита сульфита кальция образуется в скрубберах дымовых газов, которые пытаются удалить диоксид серы из установок для сжигания угля. Гидрат сульфита сульфита кальция также образуется при выветривании известняка, бетона и раствора из-за загрязненного диоксидом серы воздуха. Эти два продукта будут классифицироваться как антропогенное производство, поскольку оно не производилось и не использовалось преднамеренно.

Список

имяформуласоотношение

ТАК3:ТАК4

mwсистемакосмическая группаячейкаобъемплотностьоптическийРекомендации
додекагидрат сульфата трикальция дисульфита

Оршаллит

Ca3(ТАК3)2ТАК4• 12H2О2:1ромбоэдрическийр3cа = 11,3514 с = 28,412

а = 11,350 с = 28,321 Z = 6

3170

3159.7

1.87Одноосный (+)

пω = 1,4941 пɛ = 1.4960

[12][13][14]
ХильшеритCa3Si (ОН)6(ТАК4)(ТАК3) · 11H2О1:1шестиугольникп63а = 11.1178 c = 10,5381 Z = 21128.061.82одноосный (-), nω = 1,494 пε = 1.476[15]
дигидрат дисульфита дисульфита тетрагидроксида пентаманганцаMn5(ОЙ)4(ЧАС2O)2[ТАК3]2[ТАК4]2:1634.9моноклиническийп21/ма = 7.6117 б = 8.5326 c = 10.9273 β = 101.600° Z = 2695.23.0321розовый[16]
Y2(ТАК3)2ТАК4• 2,5 ч2О2:1[4]
Сульфат бария сульфита3,7Ba (SO3)0.3(ТАК4)0.72:7ромбическийПНМАа = 8,766 б = 5,46 в = 7,126[17]
тетрагидрат сульфата дисульфита лантанаЛа2(ТАК3)2ТАК4• 4H2О2:1[4]
сульфат дисульфита церияCe2(ТАК3)2ТАК42:1[3]
тетрагидрат сульфата дисульфита церияCe2(ТАК3)2ТАК4• 4H2О2:1[7][18]
дисульфат сульфита церияCe2ТАК3(ТАК4)21:2[3]
тетрагидрат сульфата дисульфита неодимаNd2(ТАК3)2ТАК4• 4H2О2:1[4]
Nd (SO3) (HSO4)(ЧАС2O)31:1374.41триклиническийп1a = 6,5904 b = 6,9899 c = 9,536 α = 101,206 β = 97,767 γ = 92,823 Z = 2425.672.921светло-фиолетовый[5]
Nd (SO3) (HSO4)1:1триклиническийп1a = 6,4152 b = 6,6232 c = 6,9955 α = 91,726 β = 92,438 γ = 92,423 Z = 2296.553.610светло-фиолетовый[5]
этилендиаммоний бис- (гидрат сульфита неодима)C2ЧАС10N2[Nd (SO3)(ТАК4)ЧАС2O]21:1738.87моноклиническийP21/ cа = 9,0880 б = 6,9429 с = 13,0805 β = 91,55 Z = 2825.042.974розовый[19][20]
См2(ТАК3)2ТАК4• 2,5 ч2О2:1[21]
сульфат дисульфита европияЕвропа2(ТАК3)2ТАК42:1[3]
дисульфат сульфита европияЕвропа2ТАК3(ТАК4)21:2[3]
Tb2(ТАК3)2ТАК4• 2,5 ч2О2:1[4]
поли [диаква-μ (4) -сульфато-ди-μ (4) -сульфито-дидиспрозий (III)]Dy2(ТАК3)2ТАК4• 2H2О2:1617.21моноклиническийC2/cа = 11.736 б = 6.8010 c = 12,793 β = 102,686 ° Z = 4996.14.115бесцветный[4][22]
Хо2(ТАК3)2ТАК4• 2,5 ч2О2:1[4]
Э2(ТАК3)2ТАК4• 2,5 ч2О2:1[4]
Yb2(ТАК3)2ТАК4• 2,5 ч2О2:1[4]
Комплексы
[OsO2(ТАК3)(ТАК4) (NH3)2]2−1:1[23]

Рекомендации

  1. ^ Расцветаева, Р. К .; Иванова, А.Г .; Чуканов, Н. В .; Верин И. А. (июль 2007 г.). «Кристаллическая структура аллориита». Доклады наук о Земле. 415 (1): 815–819. Bibcode:2007DokES.415..815R. Дои:10.1134 / S1028334X07050340. S2CID 130051924.
  2. ^ Ричардсон, Стефани (2009). «Улавливание диоксида серы с использованием оксидианионов серы: синтез и характеристика двух новых соединений» (PDF). Получено 24 июн 2020.
  3. ^ а б c d е Карппинен, М .; Leskelä, M .; Ниинистё, Л. (март 1989 г.). «Исследования сульфитов лантаноидов. Часть VIII. Термогравиметрические исследования тригидрата сульфита европия». Журнал термического анализа. 35 (2): 355–359. Дои:10.1007 / BF01904438. ISSN 0368-4466. S2CID 97297578.
  4. ^ а б c d е ж грамм час я j Лескеля, Маркку; Де Матос, Дж. Эверардо X .; Ниинистё, Лаури (декабрь 1987 г.). «Исследования сульфитов лантаноидов. Часть VII. Препаративные и термические исследования гидратов сульфитов редкоземельных элементов». Неорганика Chimica Acta. 139 (1–2): 121–123. Дои:10.1016 / S0020-1693 (00) 84054-2.
  5. ^ а б c Довгань, Якоб Т .; Полински, Мэтью Дж .; Mercado, Brandon Q .; Вилла, Эрик М. (05.09.2018). «Гидротермальные синтезы неодимовых сульфитов и смешанных сульфат-сульфитов на основе pH». Рост кристаллов и дизайн. 18 (9): 5332–5341. Дои:10.1021 / acs.cgd.8b00769. ISSN 1528-7483.
  6. ^ Alpers, Charles N .; Jambor, John L .; Нордстрем, Д. (2018). Сульфатные минералы: кристаллография, геохимия и значение для окружающей среды. Walter de Gruyter GmbH & Co KG. п. 95. ISBN 978-1-5015-0866-0.
  7. ^ а б Петерсон, Э. Дж .; Фолтын, Э. М .; Онстотт, Э. И. (декабрь 1983 г.). «Термохимическое расщепление диоксида серы оксидом церия (IV)». Журнал Американского химического общества. 105 (26): 7572–7573. Дои:10.1021 / ja00364a018. ISSN 0002-7863.
  8. ^ HAAS, N; ПЕТЕРСОН, Э; ONSTOTT, E. (1990). «Диоксимоносульфат дилантана в качестве рециркулирующего реагента и рециркулирующего субстрата для термохимического водородного цикла диоксид серы-йод». Международный журнал водородной энергетики. 15 (6): 397–402. Дои:10.1016/0360-3199(90)90196-6.
  9. ^ Онстотт, Э. И. (март 1991 г.). «Термохимия йодного окисления сульфита в композициях оксид-сульфит-сульфат-гидрат церия и празеодима с получением йодистого водорода путем гидролиза и дисульфурации путем сопутствующего диспропорционирования и сравнения с поведением лантана». Журнал физической химии. 95 (6): 2520–2525. Дои:10.1021 / j100159a076. ISSN 0022-3654.
  10. ^ Онстотт, Э (1989). «Термохимия йодного окисления сульфита в гидратах оксид-сульфит-сульфат лантана с образованием иодистого водорода». Международный журнал водородной энергетики. 14 (2): 141–145. Дои:10.1016/0360-3199(89)90004-9.
  11. ^ Онстотт, Э. Я; Bowman, M G; Michnovicz, M F; Холлабо, С. М. (15 июля 1984 г.). «Модификация термохимического водородного цикла диоксид серы-йод сульфитами и сульфатами лантана». Получено 22 июн 2020.
  12. ^ Коэн, Авраам; Занген, Мендель (1984-07-05). «ИССЛЕДОВАНИЯ СУЛЬФИТОВ ЩЕЛОЧНОЙ ЗЕМЛИ - V. СТРУКТУРА И СТАБИЛЬНОСТЬ НОВОГО СОЕДИНЕНИЯ Ca 3 (SO 3) 2 SO 4 · 12H 2 O И ЕГО ТВЕРДОГО РАСТВОРА В ТЕТРАГИДРАТЕ СУЛЬФИТА КАЛЬЦИЯ». Письма по химии. 13 (7): 1051–1054. Дои:10.1246 / cl.1984.1051. ISSN 0366-7022.
  13. ^ Weidenthaler, C .; Tillmanns, E .; Хентшель, Г. (1993). «Оршаллит, Ca3 (SO3) 2. SO4. 12H2O, новый кальций-сульфит-сульфат-гидратный минерал». Минералогия и петрология. 48 (2–4): 167–177. Дои:10.1007 / BF01163095. ISSN 0930-0708. S2CID 93169523.
  14. ^ Занген, Мендель; Коэн, Авраам (5 июня 1985 г.). "ИССЛЕДОВАНИЯ СУЛЬФИТОВ ЩЕЛОЧНОЙ ЗЕМЛИ. VII. ВОДОРОДСКИЕ СВЯЗИ И РАСПОЛОЖЕНИЕ АТОМОВ ВОДОРОДА В КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЕ CaSO3 · 4H2O И Ca3 (SO3) 2SO4 · 12H2O". Письма по химии. 14 (6): 797–800. Дои:10.1246 / кл.1985.797.
  15. ^ Пеков, И. В .; Чуканов, Н. В .; Britvin, S. N .; Кабалов Ю.К .; Göttlicher, J .; Япаскурт, В. О .; Задов, А.Е .; Кривовичев, С.В .; Schüller, W .; Тернес, Б. (октябрь 2012 г.). «Сульфитный анион в минералах группы эттрингита: новый минеральный вид хильшерит, Ca 3 Si (OH) 6 (SO 4) (SO 3) · 11H 2 O, и серия твердых растворов таумазита и хильшерита». Минералогический журнал. 76 (5): 1133–1152. Bibcode:2012MinM ... 76.1133P. Дои:10.1180 / minmag.2012.076.5.06. ISSN 0026-461X. S2CID 101147914.
  16. ^ Бен Яхия, Хамди; Шикано, Масахиро; Кобаяси, Хиронори (2013). «Выращивание монокристаллов новых соединений Mn2 (OH) 2SO3, Mn2F (OH) SO3 и Mn5 (OH) 4 (H2O) 2 [SO3] 2 [SO4] с использованием гидротермального метода». Dalton Transactions. 42 (19): 7158–66. Дои:10.1039 / c3dt50415h. ISSN 1477-9226. PMID 23525185.
  17. ^ Бухмайер, Вилли; Энгелен, Бернвард; Лутц, Хайнц Дитер (1988-01-01). «Кристаллструктура бариумсульфитсульфата, Ba (SO3) 0,3 (SO4) 0,7 bzw. BaSO3,7». Zeitschrift für Kristallographie - Кристаллические материалы. 183 (1–4). Дои:10.1524 / zkri.1988.183.14.43. ISSN 2196-7105. S2CID 101933384.
  18. ^ Петерсон, Э. Дж .; Фолтын, Э. М .; Onstott, E. I. (1980), McCarthy, Gregory J .; Райн, Джеймс Дж .; Зильбер, Герберт Б. (ред.), "Получение и термические исследования сульфит-сульфат-гидрата церия (III)", Редкие земли в современной науке и технологиях, Бостон, Массачусетс: Springer US, стр. 65–66, Дои:10.1007/978-1-4613-3054-7_11, ISBN 978-1-4613-3056-1
  19. ^ Рао, Чинтамани Нагеса Рамачандра (2008). Тенденции в химии материалов: избранные исследовательские работы C.N.R. Рао. World Scientific. С. 382–388. ISBN 978-981-283-383-9.
  20. ^ Рао, К. Прабхакара; Рао, К. Н. Р. (апрель 2007 г.). «Координационные полимеры и гибридные сети различной размерности, образованные сульфитами металлов». Неорганическая химия. 46 (7): 2511–2518. Дои:10.1021 / ic061988m. ISSN 0020-1669. PMID 17326625.
  21. ^ Лескеля, Туула; Лескеля, Маркку; Ниинистё, Лаури (май 1995 г.). «Термоаналитические исследования гидрата сульфита сульфита самария». Термохимика Акта. 256 (1): 67–73. Дои:10.1016 / 0040-6031 (94) 02170-С.
  22. ^ Чжан, Зай-Чао; Ван, Цзя-Хун; Чжао Пу-Су (15.05.2011). «Dy 2 (SO 3) 2 (SO 4) (H 2 O) 2: первое смешанное сульфатно-сульфитное неорганическое соединение лантаноидов». Acta Crystallographica Раздел C Связь с кристаллической структурой. 67 (5): i27 – i29. Дои:10.1107 / S0108270111009048. ISSN 0108-2701. PMID 21540523.
  23. ^ Абишева, З.С.; Паршина, И.Н .; Бочевская, Э.Г .; Ушанов, В.Ж. (Ноябрь 1998 г.). «Химические превращения сульфитных комплексов осмия (VI) в аммиачно-сульфатных растворах». Гидрометаллургия. 50 (3): 269–278. Дои:10.1016 / S0304-386X (98) 00059-0.