سولفات آهن

 معرفی و بررسی انواع سولفات آهن و کاربرد آنها

سولفات آهن با فرمول شیمیایی  FeSO_۴ با عناوین زاج سبز و سولفات آهن (II) نیز شناخته می شود. سولفات آهن یک نمک محلول در آب است که معمولاً به دو شکل کریستالی و پودری یافت می شود. رنگ این ترکیب معمولا سبز یا سبز مایل به آبی است.  فریک (Ferric Sulfate) یا همان سولفات آهن یک ترکیب بسیار پرکاربرد در صنایع مختلف از جمله کشاورزی است. سولفات آهن ۱۸ درصد یا هفت آبه در کشاورزی کاربرد فراوانی دارد.

خواص و ویژگی ها

این ترکیب به دلیل حلالیت بالا به راحتی در محیط های مایع استفاده می شود. این ترکیب دارای خاصیت هیگروسکوپی (Hygroscopic) است به این معنا که تمایل به جذب رطوبت از هوا دارد. این ویژگی باعث می شود که به خصوص در محیط های مرطوب مستعد کلوخه شدن باشد. کریستال های سولفات آهن دارای ساختار کریستالی مونوکلینیک هستند و اغلب به صورت گرانول یا پودر آبی مایل به سبز دیده می شوند.

شکل هیدراته این ماده به صورت چندین ترکیب مختلف، از جمله هپتاهیدرات سولفتن فروس (FeSO4·7H2O)، که معمولاً به عنوان مس یا ویتریول سبز شناخته می شود، و مونوهیدرات سولفات آهن (FeSO4·H2O) وجود دارد.

منظور از سولفات آهن هفت آبه و سولفات آهن دو آبه چیست و چه تفاوتی دارند؟

سولفات آهن هفت‌ آبه و دو آبه به تعداد مولکول‌ های آب کریستالی که به ساختار سولفات آهن متصل هستند اشاره دارند:

• سولفات آهن هفت‌ آبه (FeSO4·7H2O)
  یعنی هر مولکول سولفات آهن به ۷ مولکول آب متصل است. این فرم معمول‌ ترین شکل سولفات آهن است که به‌ صورت کریستال‌ های سبز روشن و مرطوب دیده می‌ شود. این حالت به دلیل داشتن آب بیشتر، وزن مولکولی بالاتر و خاصیت رطوبت‌ دهی بیشتری دارد.

• سولفات آهن دو آبه (FeSO4·2H2O)
  یعنی هر مولکول سولفات آهن به ۲ مولکول آب متصل است. این فرم خشک‌ تر است و معمولاً وزن کمتری نسبت به حالت هفت‌ آبه دارد و برای برخی کاربردهای صنعتی یا کودهای خاص ترجیح داده می‌ شود.

تفاوت‌ ها

• مقدار آب کریستالی: هفت‌ آبه ۷ مولکول آب، دو آبه ۲ مولکول آب دارد.

• وزن مولکولی: هفت‌ آبه به دلیل آب بیشتر، سنگین‌ تر است.

• حالت فیزیکی: سولفات آهن هفت‌ آبه نسبت به نوع دو آبه مرطوب‌ تر و کریستالی‌ تر است.

• کاربرد: بسته به نیاز مصرف، ممکن است یکی ترجیح داده شود (مثلاً هفت‌ آبه بیشتر در کشاورزی به عنوان کود آهن محلول استفاده می‌ شود).

کاربرد سولفات آهن

کشاورزی: آهن به طور گسترده در کشاورزی به عنوان اصلاح کننده خاک و کود استفاده می شود. این ترکیب، مواد مغذی ضروری مانند آهن و گوگرد را برای گیاهان فراهم می کند و به رشد و نمو آنها کمک می کند. کمبود کلروفیل، زرد شدن برگ ها یا همان کلروزه شدن و افت قابل توجه نرخ فتوسنتز از عوارض و نشانه های کمبود ریزمغذی آهن در گیاهان است.

سولفات آهن کود کشاورزی

همان طور که در پیش تر اشاره شد، Iron Sulfate به دو فرم پودری و کریستال وجود دارد. هر دو فرم در کشاورزی قابل استفاده است:

بسته بندی سولفات آهن

این ماده، توسط تولیدکنندگان در جامبو بگ های یک و نیم تنی و همچنین کیسه های ۲۵ کیلوگرمی عرضه می شود. کیسه‌ های پلاستیکی یا لمینتی با وزن‌ های ۱ و ۵ کیلوگرم و گاهی بسته‌ بندی‌ های ساشه یا پاکتی برای مصارف خانگی نیز در بازار دیده می شود.

آهن برای کنترل علف های هرز

کنترل خزه و علف های هرز: استفاده از محلول های سولفات آهن در کنترل خزه ها و علف های هرز در چمن ها و باغ ها موثر است. اسپری کردن محلول آهن رقیق شده روی نواحی آلوده به خزه می تواند به از بین بردن خزه ها کمک کرده و در عین حال باعث رشد سالم تر چمن شود. به طور مشابه، می توان آن را در مناطق مستعد علف های هرز اعمال کرد تا از رشد علف های هرز بدون آسیب رساندن به گیاهان اصلی جلوگیری کند.

کاربرد سولفات آهن در تصفیه آب

این ترکیب در فرآیندهای تصفیه آب برای حذف ناخالصی ها و آلاینده ها استفاده می شود. سولفات آهن در فرآیند تصفیه آب به عنوان یک منعقد کننده عمل کرده، جامدات معلق را رسوب داده و به حذف فلزات سنگین از ساختمان های آبی کمک می کند. علاوه بر این، سولفات آهن می تواند رشد جلبک ها را در مخازن آب و حوضچه ها کنترل کند و به عنوان یک جلبک کش موثر عمل می کند.

کاربرد در صنایع رنگ

سولفات آهن به دلیل توانایی آن در ایجاد رنگ به عنوان ماده اولیه در صنایع مختلف رنگی استفاده می شود. در ادامه برخی از کاربردهای رایج سولفات آهن در رنگ اشاره شده است:

رنگ ها و پوشش ها

Iron Sulfate توانایی قابل توجهی در تولید طیف سایه های سبز تا آبی دارد. این تغییرات طیف رنگ می تواند با تغییر غلظت و فرمول رنگدانه تنظیم شود. رنگدانه‌های زاج سبز هم در رنگ‌های تزئینی و هم در رنگ‌ های صنعتی استفاده می‌ شوند که ثبات رنگ و دوام را برای محصولات نهایی فراهم می‌ کنند.

جوهر

سولفات فریک به عنوان یک ماده برای دستیابی به سایه های رنگی خاص سبز یا آبی عمل می کند. معمولاً در جوهرهای چاپ برای مواد بسته‌بندی، برچسب‌ها و سایر کاربردهایی که رنگ‌ های زنده مورد نظر هستند استفاده می‌شود. رنگدانه‌ های سولفات فروس به جذابیت بصری مواد چاپی کمک می‌ کنند و در عین حال استحکام خوبی در نور و مقاومت در برابر محو شدن دارند.

رنگرزی

زاج سبز به عنوان ماده اولیه در فرآیند رنگرزی منسوجات و الیاف استفاده می شود. این ترکیب به عنوان یک ماده خشک کننده به تثبیت رنگ روی پارچه کمک کرده و باعث حفظ رنگ و ثبات شستشو می شود.

کاربرد سولفات آهن در نجاری و چوب

در نجاری، محلول های سولفات فریک به عنوان لکه چوب استفاده می شود تا ظاهری فرسوده یا کهنه به سطوح چوبی بدهد. این تکنیک رنگ‌ آمیزی که اغلب به آن “آبنوسی کردن” می‌ گویند. این فرآیند شامل پردازش چوب با محلول سولفات آهن برای ایجاد رنگ‌ های تیره و خاکستری رنگی است که ظاهری شبیه به چوب قدیمی بوجود می آورد. علاوه بر این، سولفات آهن برای محافظت از چوب در برابر پوسیدگی و هجوم حشرات استفاده می شود.

رنگ آمیزی بتن

این ترکیب معدنی به عنوان عامل رنگ آمیزی سطوح بتن استفاده می شود. هنگامی که این ترکیب معدنی به مخلوط های بتن اضافه می شود، با هیدروکسید کلسیم موجود در سیمان واکنش می دهد و سایه های سبز یا خاکستری آبی را در بتن نهایی ایجاد می کند. این تکنیک رنگ‌آمیزی معمولاً در معماری مانند سنگ ‌فرش تزئینی، بتن مهر شده و پرداخت‌ های بافتی استفاده می‌ شود.

سولفات آهن III (3)

این نمک معدنی با فرمول شیمیایی Fe_۲(SO_۴)_۳  با نام های زاج زرد، زاج رومی و زاج شتر دندان نیز شناخته می شود. فروس سولفات ۳ بر خلاف سولفات آهن ۲ به شکل پودر زرد رنگ و محلول در آب است و مصرف صنعتی مانند نساجی و تصفیه آب دارد.

منابع

• MDPI | Iron Sulfate (FeSO4) Improved Physiological Attributes and Antioxidant Capacity by Reducing Oxidative Stress of Oryza sativa L. Cultivars in Alkaline Soil.
• NCBI | Foliar Application of Different Iron Sources Improves Morpho-Physiological Traits and Nutritional Quality of Broad Bean Grown in Sandy Soil.
• Incitec pivot fertilisers | Agritopic- Iron 2022
• Royal Society of Chemistry | V.—On the application of iron sulphate in agriculture, and its value as a plant-food
• Saleem, M.H.; Kamran, M.; Zhou, Y.; Parveen, A.; Rehman, M.; Ahmar, S.; Malik, Z.; Mustafa, A.; Anjum, R.M.A.; Wang, B. Appraising growth, oxidative stress and copper phytoextraction potential of flax (Linum usitatissimum L.) grown in soil differentially spiked with copper. J. Environ. Manag. ۲۰۲۰, ۲۵۷, ۱۰۹۹۹۴. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
• Waters, B.M.; Amundsen, K.; Graef, G. Gene expression profiling of iron deficiency chlorosis sensitive and tolerant soybean indicates key roles for phenylpropanoids under alkalinity stress. Front. Plant Sci. ۲۰۱۸, ۹, ۱۰. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed] [Green Version]