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Sulfate d'ammonium et de fer(III)

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Sulfate d'ammonium et de fer(III) dodécahydraté
Image illustrative de l’article Sulfate d'ammonium et de fer(III)
Un cristal d'alun ferrique ammoniacal
Identification
Synonymes

sulfate d'ammonium ferrique, sulfate d'ammoniaque ferrique, sulfate ferrique ammoniacal, alun ferrique, alun de fer(III), alun de fer III et d'ammonium

No CAS10138-04-2 (anhydre)
7783-83-7 (dodécahydrate)
NoECHA100.030.335
No CE233-382-4
SMILES
[Fe+3].[O-]S(=O)(=O)[O-].[O-]S([O-])(=O)=O.[NH4+]
PubChem,vue 3D
InChI
InChI :vue 3D
InChI=1/Fe.H3N.2H2O4S/c;;2*1-5(2,3)4/h;1H3;2*(H2,1,2,3,4)/q+3;;;/p-3
InChIKey :
XGGLLRJQCZROSE-DFZHHIFOAY
Apparencecristaux violet pale
Propriétés chimiques
FormuleH28FeNO20S2FeNH4(SO4)2·12 H2O
Masse molaire[1]482,192 ± 0,02 g/mol
H 5,85 %, Fe 11,58 %, N 2,9 %, O 66,36 %, S 13,3 %,
Propriétés physiques
T° fusion39 à 41 °C[réf. souhaitée]
T° ébullitiondécomposition par perte d'eau vers230 °C[réf. souhaitée]
Solubilité1 240 g·L-1 dans l'eau à25 °C[2]
Masse volumique1,71 g·cm-3 à20 °C[3]
Précautions
Directive 67/548/EEC[réf. souhaitée]
Nocif
Xn
Irritant
Xi
Symboles :
Xn :Nocif
Xi :Irritant

Phrases R :
R36/37 : Irritant pour les yeux et les voies respiratoires.

Phrases S :
S26 : En cas de contact avec les yeux, laver immédiatement et abondamment avec de l’eau et consulter un spécialiste.
S37 : Porter des gants appropriés.
S60 : Éliminer le produit et son récipient comme un déchet dangereux.


Peauirritant
Yeuxirritant

Unités duSI etCNTP, sauf indication contraire.
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Lesulfate d'ammonium et de fer(III),sulfate d'ammonium ferrique oualun de fer, est uncorps chimiqueminéral qui peut êtreanhydre et alors deformule chimique NH4Fe(SO4)2[4]. Il peut être obtenu par déshydratation complète du composé minéral naturel correspondant, par exemple en chauffant au-delà de230 °C.

Ledodécahydrate de sulfate d'ammonium et de fer(III) est le même corps chimique minéral hydraté deformule semi-développée NH4FeIII(SO4)2·12 H2O, plus connu sous le nom d'alun de fer(III), d'alun de fer(III) ammoniacal ou d'alun ferrique. Cesel double appartient à la classe desaluns, composés ioniques de formule généraleMM'(SO4)2·12 H2O[5]. Il est décrit dans la suite de cet article comme dans l'infobox.

Aspect et propriétés physiques et chimiques

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Insoluble dans l'alcool, il forme des cristauxoctaédriques de couleur violet pâle. La couleur est toujours l'objet de controverses entre scientifiques : certains supposent le rôle d'impuretés[6], alors que d'autres la croient volontiers dépendre de la seulestructure cristalline[7]. La matière cristalline est généralement inodore, parfois avec un relent d'ammoniac.

Ce composé minéral estparamagnétique[8],acide et toxique vis-à-vis desmicro-organismes[9]. Il s'agit d'un agentoxydant faible, capable d'être réduit par exemple par lesel de Mohr, autre alun similaire mais ferreux, soit le sulfate d'ammonium ferreux hexahydraté.

Préparation

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Ce composé minéral peut être simplement préparé à partir d'un mélange desolutions aqueuses desulfate ferrique et desulfate d'ammonium.

Il est également possible d'oxyder le fer(II) dusulfate ferreux en Fe(III) pour former le sulfate ferrique, par exemple par addition d'acide sulfurique et d'acide nitrique au mélange ferreux. Il ne reste plus qu'à ajouter la solution de sulfate d'ammonium à la solution pour former une solution complexe et troublée, où les cristaux hydratés de sulfate d'ammonium ferriqueprécipitent.

  • Oxydation : 6 FeSO4 + 2 HNO3 + 3 H2SO4 → 3 Fe2(SO4)3 + 2 NO + 4 H2O
  • Synthèse : Fe2(SO4)3 + (NH4)2SO4 → 2 NH4Fe(SO4)2

Les acides nitrique et sulfurique qui réagissent avec le sulfate ferreux, forment du sulfate ferrique, de l'oxyde nitreux et de l'eau. Le sulfate ferrique mélangé au sulfate d'ammoniaque forme le précipité de sel double recherché[10]. La solution est ensuite soumise à analyse pour détecter qu'il n'y a plus de fer(II).

Anciens usages et utilisations actuelles

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Il est connu dans le monde antique. Son nom latin savant, à l'époque moderne, estsulfas ammonico ferricus.Der Ammonium Eisenalaun ou alun de fer et d'ammonium est le nom traditionnel allemand. Il était utilisé en chimie technique et en teinture.

Un large champ d'emploi s'ouvre au sulfate d'ammonium ferrique, par exemple dans le domaine dutraitement des eaux usées[11], dutannage[11], dans l'industrie des colorants[11] ou encore d'agent de décapage en particulier dans l'industrie descomposants électroniques[12].

Les applications anciennes s'étendaient même à l'équipement deréfrigérationadiabatique[13], à l'analyse chimique etbiochimique[14] et à lasynthèse organique[15].

Au laboratoire, il est utilisé comme indicateur, par exemple dans laméthode de Charpentier - Volhard en volumétrie analytique, qui permet le dosage deschlorures par exemple en chimie de l'eau. Il est parfois utilisé au laboratoire photographique.

Notes et références

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  1. Masse molaire calculée d’après« Atomic weights of the elements 2007 », surwww.chem.qmul.ac.uk.
  2. « Ammoniumeisen(III)-sulfat », surthieme.de(consulté le).
  3. http://www.alfa.com/de/GP100w.pgm?DSSTK=A16105
  4. , Masse molaire = 266 g/mol.
  5. Considine, Douglas M.,Chemical and process technology encyclopedia, McGraw-Hill, New York, 1974,p. 993. L'article générique de Perrotey, opus cité, est en français.
  6. Christensen, Odin T.,On the Cause of the Amethyst Color of Ferric Alum and of Mixed Crystals of Ferric and Manganic Alum
  7. Jane Bonnell et Edgar Philip Perman, CCXXIX.
  8. Cooke, Meyer, Wolf,The Specific Heats of Three Paramagnetic salts at Very Low Temperatures,Proceedings of the Royal Society of London.
  9. Fei Wanget al.,Microcalorimetric investigation of the toxic action of ammonium ferric(III)sulfate on the metabolic activity of pure microbes,DOI 10.1016/j.etap.2007.11.004. Accessible viasciencedirect.com
  10. Hecht, Horstmar,Prãparative Anorganische Chemie, Springer-Verlag, Berlin, 1951.p. 127
  11. ab etcWiley Encyclopedia of inorganic chemistry,vol. 4,p. 1704
  12. Chenet al.,United States Patent 5518131,Etching molydbenum with ferric sulfate and ferric ammonium sulfate
  13. Grant W. Wilson, Peter T. Timbie,Construction techniques for adiabatic demagnetization refrigerators using ferric ammonium alum
  14. J.C. Whitehorn,A system of blood analysis
  15. Yu, Shanxinet al.,Application of ammonium ferric sulfate dodecahydrate in organic synthesis,General Review 2005, 17(1),p. 27–30.

Bibliographie

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  • Jean Perrotey, "article sur les aluns de formule MeI MeIII (SO4)2. 12H2O",Encyclopædia Universalis, Corpus 2, 2002, page 14utilisation.
  • A.-H. Cuisinier,Leçons de photographie théoriques et pratiques, Publications Photo-Cinéma Paul Montel, Paris, 1971

Liens externes

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