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硫酸亚铁铵和硫酸亚铁稳定性的对比研究

发布时间 2020-10-19 11:26

  硫酸亚铁铵和硫酸亚铁稳定性的对比研究_化学_自然科学_专业资料。: / / ) 2 0 1 4 年第 7 期 化 学 教 育 ( t t www . h x . o r h p j y g ·6 9· 硫酸亚铁铵和硫酸亚

  : / / ) 2 0 1 4 年第 7 期 化 学 教 育 ( t t www . h x . o r h p j y g ·6 9· 硫酸亚铁铵和硫酸亚铁稳定性的对比研究 李俊生1* 马毓臣1 张 晶1 胡志刚2 ( ) 河北省秦皇岛市第一中学 0 福建师范大学化学与材料学院 3 1. 6 6 0 0 0;2. 5 0 0 0 7 摘要 对硫酸亚铁铵晶体以及 硫 酸 亚 铁 晶 体 在 不 同 环 境 下 的 稳 定 性 进 行 了 实 验 对 比 研 究 , 并 根据实验结果进行了理论分析 , 明晰了不同环境下 2 者稳定性的差别 , 研究认为硫酸亚铁铵晶体内 氢键比硫酸亚铁晶体内氢键多 , 众 多 的 氢 键 可 以 提 高 亚 铁 离 子 “ 遮蔽效应” 的稳定性是硫酸亚铁 铵晶体较硫酸亚铁晶体稳定的根本原因 。 关键词 硫酸亚铁铵 硫酸亚铁 稳定性 氢键 硫酸亚铁铵是一种浅蓝绿色的结晶或粉末 , 高 中教材认为硫酸亚铁铵比硫酸亚铁稳定 , 一般的资 料上也具有同样认识 , 但是硫酸亚铁铵稳定的原因 以及不同环境下 2 者的稳定性差别人们研究的并不 多 , 而这些问题却是人们广泛关心的 , 对此我们进 行了如下实验探究 。 1 . 1 硫酸亚铁铵和 硫 酸 亚 铁 饱 和 溶 液 稳 定 性 的 对 比研究 测定新配制的 2 种 试 剂 饱 和 溶 液 的 p H, 同 时 把新配制等体积的 2 种饱和溶液分别放入点滴板的 / 孔穴中 , 再滴入 2 滴 0 . 0 1m o l L K S C N 试剂之后 进行观察 , 有关实验结果如表 1。 1 硫酸亚 铁 铵 和 硫 酸 亚 铁 稳 定 性 对 比 的 实 验研究 物质 F e S O 4 ( ( F e S O NH4) 2 4) 2 e S O F 4 ( ( e S O NH4) F 2 4) 2 开始 淡淡的桔黄色 无色 i n 1m 桔红 米色 表 1 硫酸亚铁铵和硫酸亚铁饱和溶液稳定性对比实验研究 1 5m i n 红色 米色 6 0m i n 红色 浅黄 3h 深红 黄色 5h 深红 桔红 2 4h 深红 桔红 饱和溶液 p . 4 6 H=4 饱和溶液 p H=4 . 2 2 1 . 2 硫酸亚铁铵晶 体 和 硫 酸 亚 铁 晶 体 在 封 闭 具 有 一定湿度条件下的稳定性对比研究 取型 号 相 同 的 广 口 瓶 以 及 U 型 管 , 按 照 图 1 组装好仪器 , 检查气密性 , 其中注射器针头的作用 是减少水分的挥发 , 皮筋的作用是观察水分挥发量 对实验的影响 。 及3个 U 型 管 的 液 面 都 相 平, 接 下 来 进 行 为 期 一 个多月时间的实验观察和实验过程记录 , 观察结果 如表 2。 . 3 硫酸亚铁铵晶 体 和 硫 酸 亚 铁 晶 体 在 封 闭 干 燥 1 条件下稳定性的对比研究 为了比较干燥环境下硫酸亚铁铵晶体和硫酸亚 铁晶体的稳定性 , 我们分别在 2 个广口瓶中放入一 定量的晶体 , 并且在 2 种晶体的上面放入变色硅胶 干燥剂 , 其中硫酸亚铁铵晶体上面放的变色硅胶多 一些 , 盖上瓶塞 , 情况如图 2。 按照图 2 实验设计进行详细的观察并记录实验 现象 , 观察记录实验现象完毕后取出 2 个广口瓶中 的一定量的晶体放在白纸上 , 在 2 种晶体上面分别 图 1 湿度对硫酸亚铁铵和硫酸亚铁晶体稳定性影响实验 / 滴加 2 滴 0 . 0 1m o l L K S C N 试 剂 并 观 察 现 象,结 果如表 3。 . 4 硫酸亚铁铵晶 体 和 硫 酸 亚 铁 晶 体 在 自 然 通 风 1 条件下稳定性的对比研究 当装置气密性良好后 , 装入相应的药品 , 药品 装入后用手捏住连接 2 个玻璃导管的胶管调整每个 U 型管内的液面 , 使 每 个 U 型 管 内 的 2 个 液 面 以 :h a i l b h d l s 6 3 . c o m * 通信联系人 ,E-m @1 q j ·7 0· / / ) : 化 学 教 育( www . h x . o r 0 1 4 年第 7 期 h t t 2 j y g p 为了提高其风化程度以及速率把一定量 2 种晶 体放于表面皿里 , 然后进行长时间的对比观察 , 发 现 2 种晶体变化的情况如图 3。 表 23 种晶体在一定湿度时稳定性对比实验现象 晶体名称 硫酸亚铁 晶体 硫酸亚铁铵 晶体 氯化钠晶体 U 型管液面变化及变化速度 U 型管 A 液面上升 ,B 液面下降 ; 一定时间后 A 液面 下 降 ,B 液 面 上 升 ; 长 时 间 观 察 则 重 复 前 面 的 变 化 形 成 A、 B 液面的上下振荡 ; 上下振荡速度很慢很慢 U 型管 A 液面上升 ,B 液面下降 ; 一定时间后 A 液面 下 降 ,B 液 面 上 升 ; 长 时 间 观 察 则 重 复 前 面 的 变 化 形 成 A、 B 液面的上下振荡 ; 上下振荡速度很慢很慢 U 型管 A 液面上升 ,B 液面下降 ; 一定时间后 A 液面 下 降 ,B 液 面 上 升 ; 长 时 间 观 察 则 重 复 前 面 的 变 化 形 成 A、 B 液面的上下振荡 ; 上下振荡速度很慢很慢 ① 实验完毕后拆开装置 ,A 液面和 B 液面的位置和皮筋位置基本重合 , 说明 U 型管内水量变化不大 F e( S O H2O 晶 体 轻 微 结 块 ;F e S O H2O 晶 体 结 块 程 度 较 NH4 ) ② 实验完毕后 广 口 瓶 中 晶 体 状 态 :( 2 4) 2 ·6 4 ·7 ( ( NH4) e S O H2O 晶体大 , 变成稍有强度的一体 ;N a C l晶体轻微结块 6 F 2 4) 2· ③3 个 U 型管内水的液面最后都是 B 液面上升 →A 液面下降 → 两面持平 →A 液面略高于 B 液面 ④ 重复 ③ 的过程 其他 实验现象总结 ⑤ 最后 3 个 U 型管内 A 液面和 B 液面只是在皮筋附近上下振荡 , 且幅度越来越小 , 时间越来越长 ( 7 6 F e S O H2O 晶体和 ( e S O H2O 晶体的颜色保持不变 NH4) ⑥ 实验过程中 F 4· 2 4) 2· ( 7 6 F a C l晶体 、F e S O H2O 晶体 、( e S O H NH4) ⑦N 4· 2 4) 2· 2O 晶体 3 者的振荡时间以及振荡幅度基本同步 , 同 时 3 者振荡时的温度相等且和环境温度一致 ( / F 7 6 e S O H2O 晶体和 ( e S O H . 0 1m o l L K S C N溶 NH4) ⑧ 实验完毕后在装有 F 4· 2 4) 2· 2O 晶体的广口瓶中 滴 入 0 液 2 滴 ,2 者开始瞬间无色 , 接着马上转化为淡淡的黄色 , 但是硫酸亚铁铵转化为淡黄色的时间较长 ( e S O H2O 晶体 、( e S O H2O 晶体 、N a C l晶体在瓶底粉化成细小颗粒 NH4) 7 6 F ⑨ 实验过程中 F 4· 2 4) 2· ) 硫酸亚铁晶体颜色逐渐由淡绿 1 图 3 表明 :( 色变成白色 , 表现为易风化 , 最后白色又转变成土 / 黄 色, 在 土 黄 色 固 体 上 面 滴 加 2 滴 0 . 0 1m o l L ) 硫酸亚铁铵晶体没 K S C N 溶液出现淡粉红色 ;( 2 / 有 明 显 的 变 化, 晶 体 表 面 滴 加 2 滴 0 . 0 1m o l L K S C N 溶液开始瞬间为无色 , 一定时间后变成淡粉 红色 。 广口试剂瓶中晶体的变化情况 ① 晶体和变色硅胶分界面处的硅胶颜色由蓝色逐渐变成粉红色且向上扩展 , 最后全部变成粉红色 ② 晶体和变色硅胶分界面处的晶体逐渐由浅绿色变 白 色 , 白 色 部 分 向 下 扩 展 , 分 界 面 处 的 白 色 固 体 出 现 淡 黄 色 , 淡黄色向下扩展同时分界面处的淡黄色固体颜色加深 , 变成黄色 ① 整个实验过程中变色硅胶以及硫酸亚铁铵晶体在颜色上都没有明显的变化 ② 实验完毕后把分界面处的变色硅胶小心取出发现变色硅胶的蓝色只是有稍微的变浅 , 不明显 / . 0 1m o l L K S C N 溶液发现 , 黄色物质部分溶解变红色 ① 实验完毕后取出黄色物质 , 放在点滴板上滴加 2 滴 0 / . 0 1m o l L K S C N 溶液发现 , 晶体部分溶解且呈无色 , 但是马上又变 ② 实验完毕后取出硫酸亚铁铵晶体滴加 2 滴0 成淡淡的黄色 图 2 干燥环境下硫酸亚铁铵晶体和硫酸 亚铁晶体稳定性对比实验 表 3 干燥环境下硫酸亚铁铵晶体和硫酸亚铁晶体的稳定性对比实验现象 晶体名称 硫酸亚铁 晶体 硫酸亚铁铵 晶体 其他 实验现象总结 1 . 5 硫酸亚铁铵晶 体 和 硫 酸 亚 铁 晶 体 在 密 封 有 氧 条件下稳定性的对比研究 取2 支 5 0m L 注 射 器, 里 面 分 别 装 入 1 0m L 图 3 晶体风化后以及风化后滴加硫氰化钾 溶液实验结果对比 的硫酸亚铁晶体以及硫酸亚铁铵晶体 , 调整 2 个注 射器活塞使注射器里面的空气体积都为 4 0m L, 用 : / / ) 2 0 1 4 年第 7 期 化 学 教 育 ( t t www . h x . o r h p j y g ·7 1· 针头以及胶塞封 好 注 射 器 ,如 图 4; 再 取 量 和 2 支 注射器里面晶体相同的硫酸亚铁晶体以及硫酸亚铁 / 铵晶体放到 表 面 皿 上 再 分 别 滴 加 2 滴 0 . 0 1m o l L K S C N 溶液 , 变色后拍摄数码照片备用 。 + 的引 入 , 晶 体 大 , 而硫酸亚铁铵晶体中由于 NH4 2] ,具体情况如 内氢键 数 目 增 多 , 氢 键 网 络 增 强 [ [ 3] 。 图7 图 4 硫酸亚铁铵晶体和硫酸亚铁晶体在 密封有氧的条件下稳定性比较 对图 4 实验设计进行 1 个月的长时间观察 , 观 察过程中 摇 动 注 射 器 使 里 面 的 晶 体 和 空 气 充 分 接 触 , 实验完毕后分别取出 2 支注射器里面的硫酸亚 铁铵晶体以 及 硫 酸 亚 铁 晶 体 并 分 别 滴 加 2 滴 0 . 0 1 / m o l L K S C N 溶液 , 实验结果如下 : ( ) 注射器里硫酸亚铁铵晶体颜色以及硫酸亚 1 铁晶体颜色没有明显的变化 ; ( ) 注射器 里 2 种 晶 体 取 出 后 滴 加 2 滴 0 . 0 1 2 / m o l L K S C N 溶液 , 硫酸亚铁铵晶体是先无色 , 后 变淡淡的黄色 , 和备用数码照片比较变黄的程度基 本一致 ; 而对于硫酸亚铁晶体是先淡淡的黄色 , 后 颜色加深 , 和备用数码照片比较后者颜色略深 , 不 明显 ; ( ) 注射器里空气的体积 , 装入硫酸亚铁晶体 3 的注射器减少 1 6m L, 装入硫酸亚铁铵晶体的注射 器减少 1 4m L。 ( 图 6 ( H e S O H F 6 N 4) 2 4) 2· 2O 晶体结构 图 5F 7 e S O H 4· 2O 晶体结构 2 硫酸亚 铁 铵 和 硫 酸 亚 铁 稳 定 性 对 比 的 的 理论研究 实验研究结果说明了对硫酸亚铁铵和硫酸亚铁 稳定性对比的的理论研究是十分重要的 , 只有从理 论上才能认识上面实验现象的本质 , 以下从几个方 面进行理论分析 。 . 1 硫 酸 亚 铁 晶 体 和 硫 酸 亚 铁 铵 晶 体 结 构 对 比 2 分析 硫酸 亚 铁 晶 体 是 含 7 个 结 晶 水 的 F e S O 4 · ,在晶体结 如 图 5) 7 H2O, 为浅蓝绿色单斜晶体 ( 构中每个铁与 6 个水分子配位 , 晶体内存在着配位 水分子 , 游离水分子 、 硫酸根之间的氢键 ; 硫酸亚 ( 铁铵是含 6 个结晶水的 ( F 6 e S O H2O, NH4) 2 4) 2· , ( ) 为透明淡 蓝 绿 色 单 斜 晶 体 如 图 6 在 晶 体 结 构 中每个铁与 6 个水分子配位 , 晶体内存在着配位水 分子 、 硫酸根 、 铵根离 子 之 间 的 氢 键 [ 1] ( 图 7 ( 6 N F H e S O H 4) 2 4) 2· 2O 晶胞内氢键分布图 2 . 2 溶液的 p H 对亚铁离子稳定性影响的分析 2+ 溶液的稳定性与溶液 实验研究结 果 表 明 F e 的p H 密切相关 , 溶液的 p H 是影响 亚 铁 盐 溶 液 稳 定性的重要因素 , 显然研究溶液 p H 如何影响 亚 铁 盐溶液稳定性是非常重要的 , 研究表明亚铁盐溶液 4] : 中存在如下化学反应 [ 2+ ( 1) 氧 化 反 应 4 + O F e H+ 2 + 4 3+ +2 F e H2O ?4 ( S 2) 水 解 反 应 F H2O e O 2( 4 ) 3 + n / / n OH) S 2 e O H2S O ?F 2+ 2( n( 4) 3-n 4 ,2 者 比 较 而言硫酸亚铁晶体中氢键数目较少 , 晶体中空隙较 ·7 2· / / ) : 化 学 教 育( www . h x . o r 0 1 4 年第 7 期 h t t 2 j y g p ( / 3) 聚 合 反 应 mF OH ) S e O 2 ( n ( 4) 3-n 2 / OH) S F e O ?[ 2( n( 4) 3-n m 2] 上述 化 学 反 应 的 理 想 情 况 是 4 F e +O 2 + + ( 1 0 H2O?4 F e OH) H ,通过这些化学反应方 3 +8 程式或理 想 情 况 的 离 子 方 程 式 可 以 看 出 , 溶 液 的 2+ 上升 , 至最后随着亚铁离子浓度降低 , 反应速率又 逐渐减慢 , 这表示反应的生成物具有催化作用 。 根 据图 9 特点徐绍龄等提出自己的观点 : 认为亚铁水 合离子的中心离子 周 围 被 6 个 水 分 子 所 严 密 包 围 , 这些水分子对氧分子与亚铁离子间电子的迁移具有 , 所以 亚 铁 离 子 的 氧 化 速 率 十 分 缓 慢 , “ 遮蔽效应 ” 甚至不能发生 , 根据这一观点徐绍龄等认为溶液中 的水合亚铁离子 , 在溶液的 p H 增大时 , 氧化速 度 之所以能够增加 , 是 因 为 水 溶 液 中 的 OH- 离 子 能 2+ 离子周围的水分子中夺取 H+ 而促进亚铁的 在F e 2+ 离子的水解产物由于对中 水合离子水 解 , 而 F e c ( H ) 增 加, 上 述 化 学 平 衡 向 左 移 H 减小 , p 2+ 动 ,F e 就越难被氧化 ; 溶液的 p H 越大 , 上述化 + 学平衡 向 右 移 动 ,F e 越 易 被 氧 化。 更 为 准 确 的 2+ 2+ 被氧化的物质的量和溶液 p 定量研究 表 明 F e H [ 5] 。 关系如图 8 心离子电性的中和使其对配位结合的水分子极化能 力减弱而脱离 , 这样就因配位水的 “ 遮蔽效应 ” 的 2+ 离 消失 而 使 得 溶 液 中 溶 解 的 氧 分 子 能 直 接 与 F e 7] 。溶液的 p 子起氧化作 用 [ 遮 H 越 大 ,配 位 水 的 “ 蔽效应 ” 消 失 越 快 ,F e( OH) 3 的自催化作用越显 ( 著 , 氧化程度越大 。 对于 ( F 6 e S O H NH 4) 2 4) 2· 2O 2+ · , 和F 如果 F e S O H e 离子的某个 4 7 2O 晶体 而 言 配位水失去 , 则这个 配 位 水 的 位 置 就 可 以 被 O 2 占 8] 2+ 。 有 , 进而 F 离子被氧化 [ e 图 8p H 对亚铁溶液稳定性的影响 2+ 图 8 显示 , 当溶液的 p 基本不被 e H<1 时 F 2+ 较 快 地 被 氧 化 ,2 氧化 ,1<p . 4时 F e . 4< H<2 2+ 处 于 氧 化 的 相 对 稳 定 期 ,p H<5 . 5时 F e H> p 2+ 。 处于快速被氧化时期 时 . 5 F e 5 3 硫酸亚 铁 铵 和 硫 酸 亚 铁 稳 定 性 对 比 问 题 的讨论 前面的实验研究基本涵盖了 2 种物质在不同环 境下稳定性对比的情况 , 因此结合理论研究就可以 得出产生这些情况的理论依据 , 进而就可以明晰不 同环境下 2 种 物 质 稳 定 性 差 异 的 原 因 , 具 体 分 析 如下 . 1 实验 1 . 1 理论分析 3 实验显示该情况下 ,2 种 物 质 的 饱 和 溶 液 的 稳 定性基本相当 , 这是由于 2 种晶体溶于水后晶体结 构被 破 坏 , 晶 体 内 的 氢 键 也 被 破 坏 , 此 时 保 护 2+ 离子 “ 遮 蔽 效 应 ” 的 氢 键 因 素 被 严 重 减 弱, e F 因此 2 者此时的溶液稳定性相当 , 只是硫酸亚铁铵 遮蔽效应 ” 对亚铁离子稳定性影响的分析 . 3 “ 2 在水溶液中亚铁离子氧化机理的研究方面 , 主 要有 2 种理论 , 一是通过中间产物进行分步氧化的 理论 , 二是通过铁的水解产物吸附氧的机理 , 徐绍 龄等人通过实验总结出各种 p H 情况下 , 亚铁离子 [ 6] 。 氧化速率与时间的关系如图 9 饱和溶液的抗氧化能力略微比硫酸亚铁饱和溶液强 一点 , 产生这种情况的原因是硫酸亚铁铵饱和溶液 和硫酸亚铁饱和溶液的 p H 都处于氧化的相对 稳 定 期 , 但是铵根离子的水解造成硫酸亚铁铵饱和溶液 的p H 略小 , 因此硫酸亚铁铵饱和溶液的稳定性 比 硫酸亚铁饱和溶液略强 , 差别不是十分显著 。 . 2 实验 1 . 2 理论分析 3 ( 实验 1 F 6 . 2 显示了 ( e S O H2O 和 NH4 ) 2 4) 2· 图 9 各种 p H 时亚铁离子的氧化速率与时间的关系 图 9 表示反应速率一开始并不是很快的 , 随着 反应产物浓度的增大 , 氧化速率随时间增加而逐渐 F 7 e S O H2O 在一 定 湿 度 情 况 下 的 稳 定 性 , 由 于 4· a C l晶 体 一 样 , 所 以 我 们 2 者的实验现 象 基 本 和 N 认为潮 湿 的 情 况 下 ( F e( S O H2O 和 NH4 ) 2 4) 2 ·6 : / / ) 2 0 1 4 年第 7 期 化 学 教 育 ( t t www . h x . o r h p j y g ·7 3· 遮 7 F e S O H2O 的 结 晶 水 不 会 失 去 , 配 位 水 的 “ 4· 蔽效 应 ” 不 会 消 失 , 因 此 ( F e( S O NH4 ) 2 4) 2 · 实验 6 H2O 和 F e S O H2O 基 本 不 会 被 氧 化 ( 4 ·7 , 之 所 以 会 出 现 U 型 管 A、B 液 . 2 中的 ⑥ 、⑧ ) 1 面的上下振荡主要是由于晶体粉末的毛细作用以及 重力作用 , 少量的水分会进入到装有晶体的广口瓶 底部 , 在水以及上面晶体重力作用下 , 广口瓶底部 的晶体会粉化 [ 9] 2+ 离子的 “ 隙大 ,F 遮 蔽 效 应 ” 很 弱, 所 以 在 干 e 燥剂 作 用 下 以 及 通 常 的 环 境 下 F e S O H2O ? 4 ·7 遮 蔽 效 应” 很 快 F e S O H2O平衡会向右移动 , “ 4 +7 2+ 离子被氧化 。 被破坏 , 进而 F e . 4 实验 1 . 5 理论分析 3 实验 1 F . 5说明 ( e( S O H2O 和 NH4 ) 2 4) 2 ·6 7 F e S O H2O 两 种 晶 体 粉 末 在 封 闭 情 况 下 都 有 很 4· 强吸附 空 气 的 能 力 , 注 射 器 体 积 变 化 以 及 K S C N 试剂颜色前后变化说明了这一点 , 但是吸附空气后 的实 验 结 果 则 有 很 大 差 异 , ( F e( S O NH4 ) 2 4) 2· 6 H2O 晶体中 氢 键 较 多 , 且 具 有 较 强 的 氢 键 网 络 , ( 晶体内空隙也小 , 因此表现为 ( F e S O NH4 ) 2 4) 2· ( NH4) F 6 H2O? ( e S O H2O 平 衡 基 本 不 会 2 4) 2+ 6 2+ 离子的 “ 遮 蔽 效 应” 表 现 为 非 常 向右移动 ,F e , 瓶内的晶体有效体积会变少 , 另 [ 1 0] 一方面晶体粉末对空气的吸附 ( 实验1 . 5) 也 会 造 成瓶内气体压力的 变 小 ,此时表现为 U 型管 A 液 面 上 升 B 液 面 下 降, 而 粉 化 后 晶 体 粉 末 的 毛 细 作用会进一步加强以及在重力作用下广口瓶底部粉 化的晶体湿度会进一步增加 , 进而导致广口瓶底部 晶体相邻颗粒间形成交联和黏结成块 , 形成大块晶 1 1] , 同 时 由 于 大 块 晶 体 的 形 成, 体促成体 积 增 大 [ 强的稳定性 ;F 7 e S O H2O 晶 体 中 氢 键 较 少 且 晶 4· 体空隙大 则 表 现 封 闭 的 情 况 下 化 学 平 衡 F e S O 4· 2+ 7 H2O?F e S O H2O 向右略有移动 ,F e 离子的 4 +7 “ 遮蔽效应 ” 极少被破坏 , 此时 F 7 e S O H 4· 2O 晶体 表 现 有 一 定 的 稳 定 性, 但 是 稳 定 程 度 和 ( ( 比较要差一些,注射器内空 6 e S O H NH 4) 2F 4) 2· 2O ( 气体积的减少 F NH4) F 7 e S O H2O 比 ( e S O 4· 2 4) 2· 6 H2O 多 2m L, 实 验 前 后 K S C N 试剂颜色变化的 深浅程度恰好说明了上面的分析 。 晶体粉末化程度会被减弱 , 晶体对空气的吸附作用 会减弱 , 这时原来被吸附的部分气体会重新释放出 来 , 此时现为 U 型管 A 液 面 下 降 B 液 面 上 升 , 当 广口瓶底部晶体结块后上面的晶体重复前面的变化 而形成 U 型 管 A、B 液 面 的 上 下 振 荡 , 当 广 口 瓶 内全部晶体 结 块 后 这 种 U 型 管 A、B 液 面 上 下 振 荡的幅度会减小直至停止 。 结合实验 1 . 1 我们认为 只要晶体所处空间的空气保持一定适当的湿度 , 并 且这种湿度不会造 成 2 种 晶 体 表 面 形 成 饱 和 溶 液 , 这时 晶 体 内 的 ( F e( S O H2O ? NH4 ) 2 4) 2 ·6 ( ) · ( 或 NH4 ) F +6 O F 7 e S O H e S O H2O ? 2 4 2 2 4 2+ 的配位 F e S O H2O平衡 会 很 难 向 右 移 动 ,F e 4 +7 遮 蔽 效 应” 就 不 会 消 失, 这 时 2 水就不会 失 去 , “ 4 硫酸亚 铁 铵 和 硫 酸 亚 铁 稳 定 性 对 比 讨 论 的结论及启示 通过 前 面 的 实 验 和 理 论 研 究 我 们 认 为 ( ( F e S O H2O 和 F e S O H2O 两 种 NH4) 2 4) 2 ·6 4 ·7 , 晶体在不同条件其稳定性是有变化的 一般情况下 ( ( F e S O H2O 比 F e S O H2O 要 稳 NH4) 2 4) 2 ·6 4 ·7 ( 定一些 , 稳定的原 因 是 ( F 6 e S O H2O NH4 ) 2 4) 2· 晶体内部存在着配位水分子 、 硫酸根离子 、 铵根离 子之 间 的 氢 键 , 这 样 的 氢 键 明 显 多 于 F e S O 4 · 7 H2O 晶体内的氢键 , 这种氢 键 影 响 着 2 种 晶 体 内 2+ 离子的 “ 遮蔽效应 ” 的稳定性 , 进而使 2 者的 e F 抗氧化能力产生差异 , 而一旦这种氢键遭到破坏则 者 的 抗 氧 化 能 力 是 基 本 相 当 的, 只 是 由 于 ( ( 6 e S O H2O晶 体 内 存 在 着 更 多 的 氢 NH4) 2F 4) 2· 键作用以及晶体空 隙 小 才 表 现 为 抗 氧 化 作 用 略 强 , 这种湿度对 晶 体 抗 氧 化 能 力 影 响 的 更 严 谨 研 究 证实上面我们的分析 。 . 3 实验 1 . 3和1 . 4 理论分析 3 实验 1 F . 3和1 . 4说明了 ( e( S O NH4 ) 2 4) 2· 6 7 H2O 和 F e S O H2O 两 种 晶 体 中 氢 键 的 分 布 以 4· ( 及数量是不同 的 , 由 于 ( F 6 e S O H2O NH4 ) 2 4) 2· 2+ 晶体中氢 键 数 目 较 多 , 晶 体 空 隙 小 , 因 此 F 离 e [ 2] 1 ( ( F e S O H2O 和 F e S O H2O 抗 氧 NH4) 2 4) 2 ·6 4 ·7 ( 化能力相当 , 另外 ( F 6 e S O H2O 晶 体 NH4 ) 2 4) 2· 内空隙比 F 7 e S O H2O 晶 体 内 空 隙 小 , 能 够 阻 止 4· O 2 进入 晶 体 内 部 发 生 氧 化 反 应 也 是 一 般 情 况 下 ( ( F e S O H2O 晶 体 比 F e S O H2O NH4) 2 4) 2 ·6 4 ·7 [ 3] 晶体稳定的另一重要因素 , 具体研究结果说明 : ( ) 溶液中 2 种 物 质 的 抗 氧 化 能 力 基 本 相 当 , 1 ( 只是 ( F 6 e S O H2O 溶液稍强一 点 , 不 NH4) 2 4) 2· 是十分明显 ; 子的 “ 遮蔽效应 ” 很强 , 以至于在干燥剂作用下以 及在通 常 的 环 境 下 晶 体 内 的 ( F e( S O NH4 ) 2 4) 2· 6 NH4 ) F H2O? ( e( S O H2O 平 衡 也 基 本 不 2 4) 2 +6 会向右 移 动 , “ 遮 蔽 效 应 ” 也 不 被 破 坏, 所 以 ( F e( S O H2O 晶 体 非 常 稳 定 ; 而 NH4 ) 2 4) 2 ·6 7 e S O H2O由于 晶 体 中 氢 键 数 目 较 少 , 晶 体 空 F 4· ·7 4· / / ) : 化 学 教 育( www . h x . o r 0 1 4 年第 7 期 h t t 2 j y g p [ ] 刘东 胜 . 相 稳 定 硝 酸 铵 相 转 变 影 响 因 素 研 究 . 南 京 : 南 京 2 理工大学 ,2 0 0 8 [ ] 冯博 , 张祎 , 刘艾珠 , 等 . 摩尔 盐 的 空 气 稳 定 性 . 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