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Le sulfate ferreux heptahydraté (FeSO₄·7H₂O) est un sel de fer (II) cristallin largement utilisé dans divers secteurs, notamment l'agriculture, la médecine, le traitement de l'eau et les processus industriels.
Sa forme hydratée est caractérisée par ses cristaux bleu-vert distinctifs.
Il constitue une source essentielle de fer biodisponible et est impliqué dans une multitude de processus chimiques et biologiques axés sur l’oxydoréduction.
Numéro CAS : 7782-63-0
Synonymes:
Sulfate de fer (II) heptahydraté, vitriol vert, copperas, monosulfate de fer heptahydraté
Acide sulfurique, sel de fer(2+) (1:1), heptahydraté
Occurrence naturelle et sources géologiques
Le sulfate ferreux est naturellement présent sous forme de mélantérite, un minéral que l'on trouve principalement dans les zones oxydées des minerais de sulfure de fer (par exemple, la pyrite). Il se forme en milieu acide et humide, généralement dans les environnements post-exploitation et les systèmes de drainage minier acide.
Synthèse et production industrielle
La production industrielle implique principalement :
Grillage de la pyrite (FeS₂) suivi d'une lixiviation à l'acide sulfurique.
Sous-produit du décapage de l'acier dans H₂SO₄.
Réaction:
Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑
FeSO₄ (aq) + 7H₂O → FeSO₄·7H₂O (cristallisé)
La cristallisation à partir de solutions aqueuses donne la forme heptahydratée.
Techniques de caractérisation analytique
Diffraction des rayons X (DRX) pour la structure cristalline
Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) pour les liaisons sulfate et eau
Analyse thermogravimétrique (ATG) des niveaux d'hydratation
Spectroscopie UV-Vis pour la détection de Fe²⁺
ICP-OES et AAS pour la quantification du fer élémentaire
Cristallographie et dynamique d'hydratation
Le sulfate ferreux heptahydraté cristallise dans le système monoclinique, groupe spatial P21/c.
Lors du chauffage, il subit une déshydratation progressive, passant au tétrahydrate, au monohydrate et enfin au FeSO₄ anhydre.
Comportement thermodynamique et cinétique
ΔH_soln (enthalpie de dissolution) : ~ -61 kJ/mol
Étapes de déshydratation :
30–60 °C → perte de 1–3 H₂O
100–150 °C → tétrahydraté à monohydraté
300 °C → décomposition en Fe₂O₃ et SO₂
Redox : Fe²⁺ est sujet à l'oxydation en Fe³⁺ en présence de O₂.
Mécanisme de solubilité et de dissociation
En solution aqueuse :
FeSO₄·7H₂O → Fe²⁺ + SO₄²⁻ + 7H₂O
Les ions Fe²⁺ sont faiblement acides et peuvent former des hydroxo-complexes dans des conditions alcalines.
Chimie redox et réactivité
Fe²⁺ agit comme un agent réducteur, couramment utilisé dans :
Réduction des chromates
Réactif de Fenton : Fe²⁺ + H₂O₂ → Fe³⁺ + OH• + OH⁻
Tampon redox du sol
Applications dans le traitement de l'eau
Utilisé comme :
Coagulant/floculant
Précipitant de phosphate pour réduire l'eutrophisation
Agent de contrôle des odeurs dans les systèmes de traitement des eaux usées
Utilisations en agriculture et engrais
Supplément en micronutriments dans les sols carencés en fer
Corrige la chlorose ferrique dans les cultures
Appliqué par pulvérisation foliaire ou amendement du sol
Rôle dans l'alimentation animale et la médecine vétérinaire
Source de fer biodisponible pour les ruminants, la volaille et les porcs
Soutient la synthèse et la croissance de l'hémoglobine
Une partie des formulations prémélangées
Importance pour la santé humaine et les suppléments
Traite l'anémie ferriprive
Courant dans les comprimés oraux, les capsules et les sirops
Dose adulte typique : 325 mg (équivalent à 65 mg de Fe²⁺)
Formulations et utilisations pharmaceutiques
Comprimés à libération prolongée
Combiné avec de l'acide folique ou de la vitamine C
Enrobages entériques pour réduire les effets secondaires gastro-intestinaux
Applications industrielles
Fabrication de colorants : mordant dans la teinture des tissus
Additif pour ciment : améliore la résistance aux attaques de sulfates
Galvanoplastie : Source de Fe²⁺ pour les bains
Applications environnementales
Réduction chimique in situ pour la remédiation du chrome (VI)
Traitement du drainage minier acide
Amendement du sol pour l'immobilisation des métaux lourds
Interactions biochimiques et métabolisme du fer
Fe²⁺ est essentiel pour :
Synthèse de l'hémoglobine et de la myoglobine
Transport d'électrons (cytochromes)
Synthèse d'ADN via la ribonucléotide réductase
INFORMATIONS DE SÉCURITÉ CONCERNANT LE SULFATE FERREUX HEPTAHYDRATE
Mesures de premiers secours :
Description des mesures de premiers secours :
Conseils généraux :
Consultez un médecin.
Montrez cette fiche de données de sécurité au médecin traitant.
Sortez de la zone dangereuse :
En cas d'inhalation :
En cas d'inhalation, déplacer la personne à l'air frais.
En cas d'arrêt respiratoire, pratiquer la respiration artificielle.
Consultez un médecin.
En cas de contact avec la peau :
Retirez immédiatement les vêtements et les chaussures contaminés.
Laver avec du savon et beaucoup d'eau.
Consultez un médecin.
En cas de contact avec les yeux :
Rincer abondamment à l'eau pendant au moins 15 minutes et consulter un médecin.
Continuer à rincer les yeux pendant le transport vers l’hôpital.
En cas d'ingestion :
NE PAS faire vomir.
Ne jamais rien donner par voie orale à une personne inconsciente.
Rincer la bouche avec de l'eau.
Consultez un médecin.
Mesures de lutte contre l'incendie :
Moyens d'extinction :
Moyens d’extinction appropriés :
Utiliser de l’eau pulvérisée, de la mousse résistante à l’alcool, un produit chimique sec ou du dioxyde de carbone.
Dangers particuliers résultant de la substance ou du mélange
Oxydes de carbone, oxydes d'azote (NOx), gaz chlorhydrique
Conseils aux pompiers :
Portez un appareil respiratoire autonome pour lutter contre l'incendie si nécessaire.
Mesures en cas de déversement accidentel :
Précautions individuelles, équipement de protection et procédures d'urgence
Utiliser un équipement de protection individuelle.
Évitez de respirer les vapeurs, les brouillards ou les gaz.
Évacuer le personnel vers des zones sûres.
Précautions environnementales :
Empêcher toute fuite ou tout déversement supplémentaire si cela peut être fait en toute sécurité.
Ne pas laisser le produit pénétrer dans les égouts.
Le rejet dans l’environnement doit être évité.
Méthodes et matériaux de confinement et de nettoyage :
Absorber avec un matériau absorbant inerte et éliminer comme déchet dangereux.
Conserver dans des récipients appropriés et fermés pour l'élimination.
Manipulation et stockage :
Précautions pour une manipulation sans danger :
Éviter l’inhalation de vapeurs ou de brouillards.
Conditions de stockage sûr, y compris d’éventuelles incompatibilités :
Conserver le récipient bien fermé dans un endroit sec et bien aéré.
Les récipients ouverts doivent être soigneusement refermés et maintenus en position verticale pour éviter les fuites.
Classe de stockage (TRGS 510) : 8A : matières dangereuses combustibles et corrosives
Contrôles de l'exposition/protection individuelle :
Paramètres de contrôle :
Composants avec paramètres de contrôle du lieu de travail
Ne contient aucune substance présentant des valeurs limites d’exposition professionnelle.
Contrôles d'exposition :
Contrôles techniques appropriés :
Manipuler conformément aux bonnes pratiques d’hygiène industrielle et de sécurité.
Lavez-vous les mains avant les pauses et à la fin de la journée de travail.
Équipement de protection individuelle :
Protection des yeux/du visage :
Lunettes de sécurité bien ajustées.
Écran facial (8 pouces minimum).
Utilisez un équipement de protection oculaire testé et approuvé selon les normes gouvernementales appropriées telles que NIOSH (États-Unis) ou EN 166 (UE).
Protection de la peau :
Manipuler avec des gants.
Les gants doivent être inspectés avant utilisation.
Utiliser des gants appropriés
technique de retrait (sans toucher la surface extérieure du gant) pour éviter tout contact cutané avec ce produit.
Jetez les gants contaminés après utilisation conformément aux lois en vigueur et aux bonnes pratiques de laboratoire.
Se laver et se sécher les mains.
Contact complet :
Matériau : caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Matériau testé : Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, taille M)
Contact par éclaboussures
Matériau : caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Matériau testé : Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, taille M)
Cela ne doit pas être interprété comme une approbation pour un scénario d’utilisation spécifique.
Protection du corps :
Combinaison complète de protection contre les produits chimiques. Le type d'équipement de protection doit être sélectionné en fonction de la concentration et de la quantité de la substance dangereuse sur le lieu de travail spécifique.
Protection respiratoire :
Lorsque l'évaluation des risques montre que les respirateurs à épuration d'air sont appropriés, utilisez un respirateur complet avec des cartouches respiratoires combinées polyvalentes (US) ou de type ABEK (EN 14387) comme solution de secours aux contrôles techniques.
Si le respirateur est le seul moyen de protection, utilisez un respirateur à adduction d’air complet.
Utilisez des respirateurs et des composants testés et approuvés conformément aux normes gouvernementales appropriées telles que NIOSH (États-Unis) ou CEN (UE).
Contrôle de l'exposition environnementale
Empêcher toute fuite ou tout déversement supplémentaire si cela peut être fait en toute sécurité.
Ne pas laisser le produit pénétrer dans les égouts.
Le rejet dans l’environnement doit être évité.
Stabilité et réactivité :
Stabilité chimique :
Stable dans les conditions de stockage recommandées.
Matériaux incompatibles :
Agents oxydants forts :
Produits de décomposition dangereux :
Des produits de décomposition dangereux se forment en cas d'incendie.
Oxydes de carbone, oxydes d'azote (NOx), gaz chlorhydrique.
Considérations relatives à l’élimination :
Méthodes de traitement des déchets :
Produit:
Proposez les solutions excédentaires et non recyclables à une entreprise d’élimination agréée.
Contactez un service professionnel agréé d’élimination des déchets pour éliminer ce matériau.
Emballage contaminé :
Éliminer comme produit non utilisé
