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| 名前 | |
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| その他の名前
硫酸インジウム
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.033.340 |
| EC番号 |
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パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| 2 (SO 4 ) 3では | |
| モル質量 | 517.81 グラム/モル |
| 外観 | 白灰色の無臭の粉末、吸湿性、単斜晶 |
| 密度 | 3.44 g/cm 3、固体 |
| 融点 | 600℃で分解する[1] |
| 可溶性（20℃で539.2 g/L）[2] | |
| 構造 | |
| 単斜晶系（室温） | |
| P12 1 | |
a = 8.57 Å [3]、b = 8.908 Å、c = 14.66 Å α = 90°、β = 124.72°、γ = 90°
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| 構造 | |
| 菱面体 | |
| R-3 | |
a = 8.44 Å [3] [4]、b = 8.44 Å、c = 23.093 Å α＝90°、β＝90°、γ＝120°
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| セルあたり 6 つの数式 | |
| 熱化学 | |
熱容量 ( C )
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0.129 [5] |
| 危険 | |
| GHSラベル: | |
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| 警告 | |
| H315、H319、H335 | |
| P261、P264、P271、P280、P302+P352 、P304 + P340 、P305+P351+P338、P312、P321、P332+P313、P337+P313、P362、P403+P233、P405、P501 | |
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |
閾値制限値（TLV）
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0.1 [6] (TWA)、0.3 [6] (STEL) |
| NIOSH（米国健康暴露限界）： | |
PEL (許可)
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0.1 [6] |
| 安全データシート（SDS） | ttt金属粉末 |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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硫酸インジウム(III)（In 2 (SO 4 ) 3）は、金属インジウムの硫酸塩である。これはセスキ硫酸塩であり、硫酸基が1に存在することを意味する。1/2金属の 2 倍の量で生成される。インジウム、その酸化物、またはその炭酸塩と硫酸の反応で生成される。過剰の強酸が必要であり、さもないと不溶性の塩基性塩が形成される。[ 8]固体の硫酸インジウムは無水物であるか、 5 つの水分子を含む五水和物[9]または 9 つの水分子を含む九水和物の形をとることができる。硫酸インジウムは、インジウムまたはインジウムを含む物質の製造に使用されます。硫酸インジウムは、インジウムミョウバンを含む塩基性塩、酸性塩、または複塩としても見つかることがあります。
プロパティ
水溶液中で、インジウムイオンは水および硫酸塩と錯体を形成し、その例としては、In(H 2 O) 5 (SO 4 ) +や In(H 2 O) 4 (SO 4 ) 2 − がある。[10] [11]インジウムが硫酸塩錯体を形成することは珍しい。硫酸イオンに対する効果は、ラマンスペクトルで明らかになる。[8]硫酸塩錯体の割合は温度とともに増加し、それを形成する反応が吸熱反応であることを示している。割合は溶液の濃度とともに増加し、半分を超えることもある。[12]硫酸塩錯体は毎秒10,000,000以上の速度で水と急速に交換されるため、NMRでは錯体を形成したインジウムイオンと錯体を形成していないインジウムイオンの違いを検出できない。[12]硫酸インジウム水溶液は非常に酸性で、0.14 mol/L溶液のpHは1.85である。pHが3.4を超えると沈殿物が形成される。[13]
溶液のラマンスペクトルでは、650、1000、1125 cm −1に、インジウムに結合した硫酸塩中の硫黄-酸素結合による線が見られる。255 cm −1の線は、硫酸塩に対するインジウム-酸素結合によるものである。インジウム原子に結合した水は、約400 cm −1に吸収帯を形成する。[8]
固体無水硫酸インジウムには2つの結晶形態がある。848 Kで塩素ガス化学輸送によって形成された場合、単位格子寸法a = 8.570 Å、b = 8.908 Å、c = 12.0521 Å、β = 91.05°、セルあたり4つの式を持つ単斜晶系形態をとる。973 Kで堆積した高温形態は、セル寸法a = 8.440 Å、c = 23.093 Å、セルあたり6つの式を持つ六方晶系（または菱面体晶系）形態をとる。[14]
インジウムの抽出中、硫酸インジウムを含む混合金属の硫酸溶液は、三価金属をジ-2-エチルヘキシルリン酸水素の灯油溶液に分配します。イソドデシルホスフェタン酸やジイソオクチルホスフィン酸もこの機能に使用できます。その後、灯油混合物を酸で逆洗して、水溶液中の金属を回収し、抽出液を再生します。[15]
生産
インジウム金属は冷たい濃硫酸と反応して硫酸インジウムと水素ガスを生成する。熱い濃硫酸を使用すると、インジウムは硫酸を二酸化硫黄に還元する。[16]
硫酸インジウムは、酸化インジウム、炭酸インジウム、または水酸化インジウムと硫酸の反応によっても生成されます。
反応
硫酸インジウムは710 K（437 °C）以上に加熱されると分解し、三酸化硫黄蒸気を放出して酸化インジウムを生成します。[17]
硫酸インジウム溶液にアルカリを加えると、塩基性塩が沈殿します。例えば、水酸化カリウムは、pHに応じて、塩基性硫酸塩2In 2 O 3 .SO 3 · n H 2 O、またはKIn 3 (OH) 6 (SO 4 ) 2を生成します。 [18] ピロリン酸ナトリウムは、ピロリン酸インジウムIn 4 (P 2 O 7 ) 3 ·3H 2 Oのぬるぬるした沈殿を引き起こします。過ヨウ素酸カリウムは、塩基性過ヨウ素酸インジウム2InO 5 ·In(OH) 3 ·6H 2 Oの沈殿を引き起こします。[19] シュウ酸はシュウ酸インジウムの沈殿物In2(C2O4)3・10H2Oを引き起こす。アルカリシュウ酸塩はアルカリジオキサラトインジウムの沈殿物を引き起こし、MIn(C2O4)2・3H2Oを形成する。ここでMはNa、KまたはNH4である。 [ 20]
関連化合物
硫酸水素塩
酸性硫酸塩である硫酸水素インジウム四水和物は、化学式 HIn(SO 4 ) 2 ·4H 2 O で表され、斜方晶系で結晶化し、単位格子寸法 a = 9.997 Å、b = 5.477 Å、c = 18.44 Å で、格子あたり 4 つの化学式を持つ。密度は 2.50 cm −3 である。酸性硫酸塩では、2 つの水分子がインジウム原子に結合し、ヒドロニウムイオンH 5 O 2がプロトンの役割を果たしている。これは、Al、Ga、In、Tl(III)、Fe(III)、Ti(III) を含む酸性硫酸塩ファミリーの一部である。HIn(SO 4 ) 2は、硫酸インジウムを 40% 硫酸溶液で蒸発させること[21]、または硫酸インジウムを 60% 硫酸溶液で冷却することによって生成される。[22]酸性四水和物を加熱すると、370、385、482Kで水を放出し、三水和物、一水和物、無水物が得られます。505Kを超えると、より多くの水と二酸化硫黄を放出し、中性の硫酸インジウムが得られます。[22]硫酸水素インジウムは、伝導率が0.0002Ω −1 cm −1のプロトン伝導体です。[22]
塩基性硫酸塩
塩基性硫酸インジウムは、硫酸インジウムの水溶液にエタノールを加えることで作られる。0.05 モル溶液にエタノールの 2 倍の量を加え、結晶が形成されるまで数週間待つことで結晶を形成できる。[23] InOHSO 4 ·(H 2 O) 2は、a=6.06 Å、b=7.89 Å、c=12.66 Å、β=107.5° の単斜晶系結晶である。セル容積は 577.6 Å 3 である。[23]菱面体晶系結晶を持つ別の塩基性硫酸インジウム InOHSO 4は、硫酸インジウム溶液を密封管内で 160 °C 以上で約 1 週間加熱することで作られる。[24]この不溶性の塩基性塩は、硫酸インジウム溶液を 0.005 モル以下に希釈した場合にも形成される。したがって、希釈溶液だけでなく加熱溶液からも沈殿物が形成される。[12]
無水複硫酸塩
無水硫酸インジウムの2種類の異なるタイプが製造されている。1つはMファミリーに属する。私
3M III (XO 4 ) 3、ここで M Iは K、Rb、Cs、Tl、NH 3などの大きな単一陽イオンです。M IIIは三価で、Al、Ga、In、Tl、V、Cr、Fe、Sc およびその他の希土類元素です。X は S または Se です。[25]これらのほとんどは菱面体晶の結晶構造を持っています。しかし、三硫酸インジウム三アンモニウム、(NH 4 ) 3 In(SO 4 ) 3は、温度が 80 °C 以下に下がると菱面体晶から単斜晶に変わり、温度が 110 °C 以上に上がると空間群R 3 cの菱面体晶に戻ります。 [25]低温単斜晶系の空間群はP 2 1 / c、a=8.96、b=15.64、c=9.13、β=108.28°、Z=4 である。 [25]高温型は「β-」と呼ばれる。この遷移の説明として、アンモニウム（およびタリウム）は非球形イオンであり、したがって対称性が低いことがあげられる。しかし、十分に加熱されると、動的無秩序によってランダムな配向が生じ、イオンは平均して球対称になる。アルカリ金属イオンは、すべての温度で球形であり、菱面体構造を形成する。[25]この形の二重硫酸塩は、インジウムとアルカリ金属のナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムから構成される。これらは、個々の硫酸塩の固体混合物を 350 °C に加熱することで形成される。[9]
TlFe(SO 4 ) 2と同じ系列の無水菱面体複塩の別の系列が存在する。これらは無水硫酸塩の混合物を 350 °C で加熱するか、または含水複ミョウバン型塩を 300 °C で脱水することによって作ることができる。この系列の物質は RbIn(SO 4 ) 2、 CsIn(SO 4 ) 2、 TlIn(SO 4 ) 2および NH 4 In(SO 4 ) 2である。 KIn(SO 4 ) 2も存在するが、結晶形が異なっている。[26]
水和複硫酸塩
ミョウバン構造のインジウムの水和複塩は、式 M I In(SO 4 ) 2 ·12H 2 O で存在する。すべてのミョウバンは、空間群Pa 3の立方結晶構造を持つ。 [27]インジウムセシウムミョウバン CsIn(SO 4 ) 2 •12H 2 O [12]は、式量 656.0、セル幅 12.54 Å、セル容積 1972 Å 3、密度 2.20 g/cm 3である。[27]これは、β ミョウバン構造を持つ。[28]セシウムミョウバンはインジウムの分析に使用できる。硫酸インジウム溶液に硝酸セシウムを加え、さらに硫酸を加えると、セシウムミョウバンが沈殿する。[29]
インジウムアンモニウムミョウバンNH 4 In(SO 4 ) 2 ·12H 2 O [30]は室温ではかなり不安定で、5 °C以下で結晶化する必要があります。[31] 36 °Cで四水和物に分解します。[32] 127K以下で強誘電相に変化します。 [33]ミョウバンメチルアンモニウムインジウム硫酸塩十二水和物CH 3 NH 3 In(SO 4 ) 2 ·12H 2 Oは164K以下で強誘電性になります。[34]カリウムインジウムミョウバンは結晶化されていません。[35]ルビジウムインジウムミョウバンは風解性が高く、水分を失いやすいです。[36]
単斜晶系水和複塩の別のシリーズは、4 つの水分子 MIn(SO 4 ) 2 ·4H 2 O を持ち、単位格子あたり 5 つの式を持ちます。ここで、M は NH 4、 K または Rb で、点群は P2 1 /c です。このシリーズの原型物質は、(NH 4 )Sm(SO 4 ) 2 (H 2 O) 4です。
カドミウムは複硫酸塩Cd 3 In 2 (SO 4 ) 6 ·26H 2 Oを形成することもできる。 [40]
KIn(SO 4 ) 2 ·H 2 Oのように水分の少ない結晶も存在する。 [41]
有機複硫酸塩
インジウムの有機塩基複硫酸塩には、グアニジニウム塩 [C(NH 2 ) 3 ][In(H 2 O) 2 (SO 4 ) 2 ] が含まれ、これは空間群P 2 1 / c a = 4.769 Å、b = 20.416 Å、c = 10.445 Å、β = 93.39°、セル容積 1015.3 Å 3 、セルあたり 4 つの式、密度 2.637 の単斜晶系で結晶化します。 [H 2 (4,4'-bi-py)][In 2 (H 2 O) 6 (SO 4 ) 4 ]·2H 2 Oは、a = 7.143 Å、b = 7.798 Å、c = 12.580 Å、α = 107.61°、β = 98.79°、γ = 93.89°、セル容積 655.2 Å 3 、セルあたり1つの式、密度 2.322の三斜晶系で結晶化します。[42] [H(2,2'-bipy)][In(H 2 O)(SO 4 ) 2 ]·2H 2 O、ヘキサメチレンジアミン塩[H 3 N(CH 2 ) 6 NH 3 ][In(H 2 O) 2 (SO 4 ) 2 ] 2 ·2H 2 Oおよび[H 2 (Py(CH 2 ) 3 Py)][In(H 2 O) 2 (SO 4 ) 2 ] 2 ·2H 2 Oも存在する。[42]さらに他の有機誘導体には、トリエチレンテトラミン、[43]およびアミルアンモニウムの誘導体が含まれる。[30]トリ-μ-スルファト-κ6O :O'-ビス[アクア(1,10-フェナントロリン-κ2N , N')インジウム(III)]二水和物、[In2 ( SO4 ) 3 ( C12H8N2 ) 2 ( H2O ) 2 ] ·2H2Oは、1,10-フェナントロリン分子が各インジウムイオンに結合している。2つのインジウムイオンは3つの硫酸基を介して結合している。単位格子あたり2つの式を持つ三斜晶系結晶を形成する。密度は2.097g/ cm3である。[44]
ジメチルインジウム硫酸[(CH 3 ) 2 In] 2 SO 4は、トリメチルインジウムと乾燥硫酸を反応させることによって作ることができます。 [45]
混合
複硫酸インジウム塩化物塩の化学式はIn2 ( SO4 ) 3 · InCl3 · (17±1)H2Oである。[46]
一価
硫酸インジウム(I) In 2 SO 4は、インジウム金属を硫酸インジウム(III)と加熱することで固体の状態で作ることができますが、[47]水または硫酸に溶解すると、In +が反応して水素ガスが発生します。[48]混合原子価塩In I In III (SO 4 ) 2も、インジウム金属を硫酸インジウム(III)と加熱することで作られます。[49]
使用
硫酸インジウムは市販されている化学物質です。インジウム金属の電気メッキに使用したり、[50]金電気メッキの硬化剤として使用したり[51] 、銅インジウムセレン化物などの他のインジウム含有物質を調製するために使用できます。人体への有益性を示す証拠はなく、有毒であるにもかかわらず、健康補助食品として販売されています。[52]
最初の高周波トランジスタは、1953年にフィルコ社が開発した表面障壁ゲルマニウムトランジスタで、最大60MHzで動作可能でした。[53]これらは、N型ゲルマニウムベースの両側から硫酸インジウムのジェットを使って凹部をエッチングし、厚さを数万分の1インチにすることで作られました。凹部に電気メッキされたインジウムがコレクターとエミッターを形成しました。[54] [55]
参考文献
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