鉄酸カリウム

鉄酸カリウム。
名前
	IUPAC名鉄酸カリウム(VI)
	その他の名前鉄酸カリウム; 鉄酸二カリウム
識別子
CAS番号	39469-86-8;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
パブケム CID	53493006;
	InChI InChI=1S/Fe.2K.4O/q+6;2+1;4-2 キー: REKHNDAXGYXSBT-UHFFFAOYSA-N;
	笑顔 [K+].[K+].[O-][Fe]([O-])(=O)=O;
プロパティ
化学式	カリウム2鉄4
モル質量	198.0392 グラム/モル
外観	濃い紫色の固体
密度	2.829グラム/ cm3
融点	>198 °C (分解)
水への溶解度	1M KOHに可溶
他の溶媒への溶解性[どの溶媒ですか? ]	ほとんどの溶剤と反応する
構造
結晶構造	K 2 SO 4モチーフ
座標幾何学	四面体
双極子モーメント	0日
危険
	労働安全衛生（OHS/OSH）：
主な危険	酸化剤
	GHSラベル:
ピクトグラム
シグナルワード	危険
危険有害性情報	H272
注意事項	P210、P220、P221、P280、P370+P378、P501
引火点	不燃性
安全データシート（SDS）	外部SDS
関連化合物
その他の陰イオン	Ｋ２ＭｎＯ４Ｋ２ＣｒＯ４Ｋ２ＲｕＯ４; ;
その他の陽イオン	BaFeO 4 Na 2 FeO 4;
	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

鉄酸カリウムは、化学式 K ₂ FeO ₄の無機化合物です。これは鉄酸のカリウム塩です。鉄酸カリウムは、グリーンケミストリー、有機合成、カソード技術に応用される強力な酸化剤です。

合成

一般的に、六価鉄の製造方法には、乾式酸化法、湿式酸化法、電気化学合成法の3つの方法があります。^{[2]鉄酸カリウムの製造方法は}、鉄酸ナトリウムや鉄酸バリウムの製造方法と似ています。

乾式酸化

乾式酸化法では、鉄酸化物をアルカリ性の酸素環境で加熱または溶融します。高温（200℃～800℃）と酸素の組み合わせは爆発の危険を伴い、多くの研究者はこの製造方法は安全性の観点から適切ではないと考えていますが、この問題を克服するための多くの試みがなされてきました。^[2]^[3]

湿式酸化

湿式酸化法では、鉄(III)塩のアルカリ溶液を酸化してK ₂ FeO ₄を調製する。一般にこの方法では、鉄イオン源として第一鉄(Fe ^II )または第二鉄(Fe ^III )塩、酸化剤としてカルシウム、次亜塩素酸ナトリウム(Ca(ClO) ₂、NaClO)、チオ硫酸ナトリウム(Na ₂ S ₂ O ₃ )または塩素(Cl ₂ )を使用し、最後に溶液のpHを上げるために水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム(NaOH、NaCO ₃ )または水酸化カリウム(KOH)を使用する。^[4]^[5]^[6]例えば：

3 ClO ⁻ + 3 Fe(OH) ₃ (H ₂ O) ₃ + 4 K ⁺ + 4 OH ⁻ → 3 Cl ⁻ + 2 K ₂ FeO ₄ + 11 H ₂ O

電気化学合成

鉄酸カリウムを合成するために使用される電気化学的方法は、通常、KOH溶液を電気分解する鉄陽極で構成されています。^[3]

プロパティ

鉄酸カリウムは、水に溶けて赤紫色の溶液を形成する暗紫色の結晶性固体である。この塩は常磁性であり、K ₂ MnO ₄、K ₂ SO ₄、K ₂ CrO ₄と同構造である。固体はK ⁺と四面体FeOからなる。2−4陰イオンであり、Fe-O距離は1.66Åである。^[7]鉄酸カリウムは中性および酸性水中で急速に分解する。例：^[8]

4K2FeO4 + _4H2O_→ 3O2 + _2Fe2O3 + 8KOH

アルカリ溶液中および乾燥固体では、K ₂ FeO _4は安定している。酸性条件下では、鉄(VI)酸イオンの酸化還元電位（2.2 V）はオゾンの酸化還元電位（2.0 V）よりも高い。^[9]

アプリケーション

鉄酸ナトリウムと同様に、K ₂ FeO _4は一般に環境に有毒な副産物を生成せず、水処理プロセスに使用できます。^[2] K 2 FeO 4は次のような働きをします。

酸化剤：金属錯体中の有機種の酸化を促進します。
凝集剤: 重金属、無機塩、微量元素、金属錯体などの無機汚染化合物を除去します。
消毒剤: ウイルス、胞子、細菌、原生動物などの人体病原体を破壊します。

さらに、鉄酸カリウムは新鮮な傷の止血剤としても使用できます。 ^[10]^[11]有機合成では、K ₂ FeO _4は第一級アルコールを酸化します。^[12]K ₂ FeO _4は、「スーパー鉄電池」の潜在的な正極材料としても注目されています。^[13]

安定化した鉄酸カリウムは、水溶液から溶解および懸濁した超ウラン元素を除去するために提案されている。^[14]ベラルーシのチェルノブイリ原発事故の影響を修復するために、大量の鉄酸カリウムが提案された^[^要出典^]。この新しい技術は、さまざまな重金属の除去にうまく適用されました。鉄酸カリウムによる超ウラン元素および重金属の沈殿に関する研究は、1987年から1992年にかけて、ADC Laboratoriesと提携したIC Technologies Inc.の研究所で実施されました。超ウラン元素の除去は、米国エネルギー省のさまざまな原子力施設からのサンプルで実証されました。^[^要出典^]

K ₂ FeO _4は、その酸化還元反応の副産物が錆びのような酸化鉄であるため、「環境に優しい」酸化剤と言われています。対照的に、クロム酸塩などの関連酸化剤は環境に有害であると考えられています。^[15]

歴史

1702年、ゲオルク・エルンスト・シュタール（1660年 - 1734年）は、硝酸カリウム（硝石）と鉄粉の発火生成物が水溶液中で赤紫色を呈することを観察し、これは最終的に六価鉄酸カリウムに起因することが判明した。エッケンベルクとベクレルは1834年に、水酸化カリウムと鉄鉱石の混合物を加熱すると赤紫色が現れると報告した。1840年、エドモンド・フレミ（1814年 - 1894年）は、空気中で水酸化カリウムと酸化鉄（III）を融合すると、水に溶ける高容量の鉄化合物が生成されることを発見した。 ^[3]

8 KOH + 2 Fe ₂ O ₃ + 3 O ₂ → 4 K ₂ FeO ₄ + 4 H ₂ O

参考文献

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