硫酸銦

維基百科，自由的百科全書
硫酸銦

別名 硫酸銦(III)
識別
CAS號 13464-82-9  checkY
PubChem 26044
ChemSpider 24258
SMILES
 
  • [In+3].[In+3].[O-]S(=O)(=O)[O-].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O
InChI
 
  • 1/2In.3H2O4S/c;;3*1-5(2,3)4/h;;3*(H2,1,2,3,4)/q2*+3;;;/p-6
InChIKey XGCKLPDYTQRDTR-CYFPFDDLAA
EINECS 236-689-1
性質
化學式 In2(SO4)3
摩爾質量 517.81 g·mol⁻¹
外觀 無色潮解性單斜晶體
密度 3.44 g/cm3, solid
熔點 600 °C（分解）[1]
溶解性（水） 53.92 g（20 °C）[2]
結構
晶體結構 單斜晶系（室溫）
空間群 P121
晶格常數 a = 8.57 Å[3], b = 8.908 Å, c = 14.66 Å
晶格常數 α = 90°, β = 124.72°, γ = 90°
結構
晶體結構 三方晶系
空間群 R-3
晶格常數 a = 8.44 Å[3][4], b = 8.44 Å, c = 23.093 Å
晶格常數 α = 90°, β = 90°, γ = 120°
配位幾何 6（每個晶胞）
熱力學
熱容 0.129[5]
危險性
警示術語 R：R20 R21 R22 R36 R37 R38[6]
安全術語 S：S20 S21 S24 S25 S36 S37 S39[6]
歐盟分類 未列出
NFPA 704
0
1
0
 
PEL 0.1[6]
TLV {{{TLV}}}, 0.1[6] (TWA), 0.3[6] (STEL)
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

硫酸銦是銦的硫酸鹽，化學式為In2(SO4)3。它是一種無機化合物，由銦、氧化銦或其碳酸鹽和硫酸反應得到，製備過程中，硫酸需要過量，否則會生成難溶的鹼式鹽。[7]硫酸銦可以以無水物、五水合物[8]或九水合物的形式存在。硫酸銦可用於製備銦或其它含銦的化合物。硫酸銦可以形成酸式鹽、鹼式鹽或復鹽銦礬（indium alum）。

性質

在水溶液中，銦離子可以和水、硫酸根形成配合物，如InSO4·5H2O+和In(SO4)2·4H2O−。[9][10]銦和硫酸根的配合物是少見的，硫酸根對其的效應可以通過拉曼光譜展示。[7]硫酸根配合物的配位比隨着溫度的升高而增加，這表明硫酸根的形成的反應是吸熱反應。配位比也隨着溶液濃度的增加而增加。[11]硫酸根配合物以每秒10,000,000的速率和水快速交換，因此，核磁共振不能辨別配位的銦離子和非配位的銦離子。[11]硫酸銦溶液顯酸性，0.14 mol/L的溶液的pH為1.85。當pH上升至3.4時，會生成沉澱。[12]

化學反應

加熱至710 K（437 °C）以上時，硫酸銦會放出三氧化硫蒸汽，生成氧化銦：[13]

In2(SO4)3 → In2O3 + 3 SO3

將鹼加入硫酸銦溶液，會生成鹼式鹽沉澱。如氫氧化鉀加入到溶液中，生成In2O3.SO3·nH2O或KIn3(OH)6(SO4)2，生成物和pH有關。[14]焦磷酸鈉與之反應，形成粘稠的焦磷酸銦（In4(P2O7)3·3H2O）沉澱。和高碘酸鉀的反應可以得到鹼式高碘酸銦（2 InO5·In(OH)3·6 H2O）沉澱。[15]和草酸的反應，生成草酸銦沉澱（In2(C2O4)3·10 H2O）；鹼金屬草酸鹽與之反應，生成配合物MIn(C2O4)2·3 H2O（其中M=Na、K、NH4）的沉澱。[16]

相關化合物

酸式鹽

銦可以形成酸式鹽HIn(SO4)2·4H2O，可以結晶為正交晶系的晶體，晶胞參數a=9.997 Å，b=5477 Å，c=18.44 Å。其密度為2.50 cm−3。HIn(SO4)2可以通過蒸發硫酸銦的40%硫酸溶液得到，[17]或者冷卻硫酸銦的60%硫酸溶液得到。[18]

鹼式鹽

向硫酸銦溶液中加入水或乙醇，可以生成鹼式鹽，晶體在數周后生成。[19]InOHSO4·(H2O)2屬單斜晶系，晶胞參數為a=6.06 Å，b=7.89 Å，c=12.66 Å，β=107.5°，晶胞體積為577.6 Å3。[19]另一種鹼式鹽InOHSO4為三方晶系，於160 °C加熱硫酸銦的溶液，或在密封管內放置一星期得到。[20]

硫酸銦(I)

一價的硫酸銦(I)（In2SO4）可以通過固相加熱銦和硫酸銦(III)的混合物得到，[21]溶於水或硫酸時，In+與其反應，放出氫氣。[22]混合價態硫酸鹽InIInIII(SO4)2也能通過加熱銦和硫酸銦(III)得到。[23]

參考文獻

  1. ^ Perry D, Phillips S (1995) Handbook of Inorganic Compounds: Version 2.0, An Electronic Database, CRC Press ISBN 0-8493-8671-3
  2. ^ Indium Sulfate. Product Data Sheet （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） Indium Cooperation
  3. ^ 3.0 3.1 Villars, Pierre; Cenzual, Karin; Gladyshevskii, Roman. Handbook of Inorganic Substances 2015. Walter de Gruyter. 2015: 654. 
  4. ^ Pallister, Peter J.; Moudrakovski, Igor L.; Enright, Gary D.; Ripmeester, John A. Structural assessment of anhydrous sulfates with high field 33S solid state NMR and first principles calculations. CrystEngComm. 2013, 15 (43): 8808. doi:10.1039/C3CE41233D. 
  5. ^ Nilson, L. F.; Pettersson, Otto. On the Molecular Heat and Volume of the Rare Earths and Their Sulphates (PDF). Proceedings of the Royal Society of London. 1880-01-01, 31: 46–51 [2015-06-02]. doi:10.1098/rspl.1880.0005. 
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 Tritrust Industrial C. Ltd. MSDS OF Indium Sulfate (PDF). [2017-08-09]. （原始內容 (PDF)存檔於2016-03-04）. 
  7. ^ 7.0 7.1 Hester, Ronald E.; Plane, Robert A.; Walrafen, George E. Raman Spectra of Aqueous Solutions of Indium Sulfate, Nitrate, and Perchlorate. The Journal of Chemical Physics. 1963, 38 (1): 249. Bibcode:1963JChPh..38..249H. doi:10.1063/1.1733470. 
  8. ^ Perret, R; Tudo, J; Jolibois, B; Couchot, P (July 1974). "Préparation et caractérisation cristallographique de quelques sulfates doubles d'indium(III) et de thallium(III), MI3MIII (SO4)3 (MI = Na, K, Rb et Cs)". Journal of the Less Common Metals (in French). 37 (1): 9–12. doi:10.1016/0022-5088(74)90003-4.
  9. ^ Caminiti, R.; Paschina, G. An X-ray diffraction study of the structure of the aqua indium(III) ion in indium sulphate solution. Chemical Physics Letters. September 1981, 82 (3): 487–491. Bibcode:1981CPL....82..487C. doi:10.1016/0009-2614(81)85425-5. 
  10. ^ Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey. Advanced Inorganic Chemistry. John Wiley & Sons. 1966: 438. 
  11. ^ 11.0 11.1 Rudolph, Wolfram W.; Fischer, Dieter; Tomney, Madelaine R.; Pye, Cory C. (2004). "Indium(iii) hydration in aqueous solutions of perchlorate, nitrate and sulfate. Raman and infrared spectroscopic studies and ab-initio molecular orbital calculations of indium(iii)-water clusters" （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） (PDF). Physical Chemistry Chemical Physics. 6 (22): 5145. Bibcode:2004PCCP....6.5145R. doi:10.1039/b407419j. Retrieved 31 May 2015.
  12. ^ Busev, A.I. The Analytical Chemistry of Indium. Elsevier. 2013-10-22: 30. ISBN 9781483149554. 
  13. ^ Zhou, Huijuan; Cai, Weiping; Zhang, Lide. Synthesis and structure of indium oxide nanoparticles dispersed within pores of mesoporous silica. Materials Research Bulletin. April 1999, 34 (6): 845–849. doi:10.1016/S0025-5408(99)00080-X. 
  14. ^ Grimes, S. M. Chapter 4. Al, Ga, In, Tl. Annual Reports on the Progress of Chemistry, Section A. 1984, 81: 90 [2015-06-02]. doi:10.1039/IC9848100075. （原始內容存檔於2015-07-21）. 
  15. ^ Busev, A.I. The Analytical Chemistry of Indium. Elsevier. 2013-10-22: 67–68. ISBN 9781483149554. 
  16. ^ Busev, A.I. The Analytical Chemistry of Indium. Elsevier. 2013-10-22: 111–112. ISBN 9781483149554. 
  17. ^ Tudo, J.; Jolibois, B.; Laplace, G.; Nowogrocki, G.; Abraham, F. Structure cristalline du sulfate acide d'indium(III) hydraté. Acta Crystallographica Section B. 1979-07-15, 35 (7): 1580–1583. doi:10.1107/s0567740879007172 （法語）. 
  18. ^ Voropaeva, E. Yu.; Stenina, I. A.; Yaroslavtsev, A. B. Proton conduction in indium hydrogensulfate and hydrous zirconia composites. Russian Journal of Inorganic Chemistry. January 2007, 52 (1): 1–6. doi:10.1134/S0036023607010019. 
  19. ^ 19.0 19.1 Johansson, Georg. The Crystal Structure of InOHSO4(H2O)2 (PDF). Acta Chemica Scandinavica. 1961, 15 (7): 1437–1453 [2015-05-31]. doi:10.3891/acta.chem.scand.15-1437. （原始內容存檔 (PDF)於2015-07-13）. 
  20. ^ Johansson, Georg. The Crystal Structure of FeOHSO4 and InOHSO4 (PDF). Acta Chemica Scandinavica. 1962, 16 (5): 1234–1244 [2015-05-31]. doi:10.3891/acta.chem.scand.16-1234. （原始內容存檔 (PDF)於2015-07-13）. 
  21. ^ Dmitriev, V.S.; Malinov, S.A.; Dubovitskaya, L.G.; Smirnov, V.A. Vzaimodejstvie metallicheskogo indiya s sul'fatom indiya(3) [Metallic indium interaction with indium(3) sulfate]. Zhurnal Neorganicheskoj Khimii. September 1986, 31 (9): 2372–2377. ISSN 0044-457X （俄語）. 
  22. ^ Kozin, L.F.; Egorova, A.G. Sul'fat odnovalentnogo indiya, ego sintez i svojstva [Monovalent indium sulfate, its synthesis and properties]. Zhurnal Obshchej Khimii. May 1982, 52 (5): 1020–1024. ISSN 0044-460X （俄語）. 
  23. ^ Downs, A. J. Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium, and Thallium. Springer. 1993-05-31: 211. 
取自 "https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=硫酸铟&oldid=76399907"