跳转到内容

硫酸铟

维基百科，自由的百科全书
硫酸铟

别名 硫酸铟(III)
识别
CAS号 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
性质
化学式 In2(SO4)3
摩尔质量 517.81 g·mol⁻¹
外观 无色潮解性单斜晶体
密度 3.44 g/cm3, solid
熔点 600 °C（分解）[1]
溶解性（水） 53.92 g（20 °C）[2]
结构
晶体结构 单斜晶系（室温）
空间群 P121
晶格常数 a = 8.57 Å[3], b = 8.908 Å, c = 14.66 Å
晶格常数 α = 90°, β = 124.72°, γ = 90°
结构
晶体结构 三方晶系
空间群 R-3
晶格常数 a = 8.44 Å[3][4], b = 8.44 Å, c = 23.093 Å
晶格常数 α = 90°, β = 90°, γ = 120°
配位几何 6（每个晶胞）
热力学
热容 0.129[5]
危险性
警示术语 R：R20 R21 R22 R36 R37 R38[6]
安全术语 S：S20 S21 S24 S25 S36 S37 S39[6]
欧盟分类 未列出
NFPA 704
0
1
0
 
PEL 0.1[6]
TLV {{{TLV}}}, 0.1[6] (TWA), 0.3[6] (STEL)
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

硫酸铟是铟的硫酸盐，化学式为In2(SO4)3。它是一种无机化合物，由铟、氧化铟或其碳酸盐和硫酸反应得到，制备过程中，硫酸需要过量，否则会生成难溶的碱式盐。[7]硫酸铟可以以无水物、五水合物[8]或九水合物的形式存在。硫酸铟可用于制备铟或其它含铟的化合物。硫酸铟可以形成酸式盐、碱式盐或复盐铟矾（indium alum）。

性质

在水溶液中，铟离子可以和水、硫酸根形成配合物，如InSO4·5H2O+和In(SO4)2·4H2O−。[9][10]铟和硫酸根的配合物是少见的，硫酸根对其的效应可以通过拉曼光谱展示。[7]硫酸根配合物的配位比随着温度的升高而增加，这表明硫酸根的形成的反应是吸热反应。配位比也随着溶液浓度的增加而增加。[11]硫酸根配合物以每秒10,000,000的速率和水快速交换，因此，核磁共振不能辨别配位的铟离子和非配位的铟离子。[11]硫酸铟溶液显酸性，0.14 mol/L的溶液的pH为1.85。当pH上升至3.4时，会生成沉淀。[12]

化学反应

加热至710 K（437 °C）以上时，硫酸铟会放出三氧化硫蒸汽，生成氧化铟：[13]

In2(SO4)3 → In2O3 + 3 SO3

将碱加入硫酸铟溶液，会生成碱式盐沉淀。如氢氧化钾加入到溶液中，生成In2O3.SO3·nH2O或KIn3(OH)6(SO4)2，生成物和pH有关。[14]焦磷酸钠与之反应，形成粘稠的焦磷酸铟（In4(P2O7)3·3H2O）沉淀。和高碘酸钾的反应可以得到碱式高碘酸铟（2 InO5·In(OH)3·6 H2O）沉淀。[15]和草酸的反应，生成草酸铟沉淀（In2(C2O4)3·10 H2O）；碱金属草酸盐与之反应，生成配合物MIn(C2O4)2·3 H2O（其中M=Na、K、NH4）的沉淀。[16]

相关化合物

酸式盐

铟可以形成酸式盐HIn(SO4)2·4H2O，可以结晶为正交晶系的晶体，晶胞参数a=9.997 Å，b=5477 Å，c=18.44 Å。其密度为2.50 cm−3。HIn(SO4)2可以通过蒸发硫酸铟的40%硫酸溶液得到，[17]或者冷却硫酸铟的60%硫酸溶液得到。[18]

碱式盐

向硫酸铟溶液中加入水或乙醇，可以生成碱式盐，晶体在数周后生成。[19]InOHSO4·(H2O)2属单斜晶系，晶胞参数为a=6.06 Å，b=7.89 Å，c=12.66 Å，β=107.5°，晶胞体积为577.6 Å3。[19]另一种碱式盐InOHSO4为三方晶系，于160 °C加热硫酸铟的溶液，或在密封管内放置一星期得到。[20]

硫酸铟(I)

一价的硫酸铟(I)（In2SO4）可以通过固相加热铟和硫酸铟(III)的混合物得到，[21]溶于水或硫酸时，In+与其反应，放出氢气。[22]混合价态硫酸盐InIInIII(SO4)2也能通过加热铟和硫酸铟(III)得到。[23]

参考文献

  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 （页面存档备份，存于互联网档案馆） 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]. （原始内容 (PDF)存档于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" （页面存档备份，存于互联网档案馆） (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. （原始内容存档于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 （法语）. 
  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. （原始内容存档 (PDF)于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. （原始内容存档 (PDF)于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 （俄语）. 
  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 （俄语）. 
  23. ^ Downs, A. J. Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium, and Thallium. Springer. 1993-05-31: 211. 
检索自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=硫酸铟&oldid=76399907”