Solfuro di ferro (II): solubilità, reazioni, usi

Il solfuro di ferro (II) o solfuro ferroso è un composto inorganico con formula FeS che in natura si trova nei minerali troilite e pirrotite.

Solubilità del solfuro di ferro (II)

Il solfuro di ferro (II) è un sale che ha un prodotto di solubilità pari a 6.0 ·10–19.

Si dissocia secondo l’equilibrio eterogeneo:
FeS(s) ⇄ Fe2+(aq) + S2-(aq)
L’espressione del prodotto di solubilità è:
Kps = [Fe2+][S2-]

Detta x la solubilità molare all’equilibrio si ha:
[Fe2+] = x
[S2-]= x

Sostituendo nell’espressione del Kps:
Kps = 6.0 · 10-19 = (x)(x) =  x2
Da cui x  = √6.0 · 10-19 = 7.7 · 10-10 mol/L

Si tenga conto che ha solubilità del solfuro di ferro (II) è influenzata dal pH in quanto lo ione S2- è la base coniugata di HS.

Proprietà

È un solido di colore da grigio a nero-brunastro e incolore quando è puro poco solubile in acqua che reagisce con gli acidi

Sintesi

Si forma dall’azione di composti di zolfo corrosivi su ferro e acciaio negli impianti e in particolare navi e serbatoi. Può essere ottenuto dalla reazione a caldo tra ferro e zolfo:
8 Fe(s) + S8(s) → 8 FeS(s)

Reazioni

Reagisce con gli acidi come acido cloridrico:
FeS + 2 HCl → FeCl2 + H2S
per dare cloruro di ferro (II) e acido solfidrico

In presenza di acido solforico dà luogo alla formazione di solfato di ferro (II) e acido solfidrico:
FeS + H2SO4 → FeSO4 + H2S

Reagisce con l’ossigeno per dare ossido di ferro (II) e anidride solforosa:
2 FeS + 3 O2 → 2 FeO + 2 SO2

Usi

L’industria siderurgica utilizza il solfuro di ferro come agente di solforazione nella produzione di acciai da taglio privi di carbonio, leghe e acciai inossidabili.
È utilizzato come pigmento nella ceramica, tinture per capelli e contenitori di vetro.
In laboratorio è utilizzato per ottenere solfuro di idrogeno nell’apparecchio di Kipp

Viene anche utilizzato:

  • nei lubrificanti
  • nel trattamento dei gas di scarico e riduzione dell’inquinamento da metalli pesanti
  • quale materiale catodico per batterie al litio in cui avviene la reazione:
    FeS +2 Li → Fe + Li2S

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