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普魯士藍(Prussian Blue),即亞鐵氰化鐵,化學式為Fe4[Fe(CN)6]3,是一種配位化合物,可以用來上釉、用作油畫染料等。

中文名:普魯士藍、外文名:Prussian Blue、別   名:亞鐵氰化鐵柏林藍中國藍貢藍鐵藍化學式:Fe4[Fe(CN)6]3、分子量:859.228CAS、登錄號:14038-43-8EINECS、登錄號:237-875-5、沸   點:25.7 ℃、水溶性:不溶、密   度:1.8 g/cm³、外   觀:暗藍色晶體性粉末、應 用:用於油漆、油墨、蠟筆,塗飾漆紙等着色、安全性描述:S22;S24/25、危險性符號:Xn;T;F;Xi、危險性描述:R40;R22;R10;R23/25; R11;R36/37/38UN、危險貨物編號:1993RTECS號LJ8200000、海關編碼:29322910、蒸汽壓:740mmHg(25°C時)LogP0.28454PSA428.22000WGKGermany1

研究簡史

18世紀有一個名叫狄斯巴赫的德國人,他是製造和使用塗料的工人,因此對各種有顏色的物質都感興趣。總想用便宜的原料製造出性能良好的塗料。

有一次,狄斯巴赫將草木灰和牛血混合在一起進行焙燒,再用水浸取焙燒後的物質,過濾掉不溶解的物質以後,得到清亮的溶液,把溶液蒸濃以後,便析出一種黃色的晶體。當狄斯巴赫將這種黃色晶體放進氯化鐵的溶液中,便產生了一種顏色很鮮艷的藍色沉澱。狄斯巴赫經過進一步的試驗,這種藍色沉澱竟然是一種性能優良的塗料。該反應方程式為:3K4[Fe(CN)6]+ 4FeCl3 → Fe4[Fe(CN)6]3↓ + 12KCl。

狄斯巴赫的老闆是個商人,他感到這是一個賺錢的好機會,於是,他對這種塗料的生產方法嚴格保密,並為這種顏料起了個令人捉摸不透的名稱——普魯士藍,以便高價出售這種塗料。德國的前身普魯士軍隊的制服顏色就是使用該種顏色,以至1871年德意志第二帝國成立後相當長一段時間仍然沿用普魯士藍軍服,直至第一次世界大戰前夕方更換成土灰色。

直到20年以後,一些化學家才了解普魯士藍是什麼物質,也掌握了它的生產方法。原來,草木灰中含有碳酸鉀,牛血中含有碳和氮兩種元素,這兩種物質發生反應,便可得到亞鐵氰化鉀,它便是狄斯巴赫得到的黃色晶體,由於它是從牛血中製得的,又是黃色晶體,因此更多的人稱它為黃血鹽。它與氯化鐵反應後,得到亞鐵氰化鐵,也就是普魯士藍。 [1]

物理性質

普魯士藍具有立方結構,在常溫常壓下穩定,不溶於水,溶於酸、鹼。色光有青光和紅光兩種,色澤鮮艷,着色力強,遮蓋力略差。粉質較堅硬,不易研磨。能耐曬、耐酸,但遇濃硫酸煮沸則分解;耐鹼性弱,即使是稀鹼也能使其分解,不能與鹼性顏料共用。失火時可用水、砂土撲救。[2]

製備方法

黃血鹽法

黃血鹽鉀硫酸亞鐵在微酸性溶液中反應生成亞鐵氰化亞鐵的復鹽,再加硫酸氯酸鉀氧化生成亞鐵氰化鐵亞鐵氰化鉀的復鹽: 。如用黃血鹽鈉來製造鐵藍,則生成的復鹽要用銨來代替其中的鈉,即生成亞鐵氰化鐵與亞鐵氰化銨復鹽,因此鐵藍按原料不同分為鉀鐵藍和銨鐵藍兩種。將以上復鹽再經過濾、漂洗、乾燥、粉碎,製得深藍色鐵藍顏料。

主要應用

在化學實驗中,常用生成普魯士藍的反應來檢驗CN-:FeSO4+ 6NaCN +2Na4[Fe(CN)6]+ 4FeCl3= Fe4[Fe(CN)6]3 ↓ + 12NaCl+ Na2SO4。 在醫療上鉈可置換普魯士藍上的鐵後形成不溶性物質,使其隨糞便排出,對治療經口急慢性鉈中毒有一定療效。用量一般為每日250mg/kg,分4次,溶於50mL 15%甘露醇中口服。

(適量補充氯化鉀,高鉀能增加腎對鉈的清除,可能與鉀競爭性阻斷腎小管對鉈的吸收有關,同時鉀可動員細胞內的鉈到細胞外,使血鉈含量增加,可使臨床病情加重,因此要慎用。)

貯存方法

普魯士藍應貯存在通風、乾燥的庫房中,貯存時要避免與氧化物、酸、氨、光接觸。

相關爭議

Fe與[Fe(CN)6]4-反應, 生成深藍色的沉澱,被稱為普魯士藍;而Fe與[Fe(CN)6]3-的反應,生成深藍色的沉澱被稱為滕氏藍。兩種產物表現出相似的顏色(藍色),且含有完全相同的化學元素和化學式。

一種觀點認為,這兩種物質因為具有完全相同的絡合結構,且經過X射線磁化率光電子能譜和穆斯堡爾譜的測定,兩者的性質一樣或者基本一致,可以被認為是同一種物質。 [3]

另一種觀點則認為,普魯士藍和滕氏藍雖然結構相同,但普魯士藍的顏色總是較滕氏藍略深一些。經過兩種物質的穆斯堡爾譜比較,其電子結構略有差異,因此造成顏色的差別。 [4]

總而言之,普魯士藍和滕氏藍在化學式絡合結構上是一致的,至於是否為同一物質,仍存在爭議。


視頻

專業的秘密 北京石油化工學院化學工程與工藝專業

參考文獻