CHLOREK ŻELAZA (III): STRUKTURA, WŁAŚCIWOŚCI, PRODUKCJA, ZASTOSOWANIA - CHEMIA - 2026

Chlorek żelaza (III) jest związek nieorganiczny, zawierający elementy żelaza (Fe) i chlor (Cl). Jego wzór chemiczny to FeCl ₃ . Jest to krystaliczne ciało stałe o barwie od pomarańczowej do czarnobrązowej.

FeCl ₃ łatwo rozpuszcza się w wodzie tworząc kwaśne roztwory wodne, w których podwyższenie pH, czyniąc je bardziej zasadowymi, może tworzyć ciało stałe tlenku żelaza.

Chlorek żelaza (III) lub stały chlorek żelazowy FeCl ₃ . Егор Осин / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Źródło: Wikimedia Commons.

Chlorek żelaza (III) służy do osadzania zanieczyszczających wodę cząstek z odpadów komunalnych lub przemysłowych. Mówi się, że pozwala na usunięcie niektórych pasożytów i służy zahamowaniu utraty krwi z ran u zwierząt i ich gojeniu.

Służy do ekstrakcji miedzi (II) z rud siarczku miedzi. Jest również używany w różnych reakcjach i analizach chemicznych w laboratoriach biologicznych i chemicznych. Na przykład służy do wykrywania związków, takich jak fenole, w olejach ekstrahowanych z roślin. Znajduje zastosowanie w obwodach elektronicznych, garbowaniu skór i fotografii.

Ponieważ FeCl _{3 jest} związkiem kwaśnym, działa żrąco na skórę i błony śluzowe. Należy unikać wdychania pyłu tego związku. Nie należy go wyrzucać do środowiska.

Struktura

Chlorek żelaza (III) lub FeCI ₃ chlorek żelazowy jest związek jonowy i składa się z jednego Fe ³⁺ jonów żelaza i trzy Cl ^- jonów chlorkowych . Żelazo jest na stopniu utlenienia +3, a każdy chlor ma wartościowość -1.

Chlorek żelaza (III) lub chlorek żelazowy. Autor: Marilú Stea.

Nomenklatura

• Chlorek żelaza (III)
• Chlorek żelaza
• Trichlorek żelaza
• Żelazo muriat

Nieruchomości

Stan fizyczny

Krystaliczne ciało stałe o barwie pomarańczowej do czarnobrązowej.

Chlorek żelazowy FeCl ₃ bezwodny (bez wody). Leiem / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Źródło: Wikimedia Commons.

Waga molekularna

Bezwodny FeCl ₃ = 162,2 g / mol

Temperatura topnienia

Bezwodny FeCl ₃ = 304 ºC

Sześciowodzian FeCl _{3 •} 6H ₂ O = 37 ° C

Temperatura wrzenia

Bezwodny FeCl ₃ = Około 316 ºC

FeCl _{3 •} 6 H ₂ O heksahydrat = 280-285 ° C,

Gęstość

Bezwodny FeCl ₃ = 2,90 g / cm ³ w 25 ° C

Rozpuszczalność

Bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie: 74,4 g / 100 g wody w 0 ° C; 535,7 g / 100 g wody o temperaturze 100 ° C Bardzo dobrze rozpuszczalny w acetonie, etanolu, eterze i metanolu. Słabo rozpuszczalny w rozpuszczalnikach niepolarnych, takich jak benzen i heksan.

pH

Jego wodne roztwory są bardzo kwaśne. Roztwór 0,1 mola FeCl ₃ na litr wody ma pH 2,0.

Właściwości chemiczne

Gdy FeCl ₃ jest rozpuszczony w wodzie, ulega hydrolizie; to znaczy rozdziela się na jony Fe ³⁺ i 3 Cl ^- . Fe ³⁺ tworzy jon heksa-żelaza ^3+, ale łączy się on z jonami OH ^- z wody, tworząc mieszane formy i uwalniając protony H ⁺ .

Z tego powodu ich roztwory są kwaśne. Jeśli pH wzrośnie, związki te tworzą żel i ostatecznie tworzy się osad lub ciało stałe uwodnionego tlenku żelaza Fe ₂ O _{3 •} nH ₂ O.

Kryształy chlorku żelaza (III) są higroskopijne, to znaczy pochłaniają wodę z otoczenia. Mokry powoduje korozję aluminium i wielu metali.

Roztwory FeCl ₃ mogą być bardzo kwaśne i korozyjne, ponieważ zawierają HCl. Kanesskong / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Źródło: Wikimedia Commons.

Wodne roztwory FeCl ₃ są silnie kwaśne i powodują korozję większości metali. Mają słaby zapach kwasu solnego HCl. Po podgrzaniu do rozkładu FeCl ₃ wydziela wysoce toksyczne gazy HCl.

Otrzymywanie

Chlorek żelaza (III) jest wytwarzany przez bezpośrednie chlorowanie żelaza w reakcji suchego chloru (Cl ₂ ) ze złomem żelaza (Fe) w temperaturze 500-700 ° C.

Reakcję prowadzi się w reaktorze kwasoodpornym. Pierwszym krokiem jest stopienie mieszaniny chlorku żelaza (III) (FeCl ₃ ) i chlorku potasu (KCl) w temperaturze 600 ° C.

FeCl ₃ należy przygotowywać w bardzo kwasoodpornych pojemnikach, takich jak stal nierdzewna. Autor: Johannes Plenio. Źródło: Pixabay.

Następnie kawałek żelaza (Fe) jest rozpuszczona w tej stopionej mieszaniny, gdzie reaguje z żeliwa z FeCI ₃ i staje się chlorek żelaza (FeCl ₂ ).

Fe + 2 FeCl ₃ → 3 FeCl ₂

Następnie FeCl ₂ reaguje z chlorem Cl ₂ tworząc FeCl _3, który sublimuje (przechodzi bezpośrednio ze stanu stałego do gazowego) i jest gromadzony w specjalnych komorach kondensacyjnych.

2 FeCl ₂ + Cl ₂ → 2 FeCl ₃

Siarczan żelazawy FeSO ₄ można również poddać reakcji z chlorem Cl ₂ .

Sześciowodzian FeCl _{3 •} 6H ₂ O można otrzymać przez odparowanie wodnego roztworu jonów Fe ³⁺ i Cl ^- na łaźni parowej.

Obecność w przyrodzie

Chlorek żelazowy lub chlorek żelaza (III) występuje w naturze w postaci mineralnego molizytu, który znajduje się w lawie z aktywnych wulkanów. Wśród wulkanów, w których można go znaleźć, jest Wezuwiusz.

FeCl ₃ jest częścią mineralnego molizytu, który znajduje się w aktywnych wulkanach. Autor: Skeeze. Źródło: Pixabay.

Aplikacje

W oczyszczaniu ścieków

Chlorek żelazowy jest stosowany do oczyszczania ścieków komunalnych lub przemysłowych metodą sedymentacji chemicznej.

Działa jako koagulant, sprzyjając połączeniu kilku cząstek ze sobą, w ten sposób tworzą się zlepki lub większe cząstki, które mają tendencję do flokulacji lub osadu (opadają własnym ciężarem na dno uzdatnianej wody).

FeCl ₃ jest używany do oddzielania niepożądanych materiałów ze ścieków przez społeczności lub przemysł. Autor: 后 园 卓. Źródło: Pixabay.

W ten sposób sprzyja oddzielaniu ciał stałych od wody i jest wolne od niepożądanych materiałów.

Ten rodzaj leczenia może ułatwić usuwanie pasożytów, takich jak pierwotniaki, które są mikroorganizmami wywołującymi chorobę, utworzonymi przez pojedynczą komórkę, np. Ameby.

Z tego powodu FeCl ₃ jest również używany do oczyszczania wody.

W weterynaryjnych procedurach leczniczych

Chlorek żelaza (III) służy do leczenia ran zwierząt.

Służy jako miejscowy środek ściągający (może cofać tkanki, działać przeciwzapalnie i gojąco) i hemostatyczny (zatrzymuje krwawienie lub utratę krwi).

Jest stosowany w proszkach, aby zatrzymać utratę krwi lub gdy bydło ma obcięte rogi. Jest również stosowany w postaci roztworu do zatrzymywania krwawienia po przecięciu pazurów lub usunięciu brodawek.

FeCl ₃ jest stosowany w proszkach nakładanych na obcięte rogi krów w celu zapobiegania infekcji. Autor: JacLou DL. Źródło: Pixabay.

Jest również stosowany w leczeniu zapalenia gardła (zapalenie gardła) lub jamy ustnej (zapalenie błony śluzowej jamy ustnej) oraz w celu zwiększenia stężenia hemoglobiny we krwi u niektórych ptaków.

W wydobyciu metali

Chlorek żelaza (III) lub chlorek żelaza FeCl ₃ służy do ekstrakcji miedzi (II) z rudy miedzi zawierającej siarczki miedzi.

Jest to metoda utleniania, która pozwala uniknąć wydzielania toksycznego gazowego dwutlenku siarki (SO ₂ ), ponieważ zamiast tego wytwarzana jest siarka (S). Roztwory są wytwarzane z wysokimi stężeniami FeCl ₂ , FeCl ₃ , CuCl ₂ i innych chlorków metali.

4 FeCl ₃ + Cu ₂ S ⇔ 4 FeCl ₂ + 2 CuCl ₂ + S ↓

Jako chemiczny i biologiczny odczynnik laboratoryjny

Wśród wielu jego zastosowań w chemii służy do wskazywania obecności grupy fenolowej –OH (czyli grupy –OH przyłączonej do pierścienia benzenowego).

Związek ma być analizowany, rozpuszcza się w etanolu i dodaje kilka kropli FeCl ₃ roztworu dodaje . Gdy związek ma grupę -OH przyłączoną do pierścienia benzenowego (to znaczy jest fenolem), powstaje niebieskawo-zielony kolor.

Test ten pozwala na analizę obecności fenoli w ekstraktach roślinnych.

FeCl ₃ w obecności fenoli daje niebieskawo-zielony kolor. Autor: Ewa Urban. Źródło: Pixabay.

Jest również używany w testach do określenia aktywności przeciwutleniającej niektórych olejów ekstrahowanych z warzyw.

Innym jego zastosowaniem jest to, że pozwala na otrzymywanie innych związków chemicznych. Może również działać jako środek utleniający, chlorujący (dostarczający chlor) i kondensujący (aby połączyć ze sobą dwie lub więcej cząsteczek).

Służy również jako katalizator lub przyspieszacz reakcji chemii organicznej.

W różnych zastosowaniach

Chlorek żelazowy jest stosowany w drukowanych obwodach elektronicznych. Ze względu na zabarwienie różnych form uwodnionych służy jako pigment i znajduje zastosowanie w garbowaniu skór.

FeCl ₃ jest używany do garbowania skór. Autor: Pexels. Źródło: Pixabay.

Działa dezynfekująco. Służy do leczenia chorób skóry, a także w fotografii.

Ryzyka

Pył FeCl ₃ działa drażniąco na oczy, nos i usta. Wdychanie może powodować kaszel lub trudności w oddychaniu. Jest związkiem żrącym, więc długotrwały kontakt ze skórą, oczami lub błonami śluzowymi może powodować zaczerwienienia i oparzenia.

Nie jest łatwopalny, ale po podgrzaniu do wysokich temperatur wytwarza gazowy chlorowodór HCl, który jest toksyczny i silnie żrący.

FeCl ₃ jest szkodliwy dla organizmów wodnych i lądowych. Jeśli przypadkowo usunie się go do środowiska, jego kwasowość należy zneutralizować związkami zasadowymi.

Bibliografia

1. Amerykańska Narodowa Biblioteka Medyczna. (2019). Chlorek żelaza. Odzyskany z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Kirk-Othmer (1994). Encyklopedia technologii chemicznej. Tom 19. Wydanie czwarte. John Wiley & Sons.
3. Encyklopedia chemii przemysłowej Ullmanna. (1990). Piąta edycja. Tom A22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Ngameni, B. i in. (2013). Flawonoidy i związki pokrewne z roślin leczniczych Afryki. Charakterystyka flawonoidów w ekstraktach roślinnych. Test na chlorek żelaza. W badaniach roślin leczniczych w Afryce. Odzyskany z sciencedirect.com.
5. Agyare, C. i in. (2017). Petroselinum crispum: przegląd. Aktywność antyoksydacyjna. W leczniczych przyprawach i warzywach z Afryki. Odzyskany z sciencedirect.com.
6. Stott, R. (2003). Losy i zachowanie pasożytów w oczyszczalniach ścieków. Sedymentacja wspomagana chemicznie. W Handbook of Water and Wastewater Microbiology. Odzyskany z sciencedirect.com.
7. Tasker, PA i in. (2003). Zastosowania chemii koordynacyjnej. Ekstrakcja Cu ^II z roztworów chlorków. W kompleksowej chemii koordynacyjnej. Odzyskany z sciencedirect.com.
8. Cotton, F. Albert i Wilkinson, Geoffrey. (1980). Zaawansowana chemia nieorganiczna. Czwarta edycja. John Wiley & Sons.