ХЛОРИД ЖЕЛЕЗА (III): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРОИЗВОДСТВО, ПРИМЕНЕНИЕ - ХИМИЯ - 2025

Хлорид железа (III) , представляет собой неорганическое соединение , состоящее из элементов железа (Fe) и хлора (Cl). Его химическая формула - FeCl ₃ . Это кристаллическое твердое вещество, цвет которого может быть от оранжевого до черно-коричневого.

FeCl ₃ легко растворяется в воде, образуя кислые водные растворы, в которых повышение pH, делающее их более щелочными, может привести к образованию твердого оксида железа.

Хлорид железа (III) или твердый хлорид железа FeCl ₃ . Егор Осин / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Источник: Wikimedia Commons.

Хлорид железа (III) используется для осаждения загрязняющих воду частиц из городских или промышленных отходов. Говорят, что он позволяет удалить некоторых паразитов и служит для остановки потери крови из ран у животных и для их заживления.

Он используется для извлечения меди (II) из сульфидных медных руд. Он также используется в различных химических реакциях и анализах в биологических и химических лабораториях. Например, он используется для обнаружения таких соединений, как фенолы, в маслах, извлеченных из растений. Он используется в электронных схемах, при выделке кожи и в фотографии.

Поскольку FeCl _{3 является} кислотным соединением, он вызывает коррозию кожи и слизистых оболочек. Следует избегать вдыхания пыли этого соединения. Его нельзя выбрасывать в окружающую среду.

Структура

Хлорид железа (III) или хлорид железа FeCl ₃ - это ионное соединение, состоящее из одного иона железа Fe ³⁺ и трех ионов хлорида Cl ^- . Железо находится в степени окисления +3, а каждый хлор имеет валентность -1.

Хлорид железа (III) или хлорид железа. Автор: Марилу Стеа.

Номенклатура

• Хлорид железа (III)
• Хлорид железа
• Трихлорид железа
• Железо муриат

свойства

Физическое состояние

Кристаллическое твердое вещество от оранжевого до черновато-коричневого цвета.

Хлорид железа FeCl ₃ безводный (без воды). Leiem / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Источник: Wikimedia Commons.

Молекулярный вес

Безводный FeCl ₃ = 162,2 г / моль

Температура плавления

Безводный FeCl ₃ = 304 ºC

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

Точка кипения

Безводный FeCl ₃ = приблизительно 316 ºC

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

плотность

Безводный FeCl ₃ = 2,90 г / см ³ при 25 ° C.

Растворимость

Хорошо растворим в воде: 74,4 г / 100 г воды при 0 ° C; 535,7 г / 100 г воды при 100 ° C. Хорошо растворим в ацетоне, этаноле, эфире и метаноле. Слабо растворим в неполярных растворителях, таких как бензол и гексан.

pH

Его водные растворы очень кислые. Раствор 0,1 моль FeCl ₃ на литр воды имеет pH 2,0.

Химические свойства

Когда FeCl ₃ растворяется в воде, он гидролизуется; то есть он разделяется на ионы Fe ³⁺ и 3 Cl ^- . Fe ³⁺ образует ион гекса-железа ^3+, но он соединяется с ионами OH ^- из воды, образуя смешанные частицы и высвобождая протоны H ⁺ .

По этой причине их растворы кислые. Если pH увеличивается, эти частицы образуют гель и, наконец, образуется осадок или твердое вещество гидратированного оксида железа Fe ₂ O _{3 •} nH ₂ O.

Кристаллы хлорида железа (III) гигроскопичны, то есть они поглощают воду из окружающей среды. В мокром состоянии вызывает коррозию алюминия и многих металлов.

Растворы FeCl ₃ могут быть очень кислыми и едкими, поскольку они содержат HCl. Канессконг / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Источник: Wikimedia Commons.

Водные растворы FeCl ₃ очень кислые и вызывают коррозию большинства металлов. У них слабый запах соляной кислоты HCl. При нагревании до разложения FeCl ₃ выделяет высокотоксичные газы HCl.

получение

Хлорид железа (III) получают прямым хлорированием железа путем реакции сухого хлора (Cl ₂ ) с железным ломом (Fe) при 500-700 ° C.

Реакцию проводят в кислотостойком реакторе. Первый шаг - расплавить смесь хлорида железа (III) (FeCl ₃ ) и хлорида калия (KCl) при 600 ° C.

FeCl ₃ следует готовить в емкостях с высокой кислотостойкостью, например, из нержавеющей стали. Автор: Йоханнес Пленио. Источник: Pixabay.

Затем железный лом (Fe) растворяют в указанной расплавленной смеси, где железо реагирует с FeCl ₃ и становится хлоридом железа (FeCl ₂ ).

Fe + 2 FeCl ₃ → 3 FeCl ₂

Затем FeCl ₂ реагирует с хлором Cl _2, образуя FeCl _3, который сублимируется (переходит непосредственно из твердого состояния в газообразное) и собирается в специальных камерах конденсации.

2 FeCl ₂ + Cl ₂ → 2 FeCl ₃

Сульфат железа FeSO ₄ также может реагировать с хлором Cl ₂ .

Гексагидрат FeCl _{3 •} 6H ₂ O может быть получен испарением водного раствора ионов Fe ³⁺ и Cl ^- на паровой бане.

Присутствие в природе

Хлорид железа или хлорид железа (III) встречается в природе в виде минерала молизита, который содержится в лаве действующих вулканов. Среди вулканов, где он находится, находится Везувий.

FeCl ₃ входит в состав минерального молизита, который содержится в действующих вулканах. Автор: Skeeze. Источник: Pixabay.

Приложения

При очистке сточных вод

Хлорид железа используется для очистки городских или промышленных сточных вод путем химического осаждения.

Он действует как коагулянт, способствуя объединению нескольких частиц друг с другом, таким образом, образуются конгломераты или более крупные частицы, которые имеют тенденцию к флокуляции или осаждению (опускаются под собственным весом на дно обрабатываемой воды).

FeCl ₃ используется населением или промышленностью для отделения нежелательных материалов от сточных вод. Автор: 后 园 卓. Источник: Pixabay.

Таким образом улучшается отделение твердых частиц от воды и исключаются нежелательные материалы.

Этот тип лечения может облегчить удаление паразитов, таких как простейшие, которые представляют собой микроорганизмы, образованные одной клеткой, например амебами, которые вызывают заболевание.

По этой причине FeCl ₃ также используется для очистки воды.

В ветеринарных лечебных процедурах

Хлорид железа (III) используется для заживления ран животных.

Он действует как местное вяжущее средство (может втягивать ткани и действовать как противовоспалительное и заживляющее) и кровоостанавливающее средство (останавливает кровотечение или кровопотерю).

Он используется в порошках, чтобы остановить потерю крови или когда у крупного рогатого скота отрезаны рога. Он также используется в виде раствора для остановки кровотечения при порезании когтей или удалении бородавок.

FeCl ₃ используется в порошках, наносимых на отрезанные рога коров для предотвращения инфекции. Автор: JacLou DL. Источник: Pixabay.

Он также используется для лечения фарингита (воспаление глотки) или стоматита (воспаление слизистой оболочки полости рта) и для повышения уровня гемоглобина в крови у некоторых птиц.

При добыче металлов

Хлорид железа (III) или хлорид железа FeCl ₃ используется для извлечения меди (II) из медной руды, содержащей сульфиды меди.

Это окислительный метод, который позволяет избежать выделения токсичного газообразного диоксида серы (SO ₂ ), поскольку вместо него образуется сера (S). Растворы производятся с высокими концентрациями FeCl ₂ , FeCl ₃ , CuCl ₂ и других хлоридов металлов.

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

Как химический и биологический лабораторный реагент

Среди многих его применений в химии он служит для обозначения присутствия фенольной группы –ОН (то есть группы –ОН, присоединенной к бензольному кольцу).

Анализируемое соединение растворяют в этаноле и добавляют несколько капель раствора FeCl ₃ . Когда соединение имеет группу -ОН, присоединенную к бензольному кольцу (то есть это фенол), образуется голубовато-зеленый цвет.

Этот тест позволяет анализировать наличие фенолов в растительных экстрактах.

FeCl ₃ в присутствии фенолов дает голубовато-зеленый цвет. Автор: Ева Урбан. Источник: Pixabay.

Он также используется в тестах для определения антиоксидантной активности некоторых масел, извлеченных из овощей.

Еще одно его применение - это то, что он позволяет получать другие химические соединения. Он также может действовать как окислитель, хлорирующий агент (обеспечивая хлор) и конденсирующий (соединяя две или более молекул вместе).

Он также служит катализатором или ускорителем реакций органической химии.

В различных приложениях

Хлорид железа используется в печатных электронных схемах. Благодаря окраске различных гидратированных форм он служит пигментом и используется при дублении кожи.

FeCl ₃ используется при дублении кожи. Автор: Pexels. Источник: Pixabay.

Это дезинфицирующее средство. Он используется для лечения кожных заболеваний, а также в фотографии.

риски

Пыль FeCl ₃ раздражает глаза, нос и рот. При вдыхании может вызвать кашель или затрудненное дыхание. Это едкое соединение, поэтому продолжительный контакт с кожей, глазами или слизистыми оболочками может вызвать покраснение и ожоги.

Он не горюч, но при нагревании до высоких температур выделяет хлористый водород HCl, который токсичен и вызывает сильную коррозию.

FeCl ₃ вреден для водных и наземных организмов. При случайном попадании в окружающую среду кислотность необходимо нейтрализовать щелочными соединениями.

Ссылки

1. Национальная медицинская библиотека США. (2019). Хлорид железа. Получено с pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Кирк-Отмер (1994). Энциклопедия химической технологии. Том 19. Издание четвертое. Джон Вили и сыновья.
3. Энциклопедия промышленной химии Ульмана. (1990). Пятое издание. Том A22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Ngameni, B. et al. (2013). Флавоноиды и родственные соединения из лекарственных растений Африки. Характеристика флавоноидов в растительных экстрактах. Тест на хлорид железа. В исследованиях лекарственных растений в Африке. Восстановлено с sciencedirect.com.
5. Agyare, C. et al. (2017). Petroselinum crispum: обзор. Антиоксидантная активность. В лекарственных специях и овощах из Африки. Восстановлено с sciencedirect.com.
6. Стотт Р. (2003). Судьба и поведение паразитов в системах очистки сточных вод. Химическое осаждение. В Справочнике по микробиологии воды и сточных вод. Восстановлено с sciencedirect.com.
7. Tasker, PA et al. (2003). Приложения координационной химии. Извлечение Cu ^II из хлоридных растворов. В комплексной координационной химии. Восстановлено с sciencedirect.com.
8. Коттон, Ф. Альберт и Уилкинсон, Джеффри. (1980). Продвинутая неорганическая химия. Четвертое издание. Джон Вили и сыновья.