ЖЕЛЯЗО (III) ХЛОРИД: СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРОИЗВОДСТВО, ПРИЛОЖЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025

На железен хлорид (III) е неорганично съединение, състояща се от желязо елементи (Fe) и хлор (Cl). Химическата му формула е FeCl ₃. Това е кристално твърдо вещество, чийто цвят може да бъде от оранжев до чернокафяв.

FeCl _{3 се} разтваря лесно във вода, образувайки кисели водни разтвори, в които повишаването на pH, което ги прави по-алкални, може да образува твърдо вещество от железен оксид.

Железен (III) хлорид или твърд железен хлорид FeCl ₃. Егор Осин / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Източник: Wikimedia Commons.

Железният (III) хлорид се използва за утаяване на замърсяващи водата частици от битови или промишлени отпадъци. Казано е, че позволява отстраняването на някои паразити и служи за спиране на загубата на кръв от рани при животни и за тяхното заздравяване.

Използва се за извличане на мед (II) от медни сулфидни руди. Използва се и при различни химични реакции и анализи в биологични и химични лаборатории. Например, той се използва за откриване на съединения като феноли в масла, извлечени от растения. Използва се в електронни схеми, в кожарска кожа и във фотография.

Тъй като FeCl _{3 е} киселинно съединение, той е корозивен за кожата и лигавиците. Дишането на праха от това съединение трябва да се избягва. Не трябва да се изхвърля в околната среда.

структура

Железен (III) хлорид или FeCl ₃ железен хлорид е йонно съединение и се състои от един железен йон Fe ³⁺ и три Cl ^- хлоридни йони. Желязото е в състояние на окисление +3 и всеки хлор има -1 валентност.

Желязо (III) хлорид или железен хлорид. Автор: Marilú Stea.

номенклатура

• Железен (III) хлорид
• Железен хлорид
• Железен трихлорид
• Железен муриат

Имоти

Физическо състояние

Оранжево до чернокафяво кристално твърдо вещество.

Железен хлорид FeCl ₃ безводен (без вода). Leiem / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Източник: Wikimedia Commons.

Молекулно тегло

Безводен FeCl ₃ = 162,2 грама / мол

Точка на топене

Безводен FeCl ₃ = 304 ºC

Хексахидрат FeCl _{3 •} 6H ₂ O = 37 ° С

Точка на кипене

Безводен FeCl ₃ = приблизително 316 ºC

FeCl _{3 •} 6H ₂ O хексахидрат = 280-285 ° С

плътност

Безводен FeCl ₃ = 2,90 гр / см ³ при 25 ° С

разтворимост

Много разтворим във вода: 74,4 g / 100 g вода при 0 ° C; 535,7 g / 100 g вода при 100 ° C. Много разтворим в ацетон, етанол, етер и метанол. Слабо разтворим в неполярни разтворители като бензен и хексан.

рН

Водните му разтвори са много кисели. Разтвор от 0,1 мола FeCl ₃ на литър вода има рН 2,0.

Химични свойства

Когато FeCl ₃ се разтваря във вода, то хидролизира; тоест, той се разделя на своите Fe ³⁺ и 3 Cl ^- йони. Fe ³⁺ образува хекса-железен йон ^3+, но това се комбинира с ОН ^- йони от вода, образуващи смесени видове и отделящи Н ⁺ протони.

Поради тази причина техните разтвори са кисели. Ако pH се повиши, тези видове образуват гел и накрая се образува утайка или твърдо вещество от хидратиран железен оксид Fe ₂ O _{3 •} nH ₂ O.

Кристалните кристали на желязо (III) са хигроскопични, тоест абсорбират вода от околната среда. Когато е мокро, е корозивен за алуминий и много метали.

Разтворите на FeCl ₃ могат да бъдат много кисели и корозивни, тъй като съдържат НС1. Kanesskong / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Източник: Wikimedia Commons.

Водните разтвори на FeCl ₃ са силно киселинни и корозивни за повечето метали. Те имат лек мирис на солна киселина HCl. Когато се нагрява до разлагане, FeCl ₃ отделя силно токсични HCl газове.

Получаване

Железният (III) хлорид се получава чрез директно хлориране на желязо чрез взаимодействие на сух хлор (Cl ₂) със скрап желязо (Fe) при 500-700 ° С.

Реакцията се провежда в реактор, устойчив на киселини. Първата стъпка е да се стопи смес на железен (III) хлорид (FeCl ₃) и калиев хлорид (KCl) при 600 ° С

FeCl ₃ трябва да се приготвя в силно устойчиви на киселини съдове като неръждаема стомана. Автор: Йоханес Пленио. Източник: Pixabay

След желязо скрап (Fe) се разтваря в стопената смес, където желязо реагира на с FeCl ₃ и става железен хлорид (FeCl ₂).

Fe + 2 FeCl ₃ → 3 FeCl ₂

Тогава FeCl ₂ реагира с хлор Cl ₂ образуване на FeCl ₃ който сублимира (отива директно от твърдото вещество в газообразно състояние) и се събират в специални кондензационни камери.

2 FeCl ₂ + Cl ₂ → 2 FeCl ₃

Железен сулфат FeSO ₄ може също да взаимодейства с хлор Cl ₂.

FeCl _{3 •} 6H ₂ O хексахидрат може да бъде получена чрез изпаряване на воден разтвор на Fe ³⁺ и Cl ^- йони на парна баня.

Присъствие в природата

Железен хлорид или железен (III) хлорид се среща в природата под формата на минерала молизит, който се намира в лавата от активни вулкани. Сред вулканите, където може да се намери, е връх Везувий.

FeCl ₃ е част от минерала молизит, който се намира в активните вулкани. Автор: Skeeze. Източник: Pixabay

Приложения

При пречистване на отпадни води

Железният хлорид се използва за третиране на битови или промишлени отпадни води чрез химическо утаяване.

Той действа като коагулант, благоприятстващ съединението на няколко частици помежду си, по този начин се образуват конгломерати или по-големи частици, които са склонни да флокулират или утаяват (слизат със собствено тегло до дъното на водата, която се обработва).

FeCl ₃ се използва за отделяне на нежелани материали от отпадни води от общности или отрасли. Автор: 后 园 卓. Източник: Pixabay

По този начин се отделя твърдото вещество от водата и това е без нежелани материали.

Този вид лечение може да улесни отстраняването на паразити, като протозои, които са микроорганизми, образувани от една клетка, като амеби, които причиняват заболяване.

Поради тази причина FeCl ₃ се използва и за пречистване на вода.

При ветеринарно-лечебни процедури

Железният (III) хлорид се използва за заздравяване на рани от животни.

Той служи като локално стягащо (може да прибира тъканите и да действа като противовъзпалително и заздравяващо) и хемостатично (спира кървенето или загубата на кръв).

Използва се на прах за спиране на загубата на кръв или когато на говедата са били отрязани рогата им. Използва се и под формата на разтвор за спиране на кървенето, когато ноктите се режат или се отстраняват брадавици.

FeCl ₃ се използва в прахове, нанесени върху отрязаните рога на кравите, за да се предотврати инфекция. Автор: JacLou DL. Източник: Pixabay

Използва се и за лечение на фарингит (възпаление на фаринкса) или стоматит (възпаление на устната лигавица) и за повишаване на хемоглобина в кръвта при някои птици.

При добив на метали

Железен (III) хлорид или железен хлорид FeCl ₃ се използва за извличане на мед (II) от медна руда, съдържаща медни сулфиди.

Това е метод оксидативен, който е подходящ да се избегне освобождаването на токсични газове серен диоксид (SO ₂), тъй като вместо това сяра (S) е генериран. Разтворите се получават с високи концентрации на FeCl ₂, FeCl ₃, CuCl ₂ и други метални хлориди.

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

Като химически и биологичен лабораторен реагент

Сред многото от неговите употреби в химията той служи за показване на присъствието на фенолната група -OH (тоест –OH групата, прикрепена към бензолен пръстен).

Съединението за анализ се разтваря в етанол и няколко капки FeCl ₃ се добавят разтвор. Когато съединението има -OH група, прикрепена към бензолен пръстен (тоест това е фенол), се образува синкаво-зелен цвят.

Този тест позволява да се анализира наличието на феноли в растителни екстракти.

FeCl ₃ в присъствието на феноли придава синкавозелен цвят. Автор: Ewa Urban. Източник: Pixabay

Използва се и в тестове за определяне на антиоксидантната активност на определени масла, извлечени от зеленчуци.

Друго негово приложение е, че позволява получаването на други химически съединения. Той може също така да действа като окисляващ, хлориращ агент (осигуряващ хлор) и кондензиращ (да се съедини две или повече молекули заедно).

Той също така служи като катализатор или ускорител за реакции на органична химия.

В различни приложения

Железният хлорид се използва в печатни електронни схеми. Поради оцветяването на различните си хидратирани форми, той служи като пигмент и се използва в кожарска кожа.

FeCl ₃ се използва при дъбене на кожа. Автор: Pexels Източник: Pixabay

Той е дезинфектант. Използва се за лечение на кожни разстройства и се използва и във фотографията.

Рискове

Прахът FeCl ₃ дразни очите, носа и устата. При вдишване може да причини кашлица или затруднено дишане. Това е разяждащо съединение, така че продължителният контакт с кожата и с очите или лигавиците може да причини зачервяване и изгаряне.

Не е запалим, но при нагряване до високи температури произвежда водороден хлорид HCl газ, който е токсичен и силно корозивен.

FeCl ₃ е вреден за водни и сухоземни организми. Ако случайно се изхвърли в околната среда, киселинността му трябва да се неутрализира с основни съединения.

Препратки

1. Национална медицинска библиотека на САЩ. (2019). Железен хлорид. Възстановени от pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Кирк-Отмер (1994). Енциклопедия на химическата технология. Том 19. Четвърто издание. John Wiley & Sons.
3. Енциклопедия на индустриалната химия на Ullmann. (1990). Пето издание. Обем A22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Ngameni, B. et al. (2013). Флавоноиди и сродни съединения от лечебните растения в Африка. Характеристика на флавоноиди в растителни екстракти. Тест на железен хлорид. В изследвания за лекарствени растения в Африка. Възстановени от sciencedirect.com.
5. Agyare, C. et al. (2017). Petroselinum crispum: преглед. Антиоксидантна активност. В лечебните подправки и зеленчуци от Африка. Възстановени от sciencedirect.com.
6. Stott, R. (2003). Съдбата и поведението на паразитите в системите за пречистване на отпадни води. Химически подпомогнато утаяване. В Наръчник за микробиология на водата и отпадните води. Възстановени от sciencedirect.com.
7. Tasker, PA и др. (2003 г.). Приложения на координационната химия. Екстракция на Cu ^II от хлоридни разтвори. В комплексна координационна химия. Възстановени от sciencedirect.com.
8. Котън, Ф. Алберт и Уилкинсън, Джефри. (1980 г.). Разширена неорганична химия. Четвърто издание. John Wiley & Sons.