Хлорид железа (III) - Iron(III) chloride
Хлорид железа (III) (гидрат)
|
|||
Хлорид железа (III) (безводный)
|
|||
|
|||
Имена | |||
---|---|---|---|
Имена ИЮПАК
Хлорид
железа (III) Трихлорид железа |
|||
Другие имена | |||
Идентификаторы | |||
3D модель ( JSmol )
|
|||
ЧЭБИ | |||
ChemSpider | |||
ECHA InfoCard | 100.028.846 | ||
Номер ЕС | |||
PubChem CID
|
|||
Номер RTECS | |||
UNII | |||
Номер ООН | |||
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|||
|
|||
|
|||
Характеристики | |||
FeCl 3 |
|||
Молярная масса | |||
Появление | Зелено-черный в отраженном свете; пурпурно-красный в проходящем свете; желтое твердое вещество в виде гексагидрата; коричневый как водн. решение | ||
Запах | Незначительный HCl | ||
Плотность | |||
Температура плавления | 307,6 ° С (585,7 ° F, 580,8 К) (безводный) 37 ° С (99 ° F, 310 К) (гексагидрат) |
||
Точка кипения | |||
912 г / л ( безводный или гексагидрат, 25 ° C) | |||
Растворимость в | |||
+ 13,450 · 10 −6 см 3 / моль | |||
Вязкость | 12 c P (40% раствор) | ||
Состав | |||
Шестиугольный , hR24 | |||
Р 3 , № 148 | |||
a = 0,6065 нм, b = 0,6065 нм, c = 1,742 нм
α = 90 °, β = 90 °, γ = 120 °
|
|||
Формула единиц ( Z )
|
6 | ||
Восьмигранный | |||
Опасности | |||
Паспорт безопасности | ICSC | ||
Пиктограммы GHS | |||
Сигнальное слово GHS | Опасность | ||
H290 , H302 , H314 , H318 | |||
P234 , P260 , P264 , P270 , P273 , P280 , P301 + 312 , P301 + 330 + 331 , P303 + 361 + 353 , P363 , P304 + 340 , P310 , P321 , P305 + 351 + 338 , Р390 , Р405 , Р406 , P501 | |||
NFPA 704 (огненный алмаз) | |||
точка возгорания | Не воспламеняется | ||
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |||
REL (рекомендуется)
|
TWA 1 мг / м 3 | ||
Родственные соединения | |||
Другие анионы
|
|||
Другие катионы
|
|||
Связанные коагулянты
|
|||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). |
|||
проверить ( что есть ?) | |||
Ссылки на инфобоксы | |||
Хлорид железа (III) представляет собой неорганическое соединение формулы ( Fe Cl
3). Также называется хлоридом железа , это обычное соединение железа в степени окисления +3 . Безводное соединение представляет собой твердое кристаллическое вещество с температурой плавления 307,6 ° C. Цвет зависит от угла обзора: в отраженном свете кристаллы кажутся темно-зелеными, а в проходящем - пурпурно-красными.
Структура и свойства
Безводный
Безводный хлорид железа (III) имеет структуру BiI 3 с октаэдрическими центрами Fe (III), соединенными двухкоординированными хлоридными лигандами .
Хлорид железа (III) имеет относительно низкую температуру плавления и кипит при температуре около 315 ° C. Пар состоит из димера Fe
2Cl
6(см. хлорид алюминия ), который все больше диссоциирует на мономерный FeCl
3(с симметрией молекулы точечной группы D 3h ) при более высокой температуре, что конкурирует с его обратимым разложением с образованием хлорида железа (II) и газообразного хлора .
Увлажняет
Помимо безводного материала, хлорид железа образует четыре гидрата . Все формы хлорида железа (III) содержат два или более хлорида в качестве лигандов, а три гидрата содержат FeCl 4 - .
- гексагидрат : FeCl 3 . 6H 2 O имеет структурную формулу транс- [Fe (H 2 O) 4 Cl 2 ] Cl . 2H 2 O
- FeCl 3 . 2.5H 2 O имеет структурную формулу цис - [Fe (H 2 O) 4 Cl 2 ] [FeCl 4 ] . H 2 O.
- дигидрат : FeCl 3 . 2H 2 O имеет структурную формулу транс - [Fe (H 2 O) 4 Cl 2 ] [FeCl 4 ].
- FeCl 3 . 3.5H 2 O имеет структурную формулу цис - [FeCl 2 (H 2 O) 4 ] [FeCl 4 ] . 3H 2 O.
Водный раствор
Водные растворы хлорида железа имеют характерный желтый цвет в отличие от бледно-розовых растворов [Fe (H 2 O) 6 ] 3+ . Согласно спектроскопическим измерениям, основными видами в водных растворах хлорида железа являются октаэдрический комплекс [FeCl 2 (H 2 O) 4 ] + (стереохимия не указана) и тетраэдрический [FeCl 4 ] - .
Подготовка
Безводный хлорид железа (III) можно получить обработкой железа хлором:
Растворы хлорида железа (III) производятся в промышленных масштабах как из железа, так и из руды по замкнутому циклу.
- Растворение железной руды в соляной кислоте
- Окисление железа (II) , хлорид с хлором
- Окисление железа (II) , хлорид с кислородом
Нагревание хлорида гидратированного железа (III) не дает безводного хлорида железа. Вместо этого твердое вещество разлагается на соляную кислоту и оксихлорид железа . Гидратированный хлорид железа (III) можно превратить в безводную форму обработкой тионилхлоридом . Точно так же дегидратацию можно осуществить с помощью триметилсилилхлорида :
Реакции
При растворении в воде хлорида железа (III) образуется сильнокислый раствор.
При нагревании с оксидом железа (III) при 350 ° C хлорид железа (III) дает оксихлорид железа .
Безводная соль представляет собой умеренно сильную кислоту Льюиса , образующую аддукты с основаниями Льюиса, такими как оксид трифенилфосфина ; например, FeCl
3(OPPh
3)
2где Ph - фенил . Он также реагирует с другими хлоридными солями с образованием желтого тетраэдра [FeCl
4]-
ион. Соли [FeCl
4]-
в соляной кислоте может быть экстрагирован диэтиловым эфиром .
Окислительно-восстановительные реакции
Хлорид железа (III) является мягким окислителем , например, он окисляет хлорид меди (I) до хлорида меди (II) .
В реакции компропорционирования он реагирует с железом с образованием хлорида железа (II):
Традиционный синтез безводного хлористого железа является снижение FeCl 3 с хлорбензола :
С карбоксилат-анионами
Оксалаты быстро реагируют с водным хлоридом железа (III) с образованием [Fe (C
2О
4)
3] 3− . Другие карбоксилатные соли образуют комплексы; например, цитрат и тартрат .
С алкоксидами щелочных металлов
Алкоксиды щелочных металлов реагируют с образованием комплексов алкоксидов металлов различной сложности. Соединения могут быть димерными или тримерными. В твердой фазе описаны различные многоядерные комплексы для номинальной стехиометрической реакции между FeCl
3и этоксид натрия :
С металлоорганическими соединениями
(III) , хлорид железа в эфирном растворе окисляет метиллития LICH
3с образованием первого светло-зеленовато-желтого тетрахлорферрата (III) лития LiFeCl
4раствора, а затем, при дальнейшем добавлении метиллития, тетрахлорферрат лития (II) Li
2FeCl
4:
Эти метиловые радикалы соединяются с собой или вступают в реакцию с другими компонентами , чтобы дать основном этан C
2ЧАС
6и немного метана CH
4.
Использует
Промышленные
Хлорид железа (III) используется при очистке сточных вод и производстве питьевой воды в качестве коагулянта и флокулянта. В этом приложении FeCl
3в слабощелочной воде реагирует с гидроксид- ионом с образованием хлопьев гидроксида железа (III), точнее формулированного как FeO (OH)-
, который может удалять взвешенные материалы.
Он также используется в качестве выщелачивающего агента в хлоридной гидрометаллургии, например, при производстве Si из FeSi (процесс Силгрейна).
Еще одно важное применение хлорида железа (III) - травление меди в двухступенчатой окислительно - восстановительной реакции до хлорида меди (I), а затем до хлорида меди (II) при производстве печатных плат .
Хлорид железа (III) используется в качестве катализатора реакции этилена с хлором с образованием этилендихлорида ( 1,2-дихлорэтана ), важного товарного химического вещества , которое в основном используется для промышленного производства винилхлорида , мономера для производства ПВХ. .
Лабораторное использование
В лаборатории железа (III) , хлорид обычно используется в качестве кислоты Льюиса для катализирующих реакций , таких как хлорирование из ароматических соединений и реакции Фриделя-Крафтса ароматических соединений. Он менее мощный, чем хлорид алюминия , но в некоторых случаях эта мягкость приводит к более высоким выходам, например, при алкилировании бензола:
Тест с хлоридом железа - это традиционный колориметрический тест для фенолов , в котором используется 1% раствор хлорида железа (III), нейтрализованный гидроксидом натрия до образования небольшого осадка FeO (OH). Перед употреблением смесь фильтруют. Органическое вещество растворяют в воде, метаноле или этаноле , затем добавляют раствор нейтрализованного хлорида железа (III) - временное или постоянное окрашивание (обычно пурпурный, зеленый или синий) указывает на присутствие фенола или енола .
Эта реакция используется в пятнистом тесте Триндера , который используется для определения присутствия салицилатов, особенно салициловой кислоты , которая содержит фенольную группу ОН .
Этот тест может быть использован для обнаружения присутствия гамма-гидроксимасляной кислоты и гамма-бутиролактона , которые вызывают красновато-коричневый цвет.
Другое использование
- Используется в безводной форме в качестве сушильного реагента в некоторых реакциях.
- Используется для обнаружения присутствия фенольных соединений в органическом синтезе ; например, проверка чистоты синтезированного аспирина .
- Используется при очистке воды и сточных вод для осаждения фосфата в виде фосфата железа (III) .
- Используется при очистке сточных вод для контроля запаха.
- Используется американскими коллекционерами монет для определения дат никелей Буффало , которые так сильно изношены, что дату больше не видно.
- Используется кузнецами и мастерами при сварке узоров для травления металла, придания ему контрастного эффекта, чтобы увидеть слои металла или дефекты.
- Используется для гравировки видманштеттенового узора на железных метеоритах .
- Необходимый для травления фотогравюры пластин для печати фотографических изображений и тонких искусств в инталии и для травления глубокой печати цилиндры , используемую в полиграфической промышленности.
- Используется для изготовления печатных плат путем травления меди.
- Используется для снятия алюминиевого покрытия с зеркал.
- Используется для травления сложных медицинских устройств.
- Используется в ветеринарной практике для лечения переката когтей животного, особенно когда это приводит к кровотечению.
- Реагирует с бромидом циклопентадиенилмагния в одном препарате ферроцена , металло-сэндвич-комплексе .
- Иногда в технике обжига посуды раку используется железо, окрашивающее керамическое изделие в оттенки розового, коричневого и оранжевого.
- Используется для испытания на стойкость к точечной и щелевой коррозии нержавеющих сталей и других сплавов .
- Используется вместе с NaI в ацетонитриле для мягкого восстановления органических азидов до первичных аминов .
- Используется в модели тромбоза у животных.
- Используется в системах хранения энергии.
- Исторически он использовался для создания прямых позитивных чертежей.
- Компонент модифицированного раствора Карнуа, применяемого для хирургического лечения керато-кистозной одонтогенной опухоли (КОТ).
Безопасность
Хлорид железа (III) опасен, имеет сильную коррозию и кислоту. Безводный материал является мощным обезвоживающим агентом.
Хотя сообщения об отравлении людей редки, прием хлорида железа в организм может привести к серьезным заболеваниям и смертности. Неправильная маркировка и хранение приводят к случайному проглатыванию или ошибочной диагностике. Ранняя диагностика важна, особенно у серьезно отравленных пациентов.
Естественное явление
Природным аналогом FeCl 3 является редкий минерал молизит , обычно связанный с вулканическими фумаролами и фумаролами другого типа.
FeCl 3 также образуется в виде атмосферного солевого аэрозоля в результате реакции между богатой железом пылью и соляной кислотой из морской соли. Этот аэрозоль из солей железа вызывает около 5% естественного окисления метана и, как считается, обладает рядом охлаждающих эффектов.
Смотрите также
Примечания
использованная литература
дальнейшее чтение
- Лиде ДР, изд. (1990). CRC Справочник по химии и физике (71-е изд.). Анн-Арбор, Мичиган, США: CRC Press. ISBN 9780849304712.
- Стечер П.Г., Финкель М.Дж., Зигмунд Огайо, ред. (1960). Индекс химических веществ и лекарств Мерк (7-е изд.). Рэуэй, Нью-Джерси, США: Merck & Co.
- Николс Д. (1974). Комплексы и переходные элементы первого ряда, Macmillan Press, Лондон, 1973 . Текст по химии Макмиллана. Лондон: Macmillan Press. ISBN 9780333170885.
- Уэллс А.Ф. (1984). Структурная неорганическая химия . Оксфордские научные публикации (5-е изд.). Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета. ISBN 9780198553700.
- Март J (1992). Высшая органическая химия (4-е изд.). Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc., стр. 723 . ISBN 9780471581482.
- Райх Х. Дж., Ригби Х. Дж., Ред. (1999). Кислые и основные реагенты . Справочник реагентов для органического синтеза. Нью-Йорк: ISBN John Wiley & Sons, Inc. 9780471979258.