Chlorid železitý - Iron(III) chloride
 Chlorid železitý (hydrát) | |||
 Chlorid železitý (bezvodý) | |||
| |||
| Jména | |||
|---|---|---|---|
| Názvy IUPAC Chlorid železitý Chlorid železitý | |||
Ostatní jména
| |||
| Identifikátory | |||
| |||
3D model (JSmol ) | |||
| ChEBI | |||
| ChemSpider | |||
| Informační karta ECHA | 100.028.846  | ||
| Číslo ES |
| ||
PubChem CID | |||
| Číslo RTECS |
| ||
| UNII |
| ||
| UN číslo |
| ||
Řídicí panel CompTox (EPA) | |||
| |||
| |||
| Vlastnosti | |||
| FeCl 3 | |||
| Molární hmotnost |
| ||
| Vzhled | Zeleno-černá odraženým světlem; fialově červená procházejícím světlem; žlutá pevná látka jako hexahydrát; hnědá jako vod. řešení | ||
| Zápach | Mírný HCl | ||
| Hustota |
| ||
| Bod tání | 307,6 ° C (585,7 ° F; 580,8 K) (bezvodý) 37 ° C (99 ° F; 310 K) (hexahydrát)[1] | ||
| Bod varu |
| ||
| 912 g / L (anh. nebo hexahydrát, 25 ° C)[1] | |||
| Rozpustnost v |
| ||
| +13,450·10−6 cm3/ mol[2] | |||
| Viskozita | 12 cP (40% roztok) | ||
| Struktura | |||
| Šestihranný, hR24 | |||
| R3, Č. 148[3] | |||
A = 0.6065 nm, b = 0.6065 nm, C = 1.742 nm α = 90 °, β = 90 °, γ = 120 ° | |||
Jednotky vzorce (Z) | 6 | ||
| Osmistěn | |||
| Nebezpečí[5][6][Poznámka 1] | |||
| Bezpečnostní list | ICSC | ||
| Piktogramy GHS |   | ||
| Signální slovo GHS | Nebezpečí | ||
| 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, P390, P405, P406, P501 | |||
| NFPA 704 (ohnivý diamant) | |||
| Bod vzplanutí | Nehořlavé | ||
| NIOSH (Limity expozice USA zdraví): | |||
REL (Doporučeno) | TWA 1 mg / m3[4] | ||
| Související sloučeniny | |||
jiný anionty | |||
jiný kationty | |||
Příbuzný koagulanty | |||
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
 ověřit (co je   ?) | |||
| Reference Infoboxu | |||
Chlorid železitý je anorganická sloučenina vzorce (FeCl
3). Také zvaný chlorid železitý, je to běžná sloučenina železa v +3 oxidačním stavu. The bezvodý sloučenina je krystalická pevná látka s teplotou tání 307,6 ° C. Barva závisí na pozorovacím úhlu: odraženým světlem se krystaly zdají být tmavě zelené, avšak procházející světlo vypadají fialově červené.
Struktura a vlastnosti
Bezvodý
Bezvodý chlorid železitý má BiI3 struktura, s osmistěn Fe (III) centra propojená chloridem dvou souřadnic ligandy.[3]
Chlorid železitý má relativně nízkou teplotu tání a má teplotu varu kolem 315 ° C. Pára se skládá z dimeru Fe
2Cl
6 (srov. chlorid hlinitý ) který se stále více disociuje na monomerní FeCl
3 (s D.3h bodová skupina molekulární symetrie ) při vyšší teplotě, v konkurenci s jeho reverzibilním rozkladem chlorid železitý a chlór plyn.[8]
Hydráty
Kromě bezvodého materiálu tvoří chlorid železitý čtyři hydráty. Všechny formy chloridu železitého obsahují jako ligandy dva nebo více chloridů a tři hydráty obsahují FeCl4−.[9]
- hexahydrát: FeCl3.6H2O má strukturní vzorec trans- [Fe (H2Ó)4Cl2] Cl.2H2Ó[10]
- FeCl3.2,5 h2O má strukturní vzorec cis- [Fe (H2Ó)4Cl2] [FeCl4].H2Ó.
- dihydrát: FeCl3.2H2O má strukturní vzorec trans- [Fe (H2Ó)4Cl2] [FeCl4].
- FeCl3.3,5 h2O má strukturní vzorec cis- [FeCl2(H2Ó)4] [FeCl4].3H2Ó.
Vodný roztok
Vodné roztoky chloridu železitého jsou charakteristicky žluté, na rozdíl od světle růžových roztoků [Fe (H2Ó)6]3+. Podle spektroskopických měření jsou hlavními druhy ve vodných roztocích chloridu železitého oktaedrický komplex [FeCl2(H2Ó)4]+ (stereochemie nespecifikována) a čtyřboká [FeCl4]−.[9]
Příprava
Bezvodý chlorid železitý lze připravit spojením prvků:[11]
Roztoky chloridu železitého se vyrábějí průmyslově jak ze železa, tak z rudy v uzavřené smyčce.
- Rozpouštění Železná Ruda v kyselina chlorovodíková
- Oxidace chlorid železitý s chlór
- Oxidace chlorid železitý s kyslík
Malá množství lze vyrobit reakcí železa s kyselinou chlorovodíkovou a poté s peroxidem vodíku. Peroxid vodíku je oxidační činidlo při přeměně chloridu železitého na chlorid železitý
Bezvodý chlorid železitý nelze získat z hydrátu zahřátím. Místo toho se pevná látka rozkládá na HCl a oxychlorid železitý. Konverze může být provedena působením thionylchlorid.[12] Podobně lze dehydrataci provést trimethylsilylchlorid:[13]
Reakce
Chlorid železitý podléhá hydrolýze za vzniku silně kyselého roztoku.[14][9]
Při zahřátí s oxid železitý při 350 ° C dává chlorid železitý oxychlorid železitý, vrstvená pevná látka a interkalace hostitel.[15]
Bezvodá sůl je středně silná Lewisova kyselina, formování adukty s Lewisovy základny jako trifenylfosfin oxid; např., FeCl
3(OPPh
3)
2 kde Ph je fenyl. Reaguje také s ostatními chlorid soli za vzniku žluté čtyřboká [FeCl
4]−
ion. Soli [FeCl
4]−
v kyselina chlorovodíková lze extrahovat do diethylether.
Redoxní reakce
Chlorid železitý je slabý oxidační činidlo je například schopen oxidovat chlorid měďnatý na chlorid měďnatý.
Reaguje také se železem za vzniku chloridu železnatého:
Tradiční syntéza bezvodého chlorid železnatý je snížení o FeCl3 s chlorbenzen:[16]
S karboxylátovými anionty
Oxaláty rychle reagují s vodným chloridem železitým za vzniku [Fe (C.
2Ó
4)
3]3−. jiný karboxylát soli tvoří komplexy; např., citrát a vínan.
S alkoxidy alkalických kovů
Alkalický kov alkoxidy reagují za vzniku komplexů alkoxidů kovů s různou složitostí.[17] Sloučeniny mohou být dimerní nebo trimerní.[18] V pevné fázi byla popsána řada vícejaderných komplexů pro nominální stechiometrickou reakci mezi FeCl
3 a ethoxid sodný:[19][20]
![{displaystyle {ce {FeCl3 + 3 [C2H5O]- Na+ -> Fe(OC2H5)3 + 3 NaCl}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ddc3c55642250edf274b916c6006e34934890549)
S organokovovými sloučeninami
Chlorid železitý v éter roztok oxiduje methyl lithium LiCH
3 za poskytnutí prvního světle zelenožlutého tetrachloroferátu lithného (III) LiFeCl
4 roztokem a poté dalším přidáním methyllithia, tetrachloroferátu lithného (II) Li
2FeCl
4:[21][22]
The methylové radikály kombinovat sami se sebou nebo reagovat s jinými složkami, aby dávali většinou etan C
2H
6 a nějaký metan CH
4.
Použití
Průmyslový
Chlorid železitý se používá v čištění odpadních vod a výroba pitné vody jako koagulant a flokulant.[23] V této aplikaci FeCl
3 v mírně zásadité vodě reaguje s hydroxid iont za vzniku a floc hydroxidu železitého nebo přesněji formulováno jako FeO (OH)−
, které mohou odstranit suspendované materiály.
![{displaystyle {ce {{[Fe(H2O)6]^{3+}}+4HO^{-}->{[Fe(H2O)2(HO)4]^{-}}+4H2O->{[Fe(H2O)O(HO)2]^{-}}+6H2O}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/99ae6eaddcd1e52696d8e29bb25401a3e7112601)
Používá se také jako vyluhovadlo v hydrometalurgii chloridů,[24] například při výrobě Si z FeSi (proces Silgrain).[25]
Další důležitou aplikací chloridu železitého je leptání měď ve dvou krocích redox reakce na chlorid měďnatý a pak do chlorid měďnatý při výrobě desky plošných spojů.[26]
Chlorid železitý se používá jako katalyzátor pro reakci ethylen s chlór, za vzniku ethylen dichloridu (1,2-dichlorethan ), důležitá komoditní chemikálie, která se používá hlavně pro průmyslovou výrobu vinylchlorid, monomer pro výrobu PVC.
Laboratorní použití
V laboratoři se běžně používá chlorid železitý jako a Lewisova kyselina pro katalyzující reakce jako chlorování z aromatické sloučeniny a Friedel – Craftsova reakce aromátů.[Citace je zapotřebí ] Je méně silný než chlorid hlinitý, ale v některých případech tato mírnost vede k vyšším výtěžkům, například při alkylaci benzenu:
The zkouška na chlorid železitý je tradiční kolorimetrický test pro fenoly, který používá 1% roztok chloridu železitého, který byl neutralizován hydroxid sodný dokud se nevytvoří mírná sraženina FeO (OH).[27] Směs se před použitím filtruje. Organická látka se rozpustí ve vodě, methanolu nebo ethanol, potom se přidá neutralizovaný roztok chloridu železitého - přechodné nebo trvalé zbarvení (obvykle fialové, zelené nebo modré) indikuje přítomnost fenolu nebo enolu.
Tato reakce je využívána v Bodový test Trinder, který se používá k označení přítomnosti salicylátů, zejména kyselina salicylová, který obsahuje fenolickou OH skupinu.
Tento test lze použít k detekci přítomnosti kyselina gama-hydroxymaslová a gama-butyrolakton,[28] které způsobí, že zčervená.
Jiná použití
 | Tato sekce potřebuje další citace pro ověření. (Leden 2020) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) |
- Používá se v bezvodé formě jako sušicí činidlo při určitých reakcích.
- Používá se k detekci přítomnosti fenolových sloučenin v organické syntéze; např. zkoumání čistoty syntetizovaného Aspirin.
- Používá se při úpravě vody a odpadních vod k vysrážení fosfátu jako fosforečnan železitý.
- Používá se při čištění odpadních vod k regulaci zápachu.
- Používají američtí sběratelé mincí k identifikaci dat Buffalo nickels které jsou tak špatně opotřebované, že datum již není vidět.
- Používané čepelí a řemeslníky v svařování vzorů leptat kov, což mu dává kontrastní efekt, prohlížet vrstvení nebo nedokonalosti kovu.
- Používá se k leptání widmanstatten vzor v železe meteority.
- Nezbytné pro leptání hlubotisk desky pro tisk fotografických a uměleckých obrazů ve formátu hluboko a pro leptání hlubotisk válce používané v polygrafickém průmyslu.
- Používá se k výrobě desky plošných spojů (PCB) leptáním mědi.
- Používá se k odizolování hliníkových povlaků ze zrcadel.
- Používá se k leptání složitých zdravotnických prostředků.
- Používá se ve veterinární praxi k léčbě překročení drápů zvířete, zvláště když překročení vede ke krvácení.
- Reaguje s cyklopentadienylmagnesiumbromidem v jedné přípravě ferrocen, komplex kov-sendvič.[29]
- Někdy se používá v technice Raku nádobí pálení, železo zbarví keramický kousek v odstínech růžové, hnědé a oranžové.
- Používá se k testování odolnosti korozivzdorných ocelí a jiných slitin proti důlkové korozi.
- Používá se ve spojení s NaI v acetonitrilu k mírnému snížení organických azidů na primární aminy.[30]
- Používá se v modelu zvířecí trombózy.[31]
- Používá se v systémech skladování energie.[32]
- Historicky se používal k vytváření přímých pozitivních plánů.[33][34]
- Součást upraveného Carnoyovo řešení používané pro chirurgické ošetření keratocystický odontogenní nádor (KOT).
Bezpečnost
Chlorid železitý je škodlivý, vysoce korozivní a kyselý. Bezvodý materiál je silné dehydratační činidlo.
Ačkoli jsou zprávy o otravě u lidí vzácné, požití chloridu železitého může mít za následek vážnou nemocnost a úmrtnost. Nevhodné označení a skladování vede k náhodnému polknutí nebo nesprávné diagnóze. Včasná diagnóza je důležitá, zejména u těžce otrávených pacientů.
Přirozený výskyt
Přirozený protějšek FeCl3 je vzácný minerál molysite, obvykle související s vulkanickými a jinými fumaroly.[35][36]
Viz také
Poznámky
Reference
- ^ A b C d E F Haynes, William M., ed. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92. vydání). Boca Raton, FL: CRC Press. p. 4,69. ISBN 1439855110.
- ^ Haynes, William M., ed. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92. vydání). Boca Raton, FL: CRC Press. p. 4,133. ISBN 1439855110.
- ^ A b Hashimoto S, Forster K, Moss SC (1989). "Zdokonalení struktury FeCl
3 krystal pomocí vzorku tenké desky ". J. Appl. Crystallogr. 22 (2): 173. doi:10.1107 / S0021889888013913. - ^ NIOSH Kapesní průvodce chemickými nebezpečími. "#0346". Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
- ^ Databáze informací o chemické klasifikaci HSNO, Nový Zéland, úřad pro řízení environmentálních rizik, vyvoláno 19.září 2010
- ^ Různí dodavatelé, shromážděné Baylor College of Dentistry, Texas A&M University. (přístupné 19. 9. 2010)
- ^ Klasifikace GHS - ID 831, Japonský mezirezortní výbor GHS, 2006, vyvoláno 19.září 2010
- ^ Holleman AF, Wiberg E (2001). Wiberg N (ed.). Anorganická chemie. San Diego: Academic Press. ISBN 978-0-12-352651-9.
- ^ A b C Simon A. Cotton (2018). "Chlorid železitý a jeho koordinační chemie". Journal of Coordination Chemistry. 71 (21): 3415–3443. doi:10.1080/00958972.2018.1519188. S2CID 105925459.
- ^ Lind, M. D. (1967). "Krystalová struktura hexahydrátu chloridu železitého". The Journal of Chemical Physics. 47 (3): 990–993. Bibcode:1967JChPh..47..990L. doi:10.1063/1.1712067.
- ^ Tarr BR, Booth HS, Dolance A (1950). "Bezvodý chlorid železitý". In Audrieth LF (ed.). Anorganické syntézy. 3. McGraw-Hill Book Company, Inc., str. 191–194. doi:10.1002 / 9780470132340.ch51. ISBN 9780470132340.
- ^ Pray AR, Heitmiller RF, Strycker S a kol. (1990). "Bezvodé chloridy kovů". In Angelici RJ (ed.). Anorganické syntézy. 28. 321–323. doi:10.1002 / 9780470132593.ch80. ISBN 9780470132593.
- ^ Boudjouk P, So JH, Ackermann MN a kol. (1992). "Solvatované a nesolvátované bezvodé chloridy kovů z hydrátů chloridů kovů". In Grimes RN (ed.). Anorganické syntézy. 29. 108–111. doi:10.1002 / 9780470132609.ch26. ISBN 9780470132609.
- ^ Housecroft, C. E .; Sharpe, A. G. (2012). Anorganická chemie (4. vydání). Prentice Hall. p. 747. ISBN 978-0-273-74275-3.
- ^ Kikkawa S, Kanamaru F, Koizumi M a kol. (1984). "Layered Intercalation Compounds". In Holt SL Jr (ed.). Anorganické syntézy. John Wiley & Sons, Inc., str. 86–89. doi:10.1002 / 9780470132531.ch17. ISBN 9780470132531.
- ^ P. Kovacic a N. O. Brace (1960). „Chlorid železitý“. Anorganické syntézy. Inorg. Synth. Anorganické syntézy. 6. str. 172–173. doi:10.1002 / 9780470132371.ch54. ISBN 9780470132371.
- ^ Turova NY, Turevskaya EP, Kessler VG, et al., Eds. (2002). „12.22.1 Syntéza“. Chemie kovových alkoxidů. Springer Science. p. 481. ISBN 0306476576.
- ^ Bradley DC, Mehrotra RC, Rothwell I a kol. (2001). „3.2.10. Alkoxidy pozdějších 3d kovů“. Alkoxo a aryloxo deriváty kovů. San Diego: Academic Press. p. 69. ISBN 9780121241407. OCLC 162129468.
- ^ Michael V, Grätz F, Huch V (2001). "Fe
9Ó
3(OC.)
2H
5)
21·C
2H
5ACH—Nový typ struktury nenabitého klastru oxid-oxid-železitý (III) “. Eur. J. Inorg. Chem. 2001 (2): 367. doi:10.1002 / 1099-0682 (200102) 2001: 2 <367 :: AID-EJIC367> 3.0.CO; 2-V. - ^ Seisenbaeva GA, Gohil S, Suslova EV a kol. (2005). „Syntéza ethoxidu železitého se znovu objevila: Charakterizace produktů metathézy halogenidů železa a ethoxidu sodného“. Inorg. Chim. Acta. 358 (12): 3506–3512. doi:10.1016 / j.ica.2005.03.048.
- ^ Berthold HJ, Spiegl HJ (1972). „Über die Bildung von Lithiumtetrachloroferrat (II) Li
2FeCl
4 bei der Umsetzung von Eisen (III) -chlorid mil Lithiummethyl (1: 1) in ätherischer Lösung ". Z. Anorg. Allg. Chem. (v němčině). 391 (3): 193–202. doi:10.1002 / zaac.19723910302. - ^ Berthold HJ, Spiegl HJ (1972). „Über die Bildung von Lithiumtetrachloroferrat (II) Li
2FeCl
4 bei der Umsetzung von Eisen (III) ‐chlorid mil Lithiummethyl (1: 1) in ätherischer Lösung “. Z. Anorg. Allg. Chem. (v němčině). 391 (3): 193–202. doi:10.1002 / zaac.19723910302. - ^ Chemikálie na úpravu vody (PDF). Akzo Nobel Base Chemicals. 2007. Archivovány od originál (PDF) dne 13. srpna 2010. Citováno 26. října 2007.
- ^ Park KH, Mohapatra D, Reddy BR (2006). "Studie o okyseleném loužení chloridu železitého komplexního (Cu-Ni-Co-Fe) matného". Technologie separace a čištění. 51 (3): 332–337. doi:10.1016 / j.seppur.2006.02.013.
- ^ Dueñas Díez M, Fjeld M, Andersen E a kol. (2006). "Ověření modelu kompaktní bilance populací procesu průmyslového loužení: proces Silgrain". Chem. Eng. Sci. 61 (1): 229–245. doi:10.1016 / j.ces.2005.01.047.
- ^ Greenwood NN, Earnshaw A (1997). Chemie prvků (2. vyd.). Oxford: Butterworth-Heinemann. p. 1084. ISBN 9780750633659.
- ^ Furniss BS, Hannaford AJ, Smith PW a kol. (1989). Vogelova učebnice praktické organické chemie (5. vydání). New York: Longman /Wiley. ISBN 9780582462366.
- ^ Zhang SY, Huang ZP (2006). „Barevný test pro rychlý screening kyseliny gama-hydroxymáselné (GHB) a gama-butyrolaktonu (GBL) v pití a moči.“ Fa Yi Xue Za Zhi. 22 (6): 424–7. PMID 17285863.
- ^ Kealy TJ, Pauson PL (1951). „Nový typ sloučeniny organo-železo“. Příroda. 168 (4285): 1040. Bibcode:1951Natur.168.1039K. doi:10.1038 / 1681039b0. S2CID 4181383.
- ^ Kamal A, Ramana K, Ankati H a kol. (2002). „Mírná a účinná redukce azidů na aminy: syntéza kondenzovaných [2,1-b] chinazoliny ". Tetrahedron Lett. 43 (38): 6861–6863. doi:10.1016 / S0040-4039 (02) 01454-5.
- ^ Tseng M, Dozier A, Haribabu B a kol. (2006). "Transendoteliální migrace železitého iontu v FeCl
3 poraněná myší společná krční tepna “. Tromb. Res. 118 (2): 275–280. doi:10.1016 / j.thromres.2005.09.004. PMID 16243382. - ^ Manohar, Aswin K .; Kim, Kyu Min; Plichta, Edward; Hendrickson, Mary; Rawlings, Sabrina; Narayanan, S.R. (28. října 2015). „Vysoce účinná redoxní baterie s chloridem železitým pro skladování energie ve velkém měřítku“. Journal of the Electrochemical Society. 163 (1): A5118. doi:10.1149 / 2.0161601jes. ISSN 1945-7111.
- ^ US patent 241713, Pellet H, „Způsob přípravy papíru“, publikováno 1881
- ^ Lietze E (1888). Moderní heliografické procesy. New York: D. Van Norstrand Company. str.65.
- ^ https://www.mindat.org/min-2749.html
- ^ https://www.ima-mineralogy.org/Minlist.htm
Další čtení
- Lide DR, vyd. (1990). CRC Handbook of Chemistry and Physics (71. vydání). Ann Arbor, MI, USA: CRC Press. ISBN 9780849304712.
- Stecher PG, Finkel MJ, Siegmund OH, vyd. (1960). Merck Index of Chemicals and Drugs (7. vydání). Rahway, NJ, USA: Merck & Co.
- Nicholls D (1974). Komplexy a přechodové prvky první řady, Macmillan Press, Londýn, 1973. Text chemie Macmillan. London: Macmillan Press. ISBN 9780333170885.
- Wells AF (1984). Strukturní anorganická chemie. Oxfordské vědecké publikace (5. vydání). Oxford, Velká Británie: Oxford University Press. ISBN 9780198553700.
- March J (1992). Pokročilá organická chemie (4. vydání). New York: John Wiley & Sons, Inc. str.723. ISBN 9780471581482.
- Reich HJ, Rigby HJ, eds. (1999). Kyselá a zásaditá činidla. Příručka reagencií pro organickou syntézu. New York: John Wiley & Sons, Inc. ISBN 9780471979258.