Как получить FeCl3
Содержание статьи
Зачем нужен хлорид железа?
Хлорид железа (FeCl₃ , хлорное железо, трихлорид железа) – это соль трехвалентного железа и соляной кислоты. Представляет собой мягкое вещество красно-коричневого, зеленоватого или фиолетового оттенка с характерным металлическим блеском. При контакте с воздухом хлорид железа приобретает желтый оттенок и по цвету и консистенции становится похожим на влажный песок.
Целый ряд свойств, которыми обладает хлорид железа благодаря своему химическому составу, делает это вещество незаменимым в промышленности. Так, хлорное железо используется в радиоэлектронике для потравы плат; в пищевой промышленности участвует в процессе пивоварения и выпечки хлебобулочных изделий; входит в состав реактивов, которые используются при печати фотографий; в текстильной промышленности участвует в производстве тканей; при помощи хлорного железа очищают воду в промышленных масштабах; хлорид железа является важным элементом в металлургической и химической промышленности.
Кроме этого, хлорное железо необходимо человеку для нормальной жизнедеятельности организма. Оно помогает организму восполнить нехватку железа, связанную с потерей крови или при нарушении усвояемости железа. Поскольку нехватка хлорного железа может негативно отразиться на работе организма, в фармакологии существует множество препаратов, в состав которых входит FeCl₃.
Способы получения
Существует несколько способов получения трихлорида железа. Так, хлорид железа образовывается в результате взаимодействия одновалентного железа с чистым хлором: 2Fe + 3Cl2 = FeCl₃.
Кроме того, хлорид железа можно получить путем окисления двухвалентного хлорида железа хлором: 2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl₃.
Также хлорид железа получается в процессе окисления хлорида железа (II) сернистым газом. В этом случае происходит более сложная химическая реакция: 4FeCl2 + SO2 + 4HCl = 4FeCl3 + S + 2H2O.
В домашних условиях можно провести несколько интересных экспериментов, в ходе которых удастся получить хлорид железа.
Эксперимент 1.
Потребуется сильно проржавевшая железная стружка (подойдет обычная ржавчина со старой трубы) и раствор соляной кислоты в пропорциях 1:3. Железо необходимо положить в стеклянную емкость и залить соляной кислотой. Поскольку химическая реакция в данном случае протекает достаточно медленно, придется подождать несколько дней. Когда реактив приобретет характерных желто-коричневый оттенок, жидкость из емкости сливается, а полученный осадок фильтруется.
Эксперимент 2.
В стеклянной емкости в пропорциях 2:2:6 смешать 30-процентный раствор перекиси водорода, соляную кислоту и воду. В результате химической реакции образуется раствор хлорида железа.
Эксперимент 3.
Хлорид железа также можно получить в результате реакции соляной кислоты и оксида железа Fe2O3. Для этого соляная кислота помещается в стеклянную емкость. Осторожно, маленькими порциями в нее добавляется оксид железа (железный сурик).
Важно помнить, что соляная кислота очень токсична и при попадании на кожу вызывает серьезные ожоги. Кроме того, в ходе химических реакций выделяются пары железа, которые могут вызвать поражения дыхательных и зрительных органов. Резиновые перчатки, защитная маска и очки помогут предотвратить эти негативные последствия.
Источник
Получение хлорида железа 3 тремя способами. Способ получения хлористого железа. Способ получения хлорного железа.
Формула которой FeCl3, является соединением трехвалентного железа с соляной кислотой. Это вещество представляет собой пластинки (листочки) черно-коричневого оттенка, которые переливаются и мерцают при свете. Имеются такие же листочки фиолетового либо зеленоватого оттенка, обладающие металлическим блеском.
Это соединение обладает сильной гигроскопичностью, прямо на воздухе при нормальных условиях превращается в гидрат, формула которого FeCl3.6Н2О. Эти кристаллы жёлтого или желто-коричневого оттенка отлично растворимы в воде — при двадцатиградусной температуре раствора в 100 граммах воды полностью растворяется 91,9 г безводной соли хлорида железа.
Хлорид железа, также известный как хлорид железа, представляет собой неорганическую соль, используемую в качестве катализатора или промежуточного продукта в химической промышленности. Он также используется для обработки отходов. Молярная масса безводного и гексагидратного трехвалентного железа составляет 2 г моль -1 и 270 г моль -1. Химические структуры для безводного и гексагидратного хлорида железа могут быть записаны, как показано ниже, в общих представлениях, используемых для органических молекул.
Появление: хлорид железа редко встречается в виде свободного соединения в природе. Его можно найти в некоторых минералах в виде молизита, который присутствует в областях вулканической активности. Иногда хлорид железа также называют молизитом. Приготовление: имеется несколько процедур приготовления хлорида железа в его безводной или гексагидратной конфигурации. Самый простой способ — прямое хлорирование путем взаимодействия железа и хлора в их элементарной конфигурации.
Температура плавления вещества составляет 309 °C. В химической промышленности оно производится, как правило, в виде безводной соли или же в виде шестимолекулярного кристаллогидрата. В промышленности хлорид железа применяется для производства чистого полистирола, в производстве различных лаков. Во всех таких технологиях реакция протекает при участии фенола или же эфира крезола этилового, которые регулируют течение реакции. Как правило, хлорид железа летуч и испаряется вместе с парами воды. При хранении во влажной среде вещество расплывается. Это явление можно наблюдать уже при 100 °С, при дальнейшем повышении температуры и достижении ею отметки 317 °С, хлорид железа iii начинает кипеть и улетучиваться с последующим разложением. Соль, приготовляемая таким способом, немедленно из газовой стадии кристаллизуется и оседает на сосуде. При этом осадок настолько стойкий, что даже не смывается при помощи который также конденсируется на стенках сосуда.
Кроме того, существуют другие способы, такие как окисление хлорида железа или реакция оксида железа с соляной кислотой. Физические свойства: безводный хлорид железа представляет собой соль, которая в общем случае имеет оранжево-коричневый цвет. Иногда кристалл хлорида железа может иметь темно-зеленый цвет. Его растворимый в воде, но реагирует экзотермически, и полученный раствор очень коррозионный.
Растворим в органических растворителях. Использование: Хлорид железа используется для очистки воды из-за его способности реагировать в воде с коррозионным и кислотным раствором. Он используется в электронной промышленности для печати печатных плат, поскольку хлорид железа может вытравить медь, способствуя окислению от меди до.
Трихлорид железа можно получить в ходе довольно простого опыта. Для этого необходимо воздействовать на опилки железа хлором, находящимся в газообразном состоянии. В результате такой реакции будет получена соль железа трехвалентного. Этим данная реакция отличается от реакции, в которой действующим веществом является соляная кислота.
Это может привести к смерти при проглатывании. При нагревании хлорид железа может производить токсичные газы. Тест на хлорид железа для водорастворимых фенолов. Процедура Тест на хлорид железа для фенолов не является полностью надежным для кислотных фенолов, но его можно вводить путем растворения 15 мг неизвестного соединения в 5 мл воды или водно-спиртовой смеси и добавления 1 — 2 капель 1% водного раствора хлорида железа.
Положительный тест Красный, синий, зеленый или фиолетовый цвет является положительным тестом. Очистка Так как количество материала чрезвычайно мало, тестовый раствор можно разбавить водой и смыть в канализацию. Хлорид железа — Тест на пиридин для нерастворимых в воде фенолов.
Кроме такого способа, хлорид железа можно получить в результате окислительной реакции, в которой участвуют хлор и дихлорид железа — 2FeCl2. Более интересным с точки зрения применения является способ получения трихлорида железа путем окисления оксидом серы (IV).
В парообразном виде трихлорид железа обладает структурой, которая практически аналогична структуре в ходе такой реакции выделение молекул FeCl3 начинается при достижении температурой значения 500 °С.
Процедура. Более чувствительный тест на фенолы состоит из растворения или суспендирования 15 мг неизвестного в 5 мл метиленхлорида и добавления 3-5 капель 1% раствора хлорида железа в хлориде метилена. Добавить каплю пиридина и перемешать. Положительный тест Добавление пиридина и перемешивание будет давать цвет, если присутствуют фенолы или енолы.
Способ получения хлористого железа
Тест на гидроксид железа для нитрогрупп. Обратите внимание на цвет осадка через 1 минуту. Твердый раствор сульфата аммония: до 50 мл кипяченной дистиллированной воды добавляют 5 г кристаллов сульфата аммония и 2 мл концентрированной серной кислоты. Алкогольный раствор гидроксида калия уже подготовлен для вас. Положительный тест. Положительным тестом является образование красно-коричневого осадка гидроксида железа.
Это вещество широко применяют как коагулянт в различных технологиях очистки воды. В химической промышленности оно используется в качестве катализатора в реакциях синтеза органических соединений. Широко применяется в текстильном производстве.
При нагревании хлорид железа, по достижении температуры плавления и распадается на дихлорид и молекулы хлора. Будучи довольно сильной кислотой Льюиса, трихлорид способен участвовать в реакциях с иными хлоридами. В результате таких реакций получаются различные соли тетрахлорожелезной кислоты, а при его нагревании с участием (III) до 350 °C получается оксохлорид железа.
Осложнения. От красно-коричневого до коричневого осадка гидроксида железа образуется окисление гидроксида железа нитросоединением, которое, в свою очередь, восстанавливается до первичного амина. Отрицательный тест обозначается зеленоватым осадком. В некоторых случаях частичное окисление может вызвать потемнение гидроксида железа. Практически все нитросоединения дают положительный тест через 30 секунд. Скорость, с которой уменьшается нитросоединение, зависит от ее растворимости.
Очистка Залить растворы в соответствующий контейнер для отходов. Химики ссылаются на моль чего-то большего, поскольку мы ссылаемся на дюжину яиц; это удобная единица для подсчета. Периодическая таблица содержит молярные массы, то есть количество граммов элемента, эквивалентное одному молю атомов этого конкретного элемента. Это можно экстраполировать на молекулы известной молекулярной формулы.
Как правило, соли трихлорида железа выступают слабыми окислителями, хотя бывают и исключения. К примеру, он довольно легко окисляет металлическую медь. В результате такой реакции получаются растворимые хлориды CuCl и CuCl2.
Трихлорид железа используется в качестве вещества травления при производстве в радиотехнике и цинкографии. Как протрава он незаменим в текстильном производстве. В промышленных объемах трихлористое железо используют в технологиях очистки воды.
Если это соотношение не соблюдается, то это будет ограничивающий реагент, и поэтому реакция будет иметь часть другого реагента, оставшегося после завершения. Молярная масса представляет собой массу одного моля вещества. Молярную массу можно найти для периодической таблицы и дать массу для 1 моль видов.
Способ получения хлорного железа
Масса — это свойство, которое приводит к «весу» в присутствии силы тяжести. «Эмпирическая формула» — это формула, описывающая различные атомы, присутствующие в молекулах, и их отношения, но не фактическое число. Молярную массу можно затем использовать для расчета фактических чисел каждого атома, присутствующего на молекулу. Эмпирическая формула может быть определена процентным составом или чем-либо еще, что дает отношения присутствующих атомов. С другой стороны, «молекулярная формула» имеет фактическое число атомов, присутствующих в каждой молекуле.
Это соединение токсично, способствует коррозийным процессам. Следует избегать попадания паров кипения трихлорида железа в легкие.
Хлорное железо — средняя соль трехвалентного железа и соляной кислоты. На вид это химическое сырье представляет собой мягкую кристаллическую массу ржаво-коричневато-черного цвета. Температура его кипения составляет 319°С, температура плавления — 309°С. Хлорное железо образуется в результате нагревания железа с хлором. Его можно получить также как побочный продукт при производстве хлорида титана TiCl4 и хлорида алюминия AlCl3. Еще один способ получения хлорного железа – горячее хлорирование или окисление раствора FeCl2 с последующим выпариванием раствора FeCl3.
Это будет целое кратное эмпирической формуле. Какова молекулярная формула этого соединения? Мы сравним молекулярную массу молекулярной формулы, 08 г моль-1, с молекулярной массой по формуле эмпирической формулы, которая составляет 04 г моль -1. Делясь, мы находим, что отношение равно 2, что означает, что молекулярная формула должна быть в 2 раза больше, чем эмпирическая формула.
Химические уравнения являются удобной, стандартизированной системой для описания химических реакций. Они содержат следующую информацию. Тип потребляемых реагентов и образовавшиеся продукты Относительные количества реагентов и продуктов Электрические заряды на ионах Физическое состояние каждого вида Условия реакции. Последние два пункта являются необязательными и иногда опущены.
Сфера применения хлорного железа достаточно широка. Его используют как коагулянт для очистки воды, как катализатор в органическом синтезе, как протраву в процессе окрашивания тканей, а также для приготовления железных пигментов и прочих солей железа. Еще раствор хлорного железа используют для травления печатных плат.
Достаточно широкое распространение хлорное железо получило в качестве коагулянта в процессе очистки промышленных и городских сточных вод. По сравнению с другими коагулянтами, в частности с сернокислым алюминием, этот химический продукт имеет важное преимущество – хлорид железа наделен высокой скоростью осаждения разнообразных примесей. В результате гидролиза хлорное железо образует малорастворимый гидроксид железа. В процессе его образования захватываются различные органические и неорганические примеси, образуя при этом рыхлые хлопья, которые легко удаляются из очищаемых стоков. Такие хлопья, плотностью 1001–1100 г/л и размером 0,5–3,0 миллиметров, имеют довольно большую поверхность с отличной сорбционной активностью. В процессе их образования в структуру включаются взвешенные вещества (крупные микроорганизмы, клетки планктона, ил, остатки растений), коллоидные частицы, а также часть ионов загрязнений, ассоциированных на поверхности данных частиц. При помощи данного продукта процесс осаждения шлама протекает намного быстрее и глубже. Еще одно преимущество хлорного железа — его благоприятное влияние на биохимическое разложение шлама. Для качественной очистки сточных вод на один кубический метр требуется 30 г хлорного железа. Очистка вод хлорным железом уменьшает содержание растворимых примесей до 25 процентов, а нерастворимых до 95 процентов. В процессе проведения очистки сточных промышленных и городских вод ядовитые соединения и микроорганизмы разрушаются гипохлоритом натрия.
Водородный газ и газообразный хлор будут энергично реагировать с образованием газообразного хлористого водорода. Уравнение выше иллюстрирует эту реакцию. Наконец, индекс символов для каждого вида указывает, что они являются газами. Виды химической реакции — общий термин, используемый для обозначения атомов, молекул или ионов. Вид может содержать более одного химического элемента. Каждый вид в химическом уравнении написан.
Цифры перед каждым видом имеют очень важное значение — они указывают на относительные количества атомов, которые реагируют. Это также можно интерпретировать как родинок. Иногда другая информация о химической реакции будет представлена в уравнении. Эта информация часто написана над стрелкой реакции. На данный момент мы будем игнорировать это, поскольку это только усложняет ситуацию.
Благодаря своим ярко выраженным кислотным свойствам хлорид железа используется как катализатор в процессах органического синтеза, при получении термостойких смол и окисления нефтяных битумов. Железо хлорное — энергичный хлорирующий агент, поэтому он применяется для избирательного извлечения некоторых компонентов руд. В частности, это химическое сырье требуется в ароматических углеводородах для реакции электрофильного замещения. Хорошо известно также применение водных растворов хлорного железа. Обладая достаточно мягкими травильными свойствами, они используются в электронной промышленности и приборостроении для травления печатных плат, металлических деталей и медной фольги. Применяется хлорное железо и в строительстве. Его используют как добавку к портландцементу для ускорения процесса схватывания. Добавка хлорного железа значительно увеличивает прочность бетона. Используется этот продукт и в других сферах жизнедеятельности человека, в частности:
• с его помощью осветляются природные воды в системах водоподготовки;
• удаляется масло из стоков масложировых комбинатов;
• он используется при очистке сточных вод кожевенно-меховых предприятий от соединений хрома;
• для смягчения хозяйственно-питьевой воды;
• а также в хлорорганическом синтезе
Химические уравнения полезны, поскольку они дают относительные количества веществ, которые реагируют в химическом уравнении. Например, из химического уравнения образования аммиака можно видеть, что один моль газообразного азота будет объединяться с тремя молями газообразного водорода с образованием двух молей аммиачного газа.
В некоторых случаях, однако, мы не можем знать относительные количества каждого вещества, которое реагирует. К счастью, мы всегда можем найти правильные коэффициенты уравнения, применяя закон сохранения материи. Поскольку материя не может быть создана и не разрушена, общее число каждого атома на одной стороне уравнения должно быть таким же, как общее на другом. Этот процесс нахождения коэффициентов известен как уравновешивание уравнения.
Источник
