2007 Schools Wikipedia Selection. Related subjects: Chemical compounds
| Iron(III) chloride | |
|---|---|
 |
|
| General | |
| Systematic name | Iron(III) chloride |
| Other names | ferric chloride iron trichloride molysite mineral form Flores martis |
| Molecular formula | FeCl3 |
| Molar mass | 162.21 g mol−1 hexahydrate: 270.30 g mol−1 |
| Appearance | green-black by reflected light, purple-red by transmitted light hexahydrate: yellow solid aq. solutions: brown |
| CAS number |
hexahydrate: |
| Properties | |
| Density and phase | 2.80 g cm−3 40% solution: 1.4 g ml−1 |
| Solubility in water | 92 g/100 ml (20 °C) |
| In other solvents: acetone Methanol Ethanol Diethyl ether |
63 g/100 ml (18 °C) highly soluble 83 g/100 ml highly soluble |
| Melting point | 306°C (579 K) |
| Boiling point | 315°C (588 K), partial decomposition to FeCl2+Cl2 |
| Acidity (pKa) | ? |
| Viscosity | 40% solution: 12 c P |
| Structure | |
| Molecular shape | ? |
| Coordination geometry | octahedral |
| Crystal structure | hexagonal |
| Dipole moment | ? D |
| Hazards | |
| MSDS | External MSDS |
| Main hazards | Very corrosive |
| NFPA 704 |
0
3
1
|
| R/S statement | R: 22, 34 S: 26,28 |
| RTECS number | LJ9100000 |
| Supplementary data page | |
| Structure & properties | n, εr, etc. |
| Thermodynamic data | Phase behaviour Solid, liquid, gas |
| Spectral data | UV, IR, NMR, MS |
| Related compounds | |
| Other anions | Iron(III) fluoride Iron(III) bromide |
| Other cations | Iron(II) klorid |
| Kapcsolódó fémek | Mangán(II)-klorid Kobalt(II)-klorid Ruthén(III)-klorid |
| Ahol másként nem jelölik, az adatok standard állapotú (25°C-on, 100 kPa-nál) Infobox nyilatkozat és hivatkozások |
|
A vas(III)-klorid, általános nevén vas(III)-klorid a FeCl3 képletű kémiai vegyület. A kristályok visszavert fényben sötétzöld színűnek tűnnek, de áteresztett fényben lilásvörösnek tűnnek, mivel színe a látószögtől függ. Folyékony, nedves levegőn HCl képződése miatt füstöl, amely hidratálódik, és ködöt képez. Vízben oldva a FeCl3 hidrolízisnek indul, és nagy mennyiségű hőt ad le, mivel ez egy exoterm reakció. Az így keletkező barna, savas oldatot, amely maró hatású, a szennyvíz és az ivóvíz kezelésében koagulálószerként, valamint a rézalapú fémek (például a nyomtatott áramköri lapokban találhatóak) és a rozsdamentes acél marószereként használják.
A vízmentes vas(III)-klorid meglehetősen erős Lewis-sav, és katalizátorként használják a szerves szintézisben. A barnássárga hexahidrát a vas(III)-klorid gyakori kereskedelmi formája, a Cl.2H2O képlettel leírt sárgás színű faj (vö. króm(III)-klorid).
Szerkezet
A FeCl3 a BI3 szerkezetet veszi fel, amely oktaéderes Fe(III)-centrumokat és háromkoordinált kloridligandumokat tartalmaz. A FeCl3 olvadáspontja viszonylag alacsony, forráspontja 315 °C körül van. A gőz a Fe2Cl6 dimerből áll (vö. alumínium-klorid), amely magasabb hőmérsékleten egyre inkább monomerre disszociál, a reverzibilis bomlással versenyezve FeCl2-t és Cl2-t adva.
Kémiai tulajdonságok
A vas(III)-klorid közepesen erős Lewis-sav, amely Lewis-bázisokkal, például trifenilfoszfin-oxiddal, pl. FeCl3(OPPh3)2, ahol Ph = fenil, képez adduktokat. A FeCl3 klorid-sókkal reagálva a sárga tetraéderes FeCl4-iont adja. A FeCl4- sósavban lévő oldatai kivonhatók dietil-éterbe.
A vas(III)-oxiddal 350 °C-on hevítve a FeCl3 az oxiklorid FeOCl-t adja. Bázis jelenlétében a vas(III)-klorid kloridcserén mehet keresztül, például alkooxidot képezve:
FeCl3 + 3 C2H5OH + 3 NH3 → Fe(OC2H5)3 + 3 NH4Cl
Karboxilát-sók, például oxalát, citrát vagy tartrát könnyen reagálnak vizes FeCl3-mal, és stabil komplexeket, például 3-at képeznek.
A vas(III)-klorid enyhe oxidálószer is, amely képes (például) a réz(I)-kloridot réz(II)-kloriddá oxidálni. Az olyan redukálószerek, mint a hidrazin, a FeCl3-at vas(II)-komplexekké alakítják.
Elkészítés és előállítás
A vízmentes vas(III)-klorid az elemek egyesítésével állítható elő:
2Fe( s) + 3Cl2(g) → 2FeCl3( s)
A vas(III)-klorid oldatát ipari méretekben két módszerrel, vasból és ércből, zártkörű eljárással állítják elő.
- Tiszta vas oldása vas(III)-klorid oldatban:
Fe(s) + 2FeCl3(aq) → 3FeCl2(aq)
- Vasérc oldása sósavban:
Fe3O4(s) + 8HCl(aq) → FeCl2(aq) + 2FeCl3(aq) + 4H2O
- A vas(II)-klorid klórral történő feljavítása:
FeCl2(aq) + Cl2(g) → FeCl3(aq)
Alternatívaként a vas-klorid oxidálható kén-dioxiddal:
32FeCl2 + 8SO2 + 32HCl → 32 FeCl3 + S8 + 16H2O
A hidratált FeCl3(H2O)n tionil-kloriddal való melegítéssel vízmentes sóvá alakítható. A hidrát hő hatására nem alakul át FeCl3 -ra, ehelyett HCl fejlődik és FeOCl képződik
Felhasználások
A vas(III)-kloridot valószínűleg leginkább a réz maratására használják a nyomtatott áramköri lapok gyártása során. Ez a redoxireakcióval történik
FeCl3 + Cu → FeCl2 + CuCl, majd FeCl3 + CuCl → FeCl2 + CuCl2
A vas(III)-kloridot katalizátorként is használják az etilén és a klór reakciójában, így etilén-diklórid ( 1,2-diklóretán) keletkezik, amely fontos alapkémiai anyag, és amelyet elsősorban a PVC előállításához használt monomer, a vinil-klorid ipari előállításához használnak.
Egy másik ipari alkalmazásban a vas(III)-klorid a vas(III)-szulfát alternatívája a vízkezelésben, ahol a FeCl3 hidroxidionnal kezelve “vas(III)-hidroxid” (helyesebben FeO(OH)) flokkot képez, amely képes eltávolítani a lebegő anyagokat.
A laboratóriumban a vas(III)-kloridot általában Lewis-savként alkalmazzák olyan reakciók katalizálására, mint az aromás vegyületek klórozása és az aromások Friedel-Crafts reakciója. Kevésbé erős, mint az alumínium-klorid, de egyes esetekben ez az enyheség nagyobb hozamot eredményez, például a benzol alkilezésénél:
A “vas(III)-klorid-teszt” a fenolok hagyományos kolorimetrikus tesztje, amely 1%-os vas(III)-klorid-oldatot használ, amelyet nátrium-hidroxiddal semlegesítettek, amíg enyhe FeO(OH) csapadék nem keletkezik. Az elegyet felhasználás előtt megszűrjük. A szerves anyagot vízben, metanolban vagy etanolban feloldjuk, majd hozzáadjuk a semlegesített FeCl3-oldatot – az átmeneti vagy tartós elszíneződés (általában lila, zöld vagy kék) jelzi a fenol vagy enol jelenlétét.
A FeCl3-t néha amerikai érmegyűjtők használják olyan Buffalo ötcentesek dátumának azonosítására, amelyek annyira elhasználódtak, hogy a dátum már nem látható.
A FeCl3-at a késművesek és kardkovácsok is gyakran használják a pengék festésére, hogy kontrasztos hatást adjanak a fémnek, valamint a fém rétegződésének vagy hiányosságainak megtekintésére.
Óvintézkedések
A vas(III)-klorid mérgező, erősen maró és savas hatású. A vízmentes anyag erős dehidratáló hatású.
“