2007 Schools Wikipedia Selection. Related subjects: Chemical compounds
| Iron(III) chloride | |
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| 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
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| 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) cloruro |
| Metalli correlati | Cloruro di manganese (II) Cobalto (II) cloruro Cloruro di rutenio (III) |
| Tranne dove indicato diversamente, i dati sono forniti per materiali allo stato standard (a 25°C, 100 kPa) Infobox disclaimer e riferimenti |
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Il cloruro di ferro (III), chiamato genericamente cloruro ferrico, è il composto chimico con formula FeCl3. I cristalli appaiono di un colore verde scuro alla luce riflessa, ma alla luce trasmessa appaiono rosso porpora poiché il loro colore dipende dall’angolo di osservazione. È deliquescente, fumando in aria umida a causa dello sviluppo di HCl, che si idrata, dando una nebbia. Quando è dissolto in acqua, FeCl3 subisce l’idrolisi ed emette una grande quantità di calore perché è una reazione esotermica. La soluzione marrone e acida risultante, che è corrosiva, è usata come coagulante nel trattamento delle acque di scarico e dell’acqua potabile e come mordenzante per metalli a base di rame (come quelli che si trovano nei circuiti stampati) e acciaio inossidabile.
Il cloruro di ferro anidro (III) è un acido di Lewis abbastanza forte, ed è usato come catalizzatore nella sintesi organica. L’esaidrato giallo-brunastro è una forma commerciale comune di cloruro ferrico, una specie giallastra descritta dalla formula Cl.2H2O (confronta il cloruro di cromo (III)).
Struttura
FeCl3 adotta la struttura BI3, che presenta centri Fe(III) ottaedrici e ligandi cloruro a tre coordinate. FeCl3 ha un punto di fusione relativamente basso e bolle a circa 315 °C. Il vapore consiste nel dimero Fe2Cl6 (confronta il cloruro di alluminio) che è sempre più dissociato nel monomero ad alta temperatura, in competizione con la decomposizione reversibile per dare FeCl2 e Cl2.
Proprietà chimiche
Il cloruro di ferro (III) è un acido di Lewis moderatamente forte che forma addotti con basi di Lewis come l’ossido di trifenilfosfina, ad esempio FeCl3(OPPh3)2 dove Ph = fenile. FeCl3 reagisce con i sali di cloruro per dare lo ione tetraedrico giallo FeCl4-. Soluzioni di FeCl4- in acido cloridrico possono essere estratte in etere dietilico.
Quando riscaldato con ossido di ferro (III) a 350 °C, FeCl3 dà l’ossicloruro FeOCl. In presenza di base, il cloruro di ferro (III) può subire la sostituzione del cloruro, per esempio per produrre un alcossido:
FeCl3 + 3 C2H5OH + 3 NH3 → Fe(OC2H5)3 + 3 NH4Cl
I sali di carbossilato come ossalato, citrato o tartrato reagiscono facilmente con FeCl3 acquoso per formare complessi stabili come 3-.
Il cloruro di ferro (III) è anche un blando agente ossidante, capace (per esempio) di ossidare il cloruro di rame (I) in cloruro di rame (II). Agenti riducenti come l’idrazina convertono FeCl3 in complessi di ferro(II).
Preparazione e produzione
Il cloruro di ferro(III) anidro può essere preparato per unione degli elementi:
2Fe( s) + 3Cl2(g) → 2FeCl3( s)
La soluzione di cloruro di ferro(III) è prodotta su scala industriale attraverso due metodi, da ferro e da minerale, in un processo a ciclo chiuso.
- Dissoluzione del ferro puro in soluzione di cloruro di ferro(III):
Fe(s) + 2FeCl3(aq) → 3FeCl2(aq)
- Dissoluzione del minerale di ferro in acido cloridrico:
Fe3O4(s) + 8HCl(aq) → FeCl2(aq) + 2FeCl3(aq) + 4H2O
- Rafforzare il cloruro di ferro(II) con cloro:
FeCl2(aq) + Cl2(g) → FeCl3(aq)
In alternativa, il cloruro ferroso può essere ossidato con anidride solforosa:
32FeCl2 + 8SO2 + 32HCl → 32 FeCl3 + S8 + 16H2O
Idrato FeCl3(H2O)n può essere convertito al sale anidro tramite riscaldamento con cloruro di tionile. L’idrato non può essere convertito a FeCl3 dal calore, invece HCl si evolve e si forma FeOCl
Usi
Il cloruro di ferro (III) è probabilmente il più usato per incidere il rame nella produzione di circuiti stampati. Questo avviene tramite la reazione redox
FeCl3 + Cu → FeCl2 + CuCl seguita da FeCl3 + CuCl → FeCl2 + CuCl2
Il cloruro di ferro (III) è anche usato come catalizzatore per la reazione dell’etilene con il cloro, formando il dicloruro di etilene (1,2-dicloroetano), un importante prodotto chimico, che è principalmente usato per la produzione industriale di cloruro di vinile, il monomero per fare il PVC.
In un’altra applicazione industriale, il cloruro ferrico è un’alternativa al solfato di ferro (III) nel trattamento delle acque, dove FeCl3 è trattato con ione idrossido per formare un fiocco di “idrossido di ferro (III)” (formulato più correttamente come FeO(OH)) che può rimuovere i materiali sospesi.
In laboratorio il cloruro di ferro (III) è comunemente impiegato come acido di Lewis per catalizzare reazioni come la clorinazione di composti aromatici e la reazione Friedel-Crafts degli aromatici. È meno potente del cloruro di alluminio, ma in alcuni casi questa mitezza porta a rendimenti più alti, per esempio nell’alchilazione del benzene:
Il “test del cloruro ferrico” è un tradizionale test colorimetrico per i fenoli che utilizza una soluzione di cloruro di ferro (III) all’1% che è stata neutralizzata con idrossido di sodio fino a formare un leggero precipitato di FeO(OH). La miscela viene filtrata prima dell’uso. La sostanza organica è dissolta in acqua, metanolo o etanolo, poi si aggiunge la soluzione neutralizzata di FeCl3 – una colorazione transitoria o permanente (di solito viola, verde o blu) indica la presenza di un fenolo o enolo.
FeCl3 è talvolta usato dai collezionisti di monete americane per identificare le date dei nichelini di Buffalo che sono così consumati che la data non è più visibile.
FeCl3 è anche comunemente usato dagli artigiani di coltelli e spade per macchiare le lame, per dare un effetto di contrasto al metallo, e anche per vedere la stratificazione del metallo o le imperfezioni.
Precauzioni
Il cloruro di ferro (III) è tossico, altamente corrosivo e acido. Il materiale anidro è un potente agente disidratante.