Iron(III) chloride

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metais relacionados

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) cloreto
cloreto de manganês(II) cloreto de cobalto(II) cloreto de ruténio(III)
Exceto onde indicado em contrário, os dados são dados para materiais em seu estado padrão (a 25°C, 100 kPa) Relatação de responsabilidade e referências

Cloreto de íon(III), genericamente chamado cloreto férrico, é o composto químico com a fórmula FeCl3. Os cristais aparecem de uma cor verde escuro pela luz refletida, mas pela luz transmitida eles aparecem vermelho-púrpura, pois sua cor depende do ângulo de visão. É deliquescente, fumegando em ar úmido devido à evolução do HCl, que hidrata, dando uma névoa. Quando dissolvido em água, o FeCl3 sofre hidrólise e emite muito calor, já que é uma reação exotérmica. A solução castanha e ácida resultante, que é corrosiva, é utilizada como coagulante no tratamento de esgotos e água potável, e como gravura para metais à base de cobre (como os encontrados em placas de circuito impresso) e aço inoxidável.

Cloreto de ferro anidro(III) é um ácido Lewis bastante forte, e é utilizado como catalisador na síntese orgânica. O hexa-hidrato marrom-amarelado é uma forma comercial comum de cloreto férrico, uma espécie amarelada descrita pela fórmula Cl.2H2O (comparar cloreto de cromo(III)).

Estrutura

FeCl3 adota a estrutura BI3, que apresenta centros Fe(III) octaédricos e ligandos de cloreto de três coordenadas. FeCl3 tem um ponto de fusão relativamente baixo, e ferve a cerca de 315 °C. O vapor consiste no dímero Fe2Cl6 (compare o cloreto de alumínio) que está cada vez mais dissociado no monômero a temperaturas mais altas, em competição com a decomposição reversível para dar FeCl2 e Cl2.

propriedades químicas

Cloreto de Ferro(III) é um ácido Lewis moderadamente forte que forma adutos com bases de Lewis como o óxido de trifenilfosfina, por exemplo, FeCl3(OPPh3)2 onde Ph = fenil. FeCl3 reage com sais de cloreto para dar ao ião tetraédrico amarelo FeCl4-ion. Soluções de FeCl4- em ácido clorídrico podem ser extraídas em éter dietílico.

Quando aquecido com óxido de ferro(III) a 350 °C, FeCl3 dá o oxicloreto de FeOCl. Na presença de base, o cloreto de ferro(III) pode sofrer substituição do cloreto, por exemplo para produzir um alcóxido:

FeCl3 + 3 C2H5OH + 3 NH3 → Fe(OC2H5)3 + 3 NH4Cl

Sais de carboxilato como oxalato, citrato ou tartarato reagem facilmente com FeCl3 aquoso para formar complexos estáveis como o 3.

Iron(III) cloreto é também um agente oxidante suave, capaz (por exemplo) de oxidar cloreto de cobre(I) para cloreto de cobre(II). Agentes redutores como a hidrazina convertem FeCl3 em complexos de ferro(II).

Preparação e produção

Cloreto de ferro anidro(III) pode ser preparado por união dos elementos:

2Fe( s) + 3Cl2(g) → 2FeCl3( s)

A solução de cloreto de ferro(III) é produzida em escala industrial através de dois métodos, a partir do ferro e do minério, num processo de ciclo fechado.

• Dissolvendo ferro puro em solução de cloreto de ferro(III):

Fe(s) + 2FeCl3(aq) → 3FeCl2(aq)

• Dissolvendo minério de ferro em ácido clorídrico:

Fe3O4(s) + 8HCl(aq) → FeCl2(aq) + 2FeCl3(aq) + 4H2O

• Upgrading the iron(II) chloride with chlorine:

FeCl2(aq) + Cl2(g) → FeCl3(aq)

Alternativamente, o cloreto ferroso pode ser oxidado com dióxido de enxofre:

32FeCl2 + 8SO2 + 32HCl → 32 FeCl3 + S8 + 16H2O

O FeCl3(H2O)n hidratado pode ser convertido em sal anidro através do aquecimento com cloreto de tionilo. O hidrato não pode ser convertido em FeCl3 pelo calor, em vez disso HCl é evoluído e FeOCl forma

Usos

Iron(III) cloreto é provavelmente mais usado para gravar cobre na produção de placas de circuito impresso. Isto ocorre pela reação redox

FeCl3 + Cu → FeCl2 + CuCl seguido de FeCl3 + CuCl → FeCl2 + CuCl2

Iron(III) cloreto também é utilizado como catalisador para a reação de etileno com cloro, formando dicloreto de etileno ( 1,2-Dicloroetano), uma importante commodity química, que é utilizada principalmente para a produção industrial de cloreto de vinila, o monômero para fabricação de PVC.

Em outra aplicação industrial, o cloreto férrico é uma alternativa ao sulfato de ferro(III) no tratamento de água, onde o FeCl3 é tratado com hidróxido de ferro(III) para formar uma floculação de “hidróxido de ferro(III)” (mais corretamente formulado como FeO(OH)) que pode remover materiais em suspensão.

No laboratório o cloreto de ferro(III) é comumente empregado como ácido Lewis para reações catalíticas como cloração de compostos aromáticos e reação Friedel-Crafts de aromáticos. É menos potente que o cloreto de alumínio, mas em alguns casos esta suavidade leva a maiores rendimentos, por exemplo na alquilação do benzeno:

O “teste do cloreto férrico” é um teste colorimétrico tradicional para fenóis que utiliza uma solução de cloreto de ferro a 1%(III) que foi neutralizada com hidróxido de sódio até que um leve precipitado de FeO(OH) seja formado. A mistura é filtrada antes de ser utilizada. A substância orgânica é dissolvida em água, metanol ou etanol, então a solução de FeCl3 neutralizada é adicionada – uma coloração transitória ou permanente (geralmente roxa, verde ou azul) indica a presença de um fenol ou enol.

FeCl3 é por vezes utilizada por coleccionadores americanos de moedas para identificar as datas de moedas de búfalo que estão tão desgastadas que a data já não é visível.

FeCl3 também é comumente usado por artesãos de facas e espadachins para manchar lâminas, como para dar um efeito contrastante ao metal, e também para ver camadas de metal ou imperfeições.

Precauções

O cloreto de ião(III) é tóxico, altamente corrosivo e ácido. O material anidro é um poderoso agente desidratante.