Iron(III) chloride

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) clorură
Metale înrudite	Clorură de mangan(II) Clorură de cobalt(II) Clorură de ruteniu(III)
Cu excepția cazurilor în care se menționează altfel, datele sunt date pentru materiale în starea lor standard (la 25°C, 100 kPa) Infobox disclaimer and references

Clorura de fier(III), denumită generic clorură ferică, este compusul chimic cu formula FeCl3. Cristalele au o culoare verde închis la lumina reflectată, dar la lumina transmisă apar de culoare roșu-violet, deoarece culoarea sa depinde de unghiul de vedere. Este delicvescentă, fumând în aer umed datorită evoluției de HCl, care se hidratează, dând o ceață. Când este dizolvat în apă, FeCl3 suferă hidroliză și degajă multă căldură, deoarece este o reacție exotermă. Soluția brună și acidă rezultată, care este corozivă, este utilizată ca coagulant în tratarea apelor uzate și a apei potabile și ca agent de decapare a metalelor pe bază de cupru (cum ar fi cele care se găsesc în plăcile de circuite imprimate) și a oțelului inoxidabil.

Clorura de fier(III) anhidră este un acid Lewis destul de puternic și este utilizată ca catalizator în sinteza organică. Hexahidratul galben-maroniu este o formă comercială obișnuită de clorură ferică, o specie gălbuie descrisă prin formula Cl.2H2O (comparați clorura de crom(III)).

Structura

FeCl3 adoptă structura BI3, care prezintă centre octaedrice de Fe(III) și liganzi clorură cu trei coordonate. FeCl3 are un punct de topire relativ scăzut și fierbe la aproximativ 315 °C. Vaporii constau din dimerul Fe2Cl6 (comparați clorura de aluminiu) care se disociază din ce în ce mai mult în monomer la temperaturi mai ridicate, în competiție cu descompunerea reversibilă pentru a da FeCl2 și Cl2.

Proprietăți chimice

Clorura de fier(III) este un acid Lewis moderat de puternic care formează aduși cu baze Lewis, cum ar fi oxidul de trifenilfosfină, de exemplu FeCl3(OPPh3)2 unde Ph = fenil. FeCl3 reacționează cu sărurile de clorură pentru a da ionul galben tetraedric FeCl4-. Soluțiile de FeCl4- în acid clorhidric pot fi extrase în eter dietilic.

Când este încălzit cu oxid de fier(III) la 350 °C, FeCl3 dă oxiclorura FeOCl. În prezența unei baze, clorura de fier(III) poate suferi înlocuirea clorurii, de exemplu pentru a produce un alcoxid:

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

Sărurile carboxilate, cum ar fi oxalatul, citratul sau tartratul, reacționează ușor cu FeCl3 apos pentru a forma complexe stabile, cum ar fi 3-.

Clorura de fier(III) este, de asemenea, un agent oxidant ușor, capabil (de exemplu) să oxideze clorura de cupru(I) în clorură de cupru(II). Agenții reducători, cum ar fi hidrazina, transformă FeCl3 în complecși de fier(II).

Preparare și producție

Clorura de fier(III) anhidră poate fi preparată prin unirea elementelor:

2Fe( s) + 3Cl2(g) → 2FeCl3( s)

Soluția de clorură de fier(III) este produsă la scară industrială prin două metode, din fier și din minereu, într-un proces în circuit închis.

• Dizolvarea fierului pur în soluție de clorură de fier(III):

Fe(s) + 2FeCl3(aq) → 3FeCl2(aq)

• Dizolvarea minereului de fier în acid clorhidric:

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

• Actualizarea clorurii de fier(II) cu clor:

FeCl2(aq) + Cl2(g) → FeCl3(aq)

Alternativ, clorura feroasă poate fi oxidată cu dioxid de sulf:

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

FeCl3(H2O)n hidratat poate fi transformat în sare anhidră prin încălzire cu clorură de thionil. Hidratul nu poate fi transformat în FeCl3 prin căldură, în schimb se degajă HCl și se formează FeOCl

Utilizări

Clorura de fier(III) este probabil cel mai des utilizată pentru gravarea cuprului în producția de plăci de circuite imprimate. Aceasta are loc prin reacția redox

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

Clorura de fier(III) este, de asemenea, utilizată ca catalizator pentru reacția etilenei cu clorul, formând diclorură de etilenă ( 1,2-dicloroetan), un produs chimic de bază important, care este utilizat în principal pentru producția industrială de clorură de vinil, monomerul pentru fabricarea PVC-ului.

Într-o altă aplicație industrială, clorura ferică este o alternativă la sulfatul de fier(III) în tratarea apei, unde FeCl3 este tratat cu ionul hidroxid pentru a forma un floc de „hidroxid de fier(III)” (mai corect formulat ca FeO(OH)) care poate îndepărta materialele în suspensie.

În laborator, clorura de fier(III) este folosită în mod obișnuit ca acid Lewis pentru catalizarea unor reacții cum ar fi clorurarea compușilor aromatici și reacția Friedel-Crafts a substanțelor aromatice. Este mai puțin puternică decât clorura de aluminiu, dar în unele cazuri această blândețe duce la randamente mai mari, de exemplu în alchilarea benzenului:

„Testul cu clorură ferică” este un test colorimetric tradițional pentru fenoli care utilizează o soluție de clorură de fier(III) de 1% care a fost neutralizată cu hidroxid de sodiu până când se formează un ușor precipitat de FeO(OH). Amestecul se filtrează înainte de utilizare. Substanța organică se dizolvă în apă, metanol sau etanol, apoi se adaugă soluția neutralizată de FeCl3 – o colorație tranzitorie sau permanentă (de obicei purpurie, verde sau albastră) indică prezența unui fenol sau a unui enol.

FeCl3 este folosit uneori de către colecționarii americani de monede pentru a identifica datele de pe monedele Buffalo nickels care sunt atât de mult uzate încât data nu mai este vizibilă.

FeCl3 este, de asemenea, utilizat în mod obișnuit de către artizanii de cuțite și spadasini pentru a colora lamele, pentru a da un efect de contrast cu metalul și, de asemenea, pentru a vizualiza stratificarea sau imperfecțiunile metalului.

Precauții

Clorura de fier(III) este toxică, foarte corozivă și acidă. Materialul anhidru este un puternic agent de deshidratare.

„.