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) klorid
Relaterade metaller	Mangan(II)klorid Kobolt(II)klorid Ruthenium(III)klorid
Inom annat anges, data anges för material i standardtillstånd (vid 25°C, 100 kPa) Infobox disclaimer och referenser

Järn(III)klorid, generiskt kallad järnklorid, är en kemisk förening med formeln FeCl3. Kristallerna har en mörkgrön färg i reflekterat ljus, men i genomstrålat ljus är de lilaröda eftersom färgen beror på betraktningsvinkeln. Den är lättflyktig och bildar rök i fuktig luft på grund av utvecklingen av HCl, som hydrerar och ger en dimma. När FeCl3 löses upp i vatten genomgår den hydrolys och avger mycket värme eftersom det är en exoterm reaktion. Den resulterande bruna, sura lösningen, som är korrosiv, används som koaguleringsmedel vid behandling av avlopps- och dricksvatten och som etsningsmedel för kopparbaserade metaller (t.ex. de som finns i tryckta kretskort) och rostfritt stål.

Vattenfri järn(III)klorid är en ganska stark Lewis-syra och den används som katalysator i organisk syntes. Det brungula hexahydratet är en vanlig kommersiell form av järnklorid, en gulaktig art som beskrivs med formeln Cl.2H2O (jämför krom(III)klorid).

Struktur

FeCl3 antar BI3-strukturen, som kännetecknas av oktaedriska Fe(III)-centra och trekoordinerade kloridligander. FeCl3 har en relativt låg smältpunkt och kokar vid cirka 315 °C. Ångan består av dimeren Fe2Cl6 (jämför aluminiumklorid) som alltmer dissocieras till monomeren vid högre temperatur, i konkurrens med den reversibla nedbrytningen för att ge FeCl2 och Cl2.

Kemiska egenskaper

Järn(III)klorid är en måttligt stark Lewis-syra som bildar addukter med Lewis-baser som t.ex. trifenylfosfinoxid, t.ex. FeCl3(OPPh3)2 där Ph = fenyl. FeCl3 reagerar med kloridsalter och ger den gula tetraedriska FeCl4-jonen. Lösningar av FeCl4- i saltsyra kan extraheras i dietyleter.

Vid upphettning med järn(III)oxid vid 350 °C ger FeCl3 oxikloriden FeOCl. I närvaro av bas kan järn(III)klorid genomgå utbyte av klorid, till exempel för att producera en alkoxid:

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

Karboxylatsalter som oxalat, citrat eller tartrat reagerar lätt med vattenhaltigt FeCl3 för att bilda stabila komplex, till exempel 3-.

Järn(III)klorid är också ett milt oxidationsmedel som till exempel kan oxidera koppar(I)klorid till koppar(II)klorid. Reduktionsmedel som hydrazin omvandlar FeCl3 till komplex av järn(II).

Beredning och produktion

Vattenfri järn(III)klorid kan framställas genom förening av grundämnena:

2Fe( s) + 3Cl2(g) → 2FeCl3( s)

Lösningen av järn(III)klorid framställs i industriell skala via två metoder, från järn och från malm, i en process med slutet kretslopp.

• Upplösning av rent järn i järn(III)kloridlösning:

Fe(s) + 2FeCl3(aq) → 3FeCl2(aq)

• Upplösning av järnmalm i saltsyra:

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

• Uppgradering av järn(II)klorid med klor:

FeCl2(aq) + Cl2(g) → FeCl3(aq)

Alternativt kan järnklorid oxideras med svaveldioxid:

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

Hydrerat FeCl3(H2O)n kan omvandlas till det vattenfria saltet genom uppvärmning med thionylklorid. Hydratet kan inte omvandlas till FeCl3 genom värme, istället utvecklas HCl och FeOCl bildas

Användning

Iron(III)klorid används förmodligen mest för att etsa koppar vid tillverkning av kretskort. Detta sker genom redoxreaktionen

FeCl3 + Cu → FeCl2 + CuCl följt av FeCl3 + CuCl → FeCl2 + CuCl2

Järn(III)klorid används också som katalysator för reaktion av eten med klor, vilket bildar eten-diklorid ( 1,2-dikloretan), en viktig råvarukemikalie, som främst används för industriell framställning av vinylklorid, monomer för tillverkning av PVC.

I en annan industriell tillämpning är järnklorid ett alternativ till järn(III)sulfat vid vattenrening, där FeCl3 behandlas med hydroxidjoner för att bilda ett flock av ”järn(III)hydroxid” (mer korrekt formulerat som FeO(OH)) som kan avlägsna suspenderat material.

I laboratoriet används järn(III)klorid vanligen som en Lewis-syra för att katalysera reaktioner som klorering av aromatiska föreningar och Friedel-Crafts reaktion av aromater. Den är mindre kraftfull än aluminiumklorid, men i vissa fall leder denna mildhet till högre utbyte, till exempel vid alkylering av bensen:

”Järnkloridtestet” är ett traditionellt kolorimetriskt test för fenoler, där man använder en 1 %-ig järn(III)-kloridlösning som neutraliserats med natriumhydroxid tills ett svagt utfällning av FeO(OH) har bildats. Blandningen filtreras före användning. Det organiska ämnet löses upp i vatten, metanol eller etanol, sedan tillsätts den neutraliserade FeCl3-lösningen – en övergående eller permanent färgning (vanligen lila, grön eller blå) indikerar närvaron av en fenol eller enol.

FeCl3 används ibland av amerikanska myntsamlare för att identifiera datumet på Buffalo nickels som är så pass slitna att datumet inte längre syns.

FeCl3 används också ofta av knivhantverkare och svärdsmeder för att färga blad, för att ge en kontrastverkan till metallen, och även för att se metallskiktning eller ofullkomligheter.

FeCl3 är också vanligt förekommande hos knivhantverkare och svärdsmeder för att färga blad, för att ge en kontrastverkan till metallen, och även för att se metallskiktning eller ofullkomligheter.

FeCl3 är giftigt, starkt korrosivt och syrligt. Det vattenfria materialet är ett kraftfullt uttorkningsmedel.

Retrieved from ” http://en.wikipedia.org/wiki/Iron%28III%29_chloride”