Как да приготвим воден разтвор на железен хлорид. Химия - цялостна подготовка за външно независимо оценяване цвят на разтвора на железен хлорид 3

РАЗДЕЛ II. НЕОРГАНИЧНА ХИМИЯ

8. Метални елементи и техните съединения. метали

8.5. Ferum

8.5.2. Съединения на желязо ( III)

Ферум(III) оксид Fe 2 O 3 - най-стабилната естествена желязна спора, кафяв прах, има атомни кристални решетки, не се разтваря във вода. Ферум (III) оксид проявява слаби амфотерни свойства (с преобладаване на основни) - лесно реагира с киселини:

Показва слаби киселинни свойства на сплавта с алкали и карбонати на елементи на алкални метали:

Натриевият ферит, образуван във воден разтвор, се разлага напълно от вода (хидролизира):

Редуциращите агенти редуцират железния (III) оксид до желязо:

Производство на железен(III) оксид Ферум(III) оксид се получава чрез термично разлагане на ферум(III) хидроксид или ферум(III) нитрат:

Получава се и при печене на пирит. FeS 2:

Ферум(III) хидроксид Fe (OH) 3 1 - водонеразтворимо кафяво вещество със слаби амфотерни свойства (с преобладаване на основни):

Реакциите с концентрирани алкални разтвори протичат само при продължително нагряване. Това образува стабилен хидроксокомплекс K 3 [Fe(OH) 6]:

Екстракция на ферум(III) хидроксид

Ферум (III) хидроксид се получава от водоразтворими соли на желязо (III), когато те взаимодействат с основи:

Желязните (III) соли, образувани от силни киселини, са силно разтворими във вода и могат да образуват кристални хидрати: Fe (NO 3) 3 9H 2 O, Fe 2 (SO 4) 3 9H 2 O, FeCl 3 6H 2 O. Fe 3+ соли хидролизират при катиона:

Съединенията на желязото (III) проявяват окислителни свойства и следователно, когато взаимодействат с редуциращи агенти Fe 3+ се превръща в Fe 2+:

Качествени реакции към йон Fe3+:

1. Реактив - калиев хексацианоферат (II) (жълта кръвна сол). Образува се тъмносиня утайка - пруско синьо:

2. Реактив - калиев (или амониев) тиоцианат. Образува се железен(III) тиоцианат с кървавочервен цвят:

Използване на желязо и съединения на желязото

Черната металургия (производството на желязо и неговите сплави) представлява 90% от световната металургия. Черната металургия е основата за развитието на много индустрии: машиностроенето отнема една трета от черните метали, строителството (като конструктивен материал, за производството на стоманобетон) - една четвърт; значителна част се използва и в транспорта.

Сплавите на желязо (феромагнитни) се използват в електротехниката при производството на трансформатори и електродвигатели.

Ферум(II) оксид FeO е един от компонентите на керамика, пигмент за бои и термоустойчив емайл.

Ферум(III) оксид Fe 2 O 3 охра се използва като минерална боя.

Магнетит Fe 3 O 4 използва се при производството на твърди дискове, а ултрафин прах - като тонер в черно-бели лазерни принтери.

Железен витриол (железен (II) сулфат хептахидрат) FeS В 4 7H 2 O се използва за борба с вредители по растенията, при производството на минерални бои и в строителството.

Ферум(III) хлоридът се използва за пречистване на вода, като морско средство за боядисване на тъкани, в радиотехниката за ецване на печатни платки и в органичния синтез като катализатор.

Водни разтвори на FeCl 2 , FeCl 3 , FeS B 4 се използват като коагуланти за пречистване на вода за промишлени предприятия.

Ферум(III) нитрат нонахидрат Fe (NO 3 ) 3 9H 2 V се използва като морско средство в процеса на боядисване на тъкани.

1 Както в случая на Fe 3 O 4 , вещества с формулата Fe(OH ) 3 не съществува. Когато се опитате да го получите, той генерира Fe 2 O 3 n H 2 O или FeO (OH ) - железен(III) метахидроксид.

Железен хлорид (FeCl₃, железен хлорид, железен трихлорид) е железна сол и. Това е мека субстанция с червено-кафяв, зеленикав или лилав оттенък с характерен метален блясък. Когато е изложен на въздух, железният хлорид придобива оттенък и по цвят и консистенция става подобен на мокър.

Редица свойства, които железният хлорид притежава поради химичния си състав, правят това вещество незаменимо в индустрията. И така, железният хлорид се използва в радиоелектрониката за повреждане на платки; участва в хранително-вкусовата промишленост в процеса на варене и печене на хлебни изделия; е част от реагентите, които се използват при отпечатване на снимки; в текстилната промишленост, участваща в производството на тъкани; с помощта на железен хлорид пречистват водата в промишлен мащаб; Железният хлорид е важен елемент в металургичната и химическата промишленост.

В допълнение, железният хлорид е необходим на човек за нормалното функциониране на тялото. Помага на тялото да компенсира липсата на желязо, свързана със загуба на кръв или нарушаване на усвояването на желязо. Тъй като липсата на железен хлорид може да повлияе неблагоприятно на функционирането на тялото, във фармакологията има много лекарства, които включват FeCl₃.

Как да получите

Има няколко начина за получаване на железен трихлорид. И така, железен хлорид в резултат на взаимодействието на едновалентно желязо с чист хлор: 2Fe + 3Cl2 = FeCl₃.

В допълнение, железен хлорид може да се получи чрез окисляване на железен хлорид с хлор: 2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl₃.

Железният хлорид се получава и в процеса на окисляване на железен (II) хлорид със серен диоксид. В този случай се получава по-сложна химическа реакция: 4FeCl2 + SO2 + 4HCl = 4FeCl3 + S + 2H2O.

У дома можете да проведете някои интересни експерименти, по време на които ще бъде възможно да се получи железен хлорид.

Експеримент 1

Ще ви трябват силно ръждясали железни стърготини (обикновена ръжда от стара тръба) и разтвор на солна киселина в пропорции 1: 3. Желязото трябва да се постави в стъклен съд и да се напълни със солна киселина. Тъй като химическата реакция в този случай протича доста бавно, ще трябва да изчакате няколко дни. Когато реагентът придобие характерен жълто-кафяв оттенък, течността се източва от контейнера и получената утайка се филтрира.

Експеримент 2

В стъклен съд в пропорции 2:2:6 смесете 30% разтвор на водороден прекис, солна киселина и вода. В резултат на химическа реакция се образува разтвор на железен хлорид.

Експеримент 3

Железният хлорид може да се получи и чрез реакцията на солна киселина и железен оксид Fe2O3. За това солната киселина се поставя в стъклен съд. Внимателно към него на малки порции се добавя железен оксид (железен минимум).

Важно е да запомните, че солната киселина е много токсична и причинява тежки изгаряния, ако влезе в контакт с кожата. Освен това по време на химични реакции се отделят железни пари, които могат да причинят увреждане на дихателните и зрителните органи. Гумени ръкавици, защитна маска и очила ще помогнат за предотвратяване на тези негативни последици.

Внимание!Аз самият не съм пробвал този метод, просто прочетох за него в някаква книга!

За производството на железен хлорид, трябва да вземете желязодървени стърготини или тънки плочи и ги напълнете с разтвор на солна киселина (HCl).

Стърготините се оставят за няколко дни в отворен съд. След няколко дни разтворът ще стане зелен.

След това полученият разтвор се отцежда и след известно време е готов за "работа"!

P.S. На 13 юли 2007 г. получихме писмо от уважавания Владимир Сиров, в което той пише следното:

В продължение на десетилетия из радиолюбителската литература се лута история за възможността за приготвяне на железен хлорид у дома. Тук и в този сайт има такива (вижте по-горе).

Неизвестен автор честно казва „Аз самият не съм опитвал този метод“. Но, очевидно, НИКОЙ от тези, които някога са писали за това, не е опитал този метод !!! И вашият послушен слуга го е пробвал през 90-те и резултатите са такива, че е по-добре дори да не се опитвате да го правите.

Желязото може да бъде тривалентно или двувалентно. При комбиниране с хлор се получават две формули - "ферум хлор две" и "ферум хлор три". Първият е зелени кристали, вторият е жълто-кафяв. Само железен хлорид е подходящ за ецване на медни печатни платки, "ферум хлор два" не работи - установено е от опит. Или поне не работи добре. А с описания занаятчийски метод (изливане на железни стърготини със солна киселина) според някои закони на химията се получава именно „ферум хлор два“. В някои по-подробни публикации по тази тема този факт сякаш е взет предвид – пишат нещо от рода на „ако получиш зеленикаво
разтвор - оставете го да престои на открито, за да стане жълтеникаво-кафяво. "Проверено е от опит - не става! Стоя седмици и месеци... Някаква незначителна част от двувалентното желязо се окислява до фери, но не повече.

Опитах се да загрея разтвора, да го изпаря, да го изсуша и да оставя зеленикави кристали във въздуха.... За допълнително окисление като пропускам първо кислород през разтвора, а след това хлор.... Всичко е безполезно! Почти се отрових и не отрових околните, но така и не получих практически значим резултат, забележим добив на "ферум хлор три"!

Моля, обърнете внимание на факта, че тук имаме работа с отрови! Солната киселина е разтвор на газ пепел-хлор във вода. Той "газове", тоест "пепел-хлор" се изпарява от него. Този газ, комбинирайки се с вода върху лигавиците на дихателните органи (нос, уста, трахея и бронхи, бели дробове) - се превръща в същата солна киселина! Хлорът, който успях да си набавя в достатъчни количества, по принцип е специфична отрова. Струва си да помислите за факта, че здравето е по-скъпо! В момента във всеки голям град няма проблем да закупите железен хлорид някъде на радиопазара и да не страдате от неговото производство. Както се оказа, в индустрията хлорното (не хлоридно!) желязо се получава по съвсем различен начин - чрез изгаряне на желязо в атмосфера на хлор. От само себе си се разбира, че този метод едва ли е приложим у дома.

Дори и при наличие на готов железен хлорид бих ви посъветвал да внимавате - да се отровите някъде под въздушна тяга, на балкон, някъде в гараж.... За да защитите здравето не само на вашето, но и тези на най-близкото ви семейство. Да не говорим за олово, което е част от калаено-оловната спойка. Много малки количества пари
олово, попадайки в тялото, причинява хронично отравяне, различни заболявания, включително кариес .... Не е за нищо, че има много строги инструкции за инсталиране на изпускателна вентилация в производството. Но у дома, в ежедневието, радиолюбителите много често пренебрегват това, но напразно. Всъщност този повод е напълно достатъчен
малко. Само последствията не идват веднага... И в хлоридите също има малко добро...

Така авторът на публикацията (цитирайки някого) пише: „след известно време решението ще стане зелено“. Ще бъде железен хлорид, а не това, което трябваше да се получи. А относно това, че "след известно време" пак ще е готов за работа.... Уви. Ако не ми вярвате, опитайте сами! И едва тогава можете да напишете рецепта, когато тя
лично проверено от опит. Не си струва да се пише от чужди думи.

Железен хлорид (III) под формата на разтвор може да се приготви в лаборатория или у дома. Ще ви трябват топлоустойчиви неметални прибори и чисти горещи или дестилирани). След разтваряне и утаяване се получава тъмнокафява течност. Има редица характеристики при приготвянето на разтвор на железен хлорид, за които трябва да научите, преди да започнете да работите с него.

Железен хлорид

Безводен железен хлорид, произведен от химическата промишленост - FeCl 3 - кристали с тъмнокафяв цвят с нюанси на червено, лилаво, тъмно зелено. Моларна маса - 162,21 g / mol. Веществото се топи при температура 307,5 ° C, при 500 ° C започва да се разлага. Проба от безводна сол се разтваря в 100 g вода:

74,4 g (0°С);
99 g (25 °С);
315 g (50 °С);
536 g (100 °С).

Безводен (III) - много хигроскопично вещество, бързо привлича влагата от околната среда. Във въздуха той взаимодейства с вода, превръщайки се в жълти кристали на хексахидрат FeCl 3 + 6H 2 O. Масовата част на безводен железен хлорид в вещество, закупено в търговската мрежа, достига 95%. Има малко количество железен хлорид FeCl 2 и неразтворими примеси. Търговското наименование е железен хлорид. Веществото е пожаро и взривобезопасно, но разтворът му има разяждащ ефект върху метални предмети.

Железен (III) хлорид хексахидрат

В допълнение към безводен, индустрията произвежда кристален хидрат, в който масовата част на железен хлорид (III) е 60%. Веществото е жълто-кафява кристална маса или насипни парчета от същия нюанс. Важна отличителна черта на железните и железните йони е цветът. Степента на окисление на Fe 2+ се характеризира със зеленикав оттенък, хексахидратът на железен хлорид хидрат е синкаво-зелено вещество. В окислителното състояние на Fe 3+ йони придобиват цвят от жълт до кафяв. За качествено определяне реагентите действат върху разтвор на железен хлорид:

NaOH (появява се кафява утайка от Fe (OH) 3);
K 4 (появява се синя утайка от KFe);
KCNS, NaCNS (образува се червен железен тиоцианат Fe(CNS) 3).

Как да разреждате железен хлорид

Железен (III) хлорид под формата на кафяв или червен разтвор може да се намери в търговската мрежа, приготвен в лаборатория или у дома. В последния случай определено ще ви трябват топлоустойчиви неметални съдове (стъклени, пластмасови, керамични). Вода за разтваряне на сол може да се вземе от чешмата. По-безопасно - варено или дестилирано. Вода, загрята до 50-70 ° C, се поставя в контейнер и след това веществото се излива на малки порции. Пропорциите на железен хлорид и вода са 1:3. Ако приготвите разтвор от кристален хидрат, тогава ще е необходима по-малко вода, тъй като се съдържа в кристален хидрат (40% тегловни). Веществото се добавя към разтвора малко по малко, всяка порция е около 5-10 г. Не се препоръчва незабавно да се излива цялата проба поради бързия характер на реакцията на хидратиране. Не използвайте метални прибори (лъжици, шпатули). Солта трябва да се разтвори напълно в топла вода, за което кристалите трябва да се смесят добре с течността. Процесът се ускорява чрез добавяне на солна киселина (1/10 от масата на кристалите). След утаяване в продължение на няколко часа може да се появи утайка на дъното поради наличието в пробата и образуването на железен хидроксид по време на реакцията. Приготвеният тъмнокафяв разтвор трябва да се филтрира и съхранява в плътно затворен пластмасов съд при умерена температура и далеч от пряка слънчева светлина.

Използването на железен хлорид в промишлеността и комуналните услуги. домашна употреба

Железните соли намират приложение в много области. Тривалентен метален хлорид се използва за обработка на вода, закрепване на метали и боя. Веществото се използва в промишления органичен синтез (катализатор, окислител). Коагулиращите свойства на йона Fe 3+ са особено ценени при пречистването на битови и промишлени отпадъчни води. Под действието на железен хлорид малки неразтворими частици от примеси се слепват и се утаяват. Също така има свързване на част от разтворимите замърсители, които се отстраняват в пречиствателната станция. Кристален хидрат и безводна сол FeCl 3 се използват при ецване на метални печатни плочи. Вещество се добавя към бетона за укрепване на неговата здравина.

Химични явления по време на ецване на плочи. Мерки за сигурност

Популярен химикал за ецване на PCB е железният хлорид. Разтвор за тези цели се приготвя от 0,150 кг сол и 0,200 л топла вода. Съдържа Fe 3+, Cl - йони, като при хидролиза се образува кафяво съединение - железен хидроксид. Процесът протича по схемата: FeCl 3 + 3HOH ↔ Fe (OH) 3 + 3Cl - + 3H +. Недостатъкът на този метод е замърсяването на плочата със странични продукти от реакцията, които затрудняват по-нататъшното ецване. Самата сол е нелетливо вещество, но в процеса на взаимодействие с водата отделя каустични изпарения. Работата трябва да се извършва на открито или в добре проветриво помещение. Контактът с разтвора върху кожата и лигавиците води до дразнене и може да причини дерматит. Трябва да се използват лични предпазни средства (очила, ръкавици). В случай на контакт с каустик, измийте кожата обилно с вода.

Качествени реакции за желязо (III)

Йони на желязото (III ) в разтвор може да се определи с помощта на качествени реакции. Нека да преминем през някои от тях. Вземете за експеримента разтвор на железен хлорид ( III).

1. III) - реакция с алкали.

Ако разтворът съдържа железни йони ( III ), се образува железен хидроксид ( III ) Fe(OH) 3 . Основата е неразтворима във вода и кафява на цвят. (железен хидроксид ( II ) Fe(OH) 2 . - също неразтворим, но сиво-зелен на цвят). Кафява утайка показва наличието на железни йони в първоначалния разтвор ( III).

FeCl 3 + 3 NaOH = Fe(OH) 3 ↓+ 3 NaCl

2. Качествена реакция към железен йон ( III ) - реакция с жълта кръвна сол.

Жълтата кръвна сол е калиев хексацианофератК 4 [ Fe( CN) 6]. (За определяне на желязо (II) използвайте червена кръвна солК 3 [ Fe( CN) 6]). Към част от разтвор на железен хлорид добавете разтвор на жълта кръвна сол. Синята утайка от пруско синьо* показва наличието на железни йони в първоначалния разтвор.

3 ДА СЕ 4 +4 FeCl 3 = К Fe ) ↓ + 12 KCl

3. Качествена реакция към железен йон ( III ) - реакция с калиев тиоцианат.

Първо, разреждаме тестовия разтвор - в противен случай няма да видим очаквания цвят. В присъствието на железен йон (III) при добавяне на калиев тиоцианат се образува червено вещество. Това е железен тиоцианатIII). Rhodanide от гръцкото "rodeos" - червено.

FeCl 3 + 3 КЦНС= Fe( ЦНС) 3 + 3 KCl

Прусското синьо е получено случайно в началото на 18 век в Берлин от бояджия Дисбах. Дисбах купува необичаен поташ (калиев карбонат) от търговец: разтворът на този поташ става син, когато се добавят железни соли. При проверката на поташа се оказа, че е калциниран с телешка кръв. Оказа се, че боята е подходяща за тъкани: ярка, стабилна и евтина. Скоро рецептата за получаване на боя стана известна: поташът беше слят със суха животинска кръв и железни стърготини. Чрез излугване на такава сплав се получава жълта кръвна сол. Сега пруското синьо се използва за получаване на печатарско мастило и оцветяващи полимери. .

Оборудване:колби, пипета.

Безопасност . Спазвайте правилата за работа с алкални разтвори и разтвори хексацианоферати. Избягвайте контакт на разтвори на хексацианоферати с концентрирани киселини.

Изявление за опит – Елена Махиненко, текст- Доцент доктор. Павел Беспалов.