Kako pripremiti vodeni rastvor željeznog hlorida. Hemija - sveobuhvatna priprema za eksternu nezavisnu procenu boja rastvora gvožđe hlorida 3

ODJELJAK II. ANORGANSKA HEMIJA

8. Metalni elementi i njihovi spojevi. Metali

8.5. Ferum

8.5.2. Jedinjenja željeza ( III)

Ferum(III) oksid Fe 2 O 3 - najstabilnija prirodna spora gvožđa, smeđi prah, ima atomske kristalne rešetke, ne otapa se u vodi. Ferum (III) oksid pokazuje slaba amfoterna svojstva (s prevlašću bazičnih) - lako reagira s kiselinama:

Pokazuje slabo kisela svojstva legure sa alkalijama i karbonatima elemenata alkalnih metala:

Natrijum ferit nastao u vodenom rastvoru se potpuno razlaže vodom (hidrolizira):

Redukcioni agensi redukuju željezo(III) oksid u željezo:

Proizvodnja ferum(III) oksida Ferum(III) oksid se dobija termičkom razgradnjom ferum(III) hidroksida ili ferum(III) nitrata:

Dobija se i tokom pečenja pirita. FeS 2 :

Ferum(III) hidroksid Fe (OH) 3 1 - smeđa supstanca nerastvorljiva u vodi sa slabim amfoternim svojstvima (s prevlašću bazičnih):

Reakcije s koncentriranim otopinama alkalija odvijaju se samo uz produženo zagrijavanje. Ovo formira stabilan hidroksokompleks K 3 [Fe(OH) 6]:

Ekstrakcija ferum(III) hidroksida

Gvozdeni (III) hidroksid se dobija iz soli gvožđa (III) rastvorljivih u vodi kada su u interakciji sa alkalijama:

Soli gvožđa(III) formirane jakim kiselinama su visoko rastvorljive u vodi i mogu formirati kristalne hidrate: Fe (NO 3) 3 9H 2 O, Fe 2 (S O 4) 3 9H 2 O, FeCl 3 6H 2 O. Fe 3+ soli hidrolizuju na katjonu:

Jedinjenja željeza(III) ispoljavaju oksidirajuća svojstva, te stoga u interakciji sa redukcijskim agensima Fe 3+ prelazi u Fe 2+:

Kvalitativne reakcije na jon Fe3+ :

1. Reagens - kalijum heksacijanoferat (II) (žuta krvna so). Formira se tamnoplavi talog - pruski plavi:

2. Reagens - kalijum (ili amonijum) tiocijanat. Nastaje ferum(III) tiocijanat krvavocrvene boje:

Upotreba gvožđa i jedinjenja gvožđa

Crna metalurgija (proizvodnja željeza i njegovih legura) čini 90% svjetske metalurgije. Crna metalurgija je osnova za razvoj mnogih industrija: mašinstvo koristi trećinu crnih metala, građevinarstvo (kao konstrukcijski materijal, za proizvodnju armiranog betona) - četvrtinu; značajan dio se koristi iu transportu.

Legure na bazi željeza (feromagnetne) koriste se u elektrotehnici u proizvodnji transformatora i elektromotora.

Ferum(II) oksid FeO je jedna od komponenti keramike, pigmenta za boje i emajla otpornog na toplotu.

Ferum(III) oksid Fe 2 O 3 oker se koristi kao mineralna boja.

Magnetit Fe 3 O 4 koristi se u proizvodnji tvrdih diskova, a ultrafini prah - kao toner u crno-bijelim laserskim štampačima.

Željezni vitriol (gvožđe(II) sulfat heptahidrat) FeS V 4 7H 2 O se koristi za suzbijanje biljnih štetočina, u proizvodnji mineralnih boja i u građevinarstvu.

Ferum(III) hlorid se koristi za prečišćavanje vode, kao jedkalo za bojenje tkanina, u radiotehnici za jetkanje štampanih ploča i u organskoj sintezi kao katalizator.

Vodeni rastvori FeCl 2 , FeCl 3 , FeS B 4 se koriste kao koagulansi za prečišćavanje vode za industrijska postrojenja.

Ferrum(III) nitrat nonahidrat Fe (NO 3 ) 3 9H 2 V se koristi kao jedkalo u procesu bojenja tkanina.

1 Kao iu slučaju Fe 3 O 4 , supstance sa formulom Fe(OH ) 3 ne postoji. Kada pokušate da ga dobijete, generiše se Fe 2 O 3 n H 2 O ili FeO (OH ) - ferum(III) metahidroksid.

Gvožđe hlorid (FeCl₃, gvožđe hlorid, gvožđe trihlorid) je feri so i. To je meka tvar crveno-smeđe, zelenkaste ili ljubičaste nijanse s karakterističnim metalnim sjajem. Kada je izložen zraku, željezni hlorid poprima nijansu i po boji i konzistenciji postaje sličan vlažnom.

Brojna svojstva koja ima željezni hlorid zbog svog hemijskog sastava čine ovu tvar nezamjenjivom u industriji. Dakle, željezni hlorid se koristi u radio elektronici za oštećenje ploča; učestvuje u prehrambenoj industriji u procesu spravljanja i pečenja pekarskih proizvoda; dio je reagensa koji se koriste pri štampanju fotografija; u tekstilnoj industriji koja se bavi proizvodnjom tkanina; uz pomoć željeznog klorida pročišćavaju vodu u industrijskoj mjeri; Željezni hlorid je važan element u metalurškoj i hemijskoj industriji.

Osim toga, željezni klorid je neophodan osobi za normalno funkcioniranje tijela. Pomaže tijelu da nadoknadi nedostatak željeza povezan s gubitkom krvi ili kršenjem apsorpcije željeza. Budući da nedostatak željeznog klorida može negativno utjecati na funkcioniranje tijela, u farmakologiji postoje mnogi lijekovi koji uključuju FeCl₃.

Kako doći

Postoji nekoliko načina da se dobije željezni trihlorid. Dakle, željezni hlorid kao rezultat interakcije monovalentnog željeza sa čistim klorom: 2Fe + 3Cl2 = FeCl₃.

Osim toga, željezni hlorid se može dobiti oksidacijom željeznog hlorida hlorom: 2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl₃.

Gvožđe hlorid se takođe dobija u procesu oksidacije gvožđe (II) hlorida sumpordioksidom. U ovom slučaju dolazi do složenije hemijske reakcije: 4FeCl2 + SO2 + 4HCl = 4FeCl3 + S + 2H2O.

Kod kuće možete provesti neke zanimljive eksperimente tokom kojih će biti moguće dobiti željezni klorid.

Eksperiment 1

Trebat će vam jako zahrđale željezne strugotine (dostat će obična hrđa iz stare cijevi) i otopina klorovodične kiseline u omjeru 1: 3. Gvožđe se mora staviti u staklenu posudu i napuniti hlorovodoničnom kiselinom. Budući da se kemijska reakcija u ovom slučaju odvija prilično sporo, morat ćete pričekati nekoliko dana. Kada reagens dobije karakterističnu žuto-smeđu nijansu, tečnost se ispušta iz posude, a nastali talog se filtrira.

Eksperiment 2

U staklenoj posudi u omjeru 2:2:6 pomiješajte 30% otopinu vodikovog peroksida, hlorovodonične kiseline i vode. Kao rezultat kemijske reakcije nastaje otopina željeznog klorida.

Eksperiment 3

Hlorid željeza se također može dobiti reakcijom hlorovodonične kiseline i željeznog oksida Fe2O3. Za to se hlorovodonična kiselina stavlja u staklenu posudu. Pažljivo mu se dodaje željezni oksid (gvožđe minijum) u malim porcijama.

Važno je zapamtiti da je hlorovodonična kiselina vrlo toksična i izaziva teške opekotine ako dođe u dodir s kožom. Osim toga, tijekom kemijskih reakcija oslobađaju se željezne pare koje mogu uzrokovati oštećenje disajnih i vidnih organa. Gumene rukavice, zaštitna maska i naočale pomoći će u sprječavanju ovih negativnih posljedica.

Pažnja! Ni sam nisam probao tu metodu, samo sam čitao o tome u nekoj knjizi!

Za proizvodnju željeznog klorida trebate uzeti gvožđe piljevinu ili tanke ploče i napunite ih otopinom klorovodične kiseline (HCl).

Piljevina se ostavlja nekoliko dana u otvorenom kontejneru. Nakon nekoliko dana otopina će postati zelena.

Nakon toga, dobijeni rastvor se ocijedi i nakon nekog vremena spreman je za "rad"!

P.S. Dana 13. jula 2007. dobili smo pismo od uvaženog Vladimira Syrova u kojem je napisao sledeće:

Desetljećima se po radioamaterskoj literaturi vrti priča o mogućnosti pravljenja željeznog hlorida kod kuće. Ovdje i na ovoj stranici ima takvih (vidi gore).

Nepoznati autor iskreno kaže: "Nisam probao ovu metodu." Ali, očigledno, NIKO od onih koji su ikada pisali o tome nije probao ovu metodu !!! A tvoj poslušni sluga je to probao 90-ih, a rezultati su takvi da je bolje ni ne pokušavati.

Gvožđe može biti trovalentno ili dvovalentno. Kada se kombinuje sa hlorom, dobijaju se dve formule - "ferum hlor dva" i "ferum hlor tri". Prvi su zeleni kristali, drugi žuto-smeđi. Samo željezni hlorid je pogodan za jetkanje bakarnih štampanih ploča, "ferum hlor dva" ne radi - pokazalo se iskustvom. Ili barem ne radi dobro. A opisanom zanatskom metodom (prelivanje gvozdenih opiljaka hlorovodoničnom kiselinom), po nekim zakonima hemije, dobija se upravo "ferum hlor dva". U nekim detaljnijim publikacijama na ovu temu, čini se da se ova činjenica uzima u obzir - pišu nešto poput "ako dobijete zelenkast
rastvor-ostaviti da odstoji na otvorenom da postane žućkasto-braon."Provereno iskustvom-ne radi!Stojao je nedeljama i mesecima...Neki neznatan deo fero gvožđa je oksidovan u feri, ali ne više.

Probao sam da zagrejem rastvor, isparim ga, osušim i ostavim zelenkaste kristale u vazduhu.... Da dalje oksidiram propuštanjem kiseonika prvo kroz rastvor, a potom hlora.... Sve je beskorisno! Skoro sam se otrovao i nisam trovao one oko sebe, ali nikad nisam dobio praktično značajan rezultat, primjetan prinos "ferum hlor tri"!

Obratite pažnju da se ovdje radi o otrovima! Hlorovodonična kiselina je rastvor gasa pepeo-hlor u vodi. Iz njega isparava "gasovi", odnosno "pepeo-hlor". Ovaj plin, spajajući se s vodom na sluznicama disajnih organa (nos, usta, dušnik i bronhije, pluća) - pretvara se u istu hlorovodoničnu kiselinu! Hlor, koji sam uspeo da nabavim u dovoljnim količinama, generalno je specifičan otrov. Vrijedi razmisliti o činjenici da je zdravlje skuplje! Trenutno, u bilo kojem velikom gradu nema problema kupiti željezni klorid negdje na radio tržištu i ne patiti od njegove proizvodnje. Kako se ispostavilo, u industriji se klor (ne hlorid!) gvožđe dobija na potpuno drugačiji način - sagorevanjem gvožđa u atmosferi hlora. Podrazumijeva se da je ova metoda teško izvodljiva kod kuće.

Čak i u prisustvu gotovog željeznog hlorida, savjetovao bih vam da budete oprezni - da se trujete negdje pod promajem, na balkonu, negdje u garaži.... Da zaštitite zdravlje ne samo svoje, već i onih iz vaše uže porodice. Da ne spominjemo olovo, koje je dio kalaj-olovnog lema. Vrlo male količine pare
olovo, ulazeći u organizam, na kraju izaziva hronična trovanja, razne bolesti, uključujući i karijes.... Nije uzalud da postoje vrlo stroga uputstva za ugradnju izduvne ventilacije na radnom mestu. Ali kod kuće, u svakodnevnom životu, radio-amateri to vrlo često zanemaruju, ali uzalud. Zapravo, ovaj trag je sasvim dovoljan
Malo. Samo posledice ne dolaze odmah... A malo je dobrog ni u hloridima...

Dakle, autor publikacije (citirajući nekoga) piše: "nakon nekog vremena rješenje će postati zeleno." To će biti željezni hlorid, a ne ono što je trebalo dobiti. A o tome da će "posle nekog vremena" ipak biti spreman za rad.... Avaj. Ako mi ne verujete, probajte sami! I tek onda možete napisati recept kada bude
lično potvrđeno iskustvom. Ne vredi pisati od tuđih reči.

Gvožđe hlorid (III) u obliku rastvora može se pripremiti u laboratoriji ili kod kuće. Trebat će vam nemetalno posuđe otporno na toplinu i čisto vruće ili destilirano). Nakon rastvaranja i taloženja dobija se tamno smeđa tečnost. Postoje brojne karakteristike u pripremi otopine željeznog klorida o kojima biste trebali saznati prije nego što počnete raditi s njim.

Gvožđe hlorid

Bezvodni željezni hlorid, proizveden u hemijskoj industriji - FeCl 3 - tamno smeđi kristali sa nijansama crvene, ljubičaste, tamnozelene. Molarna masa - 162,21 g/mol. Supstanca se topi na temperaturi od 307,5 ° C, a na 500 ° C počinje da se raspada. Uzorak bezvodne soli rastvoren je u 100 g vode:

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

Bezvodni (III) - vrlo higroskopna tvar, brzo privlači vlagu iz okoline. Na zraku stupa u interakciju s vodom, pretvarajući se u žute kristale FeCl 3 + 6H 2 O heksahidrata Maseni udio bezvodnog željeznog hlorida u supstanci kupljenoj u komercijalnoj mreži dostiže 95%. Postoji mala količina željeznog hlorida FeCl 2 i nerastvorljivih nečistoća. Trgovački naziv je željezni hlorid. Supstanca je otporna na vatru i eksploziju, ali njeno rješenje djeluje korozivno na metalne predmete.

Gvožđe(III) hlorid heksahidrat

Osim bezvodnog, industrija proizvodi i kristalni hidrat, u kojem je maseni udio željeznog hlorida (III) 60%. Supstanca je žuto-smeđa kristalna masa ili labavi komadići iste nijanse. Važna razlikovna karakteristika fero i feri jona je boja. Oksidacijsko stanje Fe 2+ karakterizira zelenkasta nijansa, heksahidrat željeznog hlorida hidrata je plavkasto-zelena supstanca. U oksidacionom stanju ioni Fe 3+ dobijaju boju od žute do smeđe. Za kvalitativno određivanje, reagensi djeluju na otopinu željeznog klorida:

NaOH (pojavljuje se smeđi talog Fe (OH) 3);
K 4 (pojavljuje se plavi talog KFe);
KCNS, NaCNS (formira se crveni željezni tiocijanat Fe(CNS) 3).

Kako razrijediti željezni hlorid

Gvožđe (III) hlorid u obliku smeđe ili crvene otopine može se naći u komercijalnoj mreži, pripremljen u laboratoriji ili kod kuće. U potonjem slučaju, sigurno će vam trebati nemetalno posuđe otporno na toplinu (staklo, plastika, keramika). Voda za otapanje soli može se uzeti iz slavine. Sigurnije - kuhano ili destilirano. Voda zagrijana na 50-70 ° C stavlja se u posudu, a zatim se tvar ulijeva u malim porcijama. Omjer željeznog hlorida i vode je 1:3. Ako pripremite otopinu od kristalnog hidrata, tada će biti potrebno manje vode, jer se ona nalazi u kristalnom hidratu (40% mase). Supstanca se dodaje u otopinu malo po malo, svaka porcija je oko 5-10 g. Ne preporučuje se odmah sipati cijeli uzorak zbog brze prirode reakcije hidratacije. Nemojte koristiti metalni pribor (kašike, lopatice). Sol se mora potpuno otopiti u toploj vodi, za što se kristali moraju dobro pomiješati s tekućinom. Proces se ubrzava dodatkom hlorovodonične kiseline (1/10 mase kristala). Nakon nekoliko sati taloženja, na dnu se može pojaviti talog zbog prisustva u uzorku i stvaranja željeznog hidroksida tokom reakcije. Pripremljeni tamnosmeđi rastvor treba filtrirati i čuvati u dobro zatvorenoj plastičnoj posudi na umerenoj temperaturi i van direktne sunčeve svetlosti.

Upotreba željeznog klorida u industriji i komunalnim djelatnostima. domaću upotrebu

Soli željeza nalaze primjenu u mnogim područjima. Trovalentni metalni hlorid se koristi za tretman vode, metale i fiksiranje boja. Supstanca se koristi u industrijskoj organskoj sintezi (katalizator, oksidator). Koagulacijska svojstva jona Fe 3+ posebno su cijenjena u tretmanu komunalnih i industrijskih otpadnih voda. Pod djelovanjem željeznog hlorida, male nerastvorljive čestice nečistoće se slijepe i talože. Takođe, dolazi do vezivanja dijela rastvorljivih zagađivača, koji se uklanjaju na postrojenju za prečišćavanje. Kristalni hidrat i bezvodna sol FeCl 3 se koriste u jetkanju metalnih štamparskih ploča. Supstanca se dodaje betonu da ojača njegovu čvrstoću.

Hemijske pojave tokom jetkanja ploča. Sigurnosne mjere

Popularna hemikalija za jetkanje PCB-a je željezni hlorid. Rastvor za ove svrhe priprema se od 0,150 kg soli i 0,200 l tople vode. Sadrži Fe 3+, Cl - jone, a hidrolizom nastaje smeđe jedinjenje - željezni hidroksid. Proces teče prema shemi: FeCl 3 + 3HOH ↔ Fe (OH) 3 + 3Cl - + 3H +. Nedostatak ove metode je kontaminacija ploče nusproizvodima reakcije, koji otežavaju dalje jetkanje. Sama sol je nehlapljiva tvar, ali u procesu interakcije s vodom oslobađa kaustične pare. Radovi se moraju izvoditi na otvorenom ili u dobro provetrenoj prostoriji. Dodir s otopinom na kožu i sluzokože dovodi do iritacije i može uzrokovati dermatitis. Treba koristiti ličnu zaštitnu opremu (naočare, rukavice). U slučaju kontakta sa kaustičnom otopinom, isprati kožu s puno vode.

Kvalitativne reakcije na željezo (III)

Joni gvožđa (III ) u rastvoru može se odrediti pomoću kvalitativnih reakcija. Hajde da prođemo kroz neke od njih. Uzmite za eksperiment otopinu željeznog hlorida ( III).

1. III) - reakcija sa alkalijom.

Ako rastvor sadrži ione gvožđa ( III ), nastaje željezni hidroksid ( III ) Fe(OH) 3 . Baza je nerastvorljiva u vodi i smeđe je boje. (gvozdeni hidroksid ( II ) Fe(OH) 2 . - takođe nerastvorljiv, ali sivo-zelene boje). Smeđi talog ukazuje na prisustvo iona gvožđa u početnom rastvoru ( III).

FeCl 3 + 3 NaOH = Fe(OH) 3 ↓+ 3 NaCl

2. Kvalitativna reakcija na jone gvožđa ( III ) - reakcija sa žutom krvnom soli.

Žuta krvna sol je heksacijanoferat kalijumK 4 [ Fe( CN) 6]. (Za određivanje željeza (II) koristite crvenu krvnu solK 3 [ Fe( CN) 6 ]). U dio otopine željeznog klorida dodajte otopinu žute krvne soli. Plavi precipitat pruske plave* ukazuje na prisustvo feri jona u početnom rastvoru.

3 TO 4 +4 FeCl 3 = K Fe ) ↓ + 12 KCl

3. Kvalitativna reakcija na jone gvožđa ( III ) - reakcija sa kalijum tiocijanatom.

Prvo razrijedimo testnu otopinu - inače nećemo vidjeti očekivanu boju. U prisustvu jona gvožđa (III) kada se doda kalijum tiocijanat, formira se crvena supstanca. To je gvožđe tiocijanatIII). Rodanid od grčkog "rodeos" - crvena.

FeCl 3 + 3 KCNS= Fe( CNS) 3 + 3 KCl

Pruska plava je slučajno nabavljena početkom 18. vijeka u Berlinu od strane farbara Diesbacha. Disbach je kupio neobičnu potašu (kalijev karbonat) od trgovca: otopina ove potaše je postala plava kada se dodaju soli željeza. Prilikom provjere potaše ispostavilo se da je kalcinirana goveđom krvlju. Ispostavilo se da je boja pogodna za tkanine: svijetla, stabilna i jeftina. Ubrzo je postao poznat recept za dobijanje boje: potaš je staljen sa osušenom životinjskom krvlju i gvozdenim strugotinama. Ispiranjem takve legure dobivala se žuta krvna sol. Sada se pruska plava koristi za dobijanje štamparske boje i polimera za boje. .

Oprema: tikvice, pipeta.

Sigurnost . Pridržavajte se pravila za rukovanje alkalnim rastvorima i rastvorima heksacijanoferati. Izbjegavati kontakt otopina heksacijanoferata sa koncentriranim kiselinama.

Izjava o iskustvu – Elena Makhinenko, tekst– Ph.D. Pavel Bespalov.