Kā pagatavot dzelzs hlorīda ūdens šķīdumu. Ķīmija - visaptveroša sagatavošana ārējai neatkarīgai novērtēšanai Dzelzs hlorīda 3 krāsu šķīdums

II IEDAĻA. NEORGANISKĀ ĶĪMIJA

8. Metāla elementi un to savienojumi. Metāli

8.5. Ferum

8.5.2. Dzelzs savienojumi ( III)

Ferum(III) oksīds Fe 2 O 3 ir stabilākā dabiskā dzelzs spora, brūns pulveris, ar atomu kristālu režģi un nešķīst ūdenī. Ferum(III) oksīdam ir vājas amfoteriskās īpašības (pārsvarā ir bāzes) - tas viegli reaģē ar skābēm:

Sakausējumam piemīt vājas skābes īpašības, ja to apvieno ar sārmiem un sārmu metālu elementu karbonātiem:

Nātrija ferīts, kas veidojas ūdens šķīdumā, pilnībā sadalās ūdens ietekmē (hidrolizē):

Reducētāji pārvērš dzelzs (III) oksīdu par dzelzi:

Dzelzs(III) oksīda ekstrakcija Ferrum(III) oksīdu iegūst, termiski sadalot dzelzs(III) hidroksīdu vai dzelzs(III) nitrātu:

To iegūst arī pirīta grauzdēšanas laikā FeS2:

Ferrum(III) hidroksīds Fe(OH)3 1 - ūdenī nešķīstoša brūna viela ar vājām amfoteriskām īpašībām (pārsvarā ir pamata īpašības):

Reakcijas ar koncentrētiem sārmu šķīdumiem notiek tikai ar ilgstošu karsēšanu. Šajā gadījumā veidojas stabils hidrokso komplekss K3[Fe(OH)6]:

Dzelzs(III) hidroksīda ekstrakcija

Ferrum(III) hidroksīdu iegūst no ūdenī šķīstošiem dzelzs(III) sāļiem, kad tie reaģē ar sārmiem:

Dzelzs (III) sāļi, ko veido spēcīgas skābes, labi šķīst ūdenī un var veidot kristāliskus hidrātus: Fe (N O 3 ) 3 9H 2 O, Fe 2 (S O 4 ) 3 9H 2 O, FeCl 3 6H 2 O. Fe 3+ sāļi hidrolizēt ar katjonu:

Dzelzs (III) savienojumiem piemīt oksidējošas īpašības, un tāpēc tie mijiedarbojas ar reducētājiem Fe 3+ pārvēršas par Fe 2+:

Kvalitatīvas reakcijas uz jonu Fe3+:

1. Reaģents - kālija heksacianoferāts(II) (dzeltenais asins sāls). Veidojas tumši zilas nogulsnes - Prūsijas zils:

2. Reaģents - kālija (vai amonija) tiocianāts. Asinssarkanais dzelzs(III) tiocianāts veidojas:

Dzelzs un dzelzs savienojumu izmantošana

Melnā metalurģija (dzelzs un tās sakausējumu ražošana) veido 90% no pasaules metalurģijas. Melnā metalurģija ir daudzu nozaru attīstības pamats: mašīnbūve izmanto trešdaļu melnā metāla, celtniecībā (kā konstrukcijas materiālu, dzelzsbetona ražošanai) - ceturto daļu; ievērojama daļa tiek izmantota arī transportā.

Dzelzs sakausējumi (feromagnētiskie) tiek izmantoti elektrotehnikā transformatoru un elektromotoru ražošanā.

Ferum(II) oksīds FeO ir viena no keramikas sastāvdaļām, pigments krāsām un karstumizturīgai emaljai.

Ferum(III) oksīds Fe2O3 okeru izmanto kā minerālu krāsu.

Magnetīts Fe3O4 izmanto ražošanā cietie diski, un īpaši smalks pulveris tiek izmantots kā toneris melnbaltos lāzerprinteros.

Dzelzs sulfāts (dzelzs (II) sulfāta heptahidrāts) FeS B 4 7H 2 O izmanto augu kaitēkļu apkarošanai, minerālkrāsu ražošanā un celtniecībā.

Ferrum(III) hlorīdu izmanto ūdens attīrīšanai, kā kodinātāju audumu krāsošanai un radiotehnikā kodinātājiem. iespiedshēmu plates, organiskajā sintēzē - kā katalizators.

FeCl 2, FeCl 3, FeS ūdens šķīdumi B 4 izmanto kā koagulantus ūdens attīrīšanai rūpniecības uzņēmumiem.

Ferrum(III) nitrāta nonahidrāts Fe (N O 3 ) 3 · 9H 2B izmanto kā kodinātāju audumu krāsošanas procesā.

1 Tāpat kā Fe3O4 gadījumā, vielas ar formulu Fe (OH ) 3 neeksistē. Kad jūs mēģināt to iegūt, tas ģenerē Fe2O3nH2O vai FeO (OH ) - dzelzs(III) metahidroksīds.

Dzelzs hlorīds (FeCl₃, dzelzs hlorīds, dzelzs trihlorīds) ir dzelzs dzelzs sāls un. Tā ir mīksta viela ar sarkanbrūnu, zaļganu vai purpursarkanu nokrāsu ar raksturīgu metālisku spīdumu. Saskaroties ar gaisu, dzelzs hlorīds iegūst nokrāsu, un krāsa un konsistence kļūst līdzīga mitram.

Vesela sērijaīpašības, kas dzelzs hlorīdam piemīt, pateicoties tā ķīmiskais sastāvs, padara šo vielu neaizstājamu rūpniecībā. Tādējādi dzelzs hlorīds tiek izmantots radioelektronikā, lai saindētu shēmas plates; V pārtikas rūpniecība piedalās maizes izstrādājumu brūvēšanas un cepšanas procesā; ir daļa no reaģentiem, ko izmanto fotogrāfiju drukāšanai; tekstilrūpniecībā piedalās audumu ražošanā; ar palīdzību dzelzs hlorīds attīrīt ūdeni rūpnieciskā mērogā; dzelzs hlorīds ir svarīgs elements metalurģijas un ķīmiskajā rūpniecībā.

Turklāt dzelzs hlorīds ir nepieciešams, lai cilvēks varētu normāli funkcionēt. Tas palīdz organismam atjaunot dzelzs deficītu, kas saistīts ar asins zudumu vai traucētu dzelzs uzsūkšanos. Tā kā dzelzs hlorīda trūkums var negatīvi ietekmēt ķermeņa darbību, farmakoloģijā ir daudz zāļu, kas satur FeCl₃.

Iegūšanas metodes

Ir vairāki veidi, kā iegūt dzelzs trihlorīdu. Tādējādi dzelzs hlorīds ir monovalenta dzelzs un tīra hlora mijiedarbības rezultāts: 2Fe + 3Cl2 = FeCl₃.

Turklāt dzelzs hlorīdu var iegūt, oksidējot dzelzs hlorīdu ar hloru: 2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl₃.

Dzelzs hlorīds tiek iegūts arī, oksidējot dzelzs (II) hlorīdu ar sēra dioksīdu. Šajā gadījumā notiek sarežģītāka ķīmiskā reakcija: 4FeCl2 + SO2 + 4HCl = 4FeCl3 + S + 2H2O.

Mājās jūs varat veikt vairākus interesanti eksperimenti, kura laikā būs iespējams iegūt dzelzs hlorīdu.

1. eksperiments.

Jums būs nepieciešami stipri sarūsējuši dzelzs vīles (parastā rūsa ar veca caurule) un sālsskābes šķīdumu proporcijās 1:3. Gludeklis jāievieto stikla traukā un jāuzpilda ar sālsskābi. Tā kā ķīmiskā reakcija šajā gadījumā norit diezgan lēni, jums būs jāgaida vairākas dienas. Kad reaģents iegūst raksturīgu dzeltenbrūnu nokrāsu, šķidrumu no tvertnes iztukšo un iegūtās nogulsnes filtrē.

2. eksperiments.

Stikla traukā samaisiet 30% ūdeņraža peroksīda, sālsskābes un ūdens šķīdumu proporcijā 2:2:6. Ķīmiskās reakcijas rezultātā veidojas dzelzs hlorīda šķīdums.

3. eksperiments.

Dzelzs hlorīdu var iegūt arī sālsskābes un dzelzs oksīda Fe2O3 reakcijā. Lai to izdarītu, sālsskābi ievieto stikla traukā. Esiet uzmanīgi, tam nelielās porcijās pievieno dzelzs oksīdu (dzelzs svinu).

Ir svarīgi atcerēties, ka sālsskābe ir ļoti toksiska un, nonākot saskarē ar ādu, izraisa nopietnus apdegumus. Turklāt laikā ķīmiskās reakcijas izdalās dzelzs tvaiki, kas var izraisīt elpošanas un redzes orgānu bojājumus. Gumijas cimdi, aizsargmaska un aizsargbrilles palīdzēs novērst šīs negatīvās sekas.

Uzmanību! Es pats neesmu izmēģinājis šo metodi, es tikai izlasīju par to kādā grāmatā!

Lai pagatavotu dzelzs hlorīdu, jums jāņem dzelzs zāģu skaidas vai plānas plāksnes un piepildiet tās ar sālsskābes (HCl) šķīdumu.

Zāģu skaidas vairākas dienas atstāj atvērtā traukā. Pēc dažām dienām šķīdums kļūs zaļš.

Pēc tam iegūtais šķīdums tiek notecināts un pēc kāda laika ir gatavs “darbam”!

P.S. 2007. gada 13. jūlijā saņēmām vēstuli no cienījamā Vladimira Sirova, kurā viņš rakstīja sekojošo:

Jau vairākus gadu desmitus radioamatieru literatūrā klīst stāsti par iespēju mājās pagatavot dzelzs hlorīdu. Šajā vietnē ir kaut kas līdzīgs šim (skatiet iepriekš).

Nezināmais autors godīgi saka: "Es pats neesmu izmēģinājis šo metodi." Bet, acīmredzot, NEVIENS no tiem, kas kādreiz rakstīja par šo, nav izmēģinājis šo metodi!!! Un tavs pazemīgais kalps to izmēģināja deviņdesmitajos gados, un rezultāti ir tādi, ka labāk pat nemēģināt to darīt.

Dzelzs var būt trīsvērtīgs vai divvērtīgs. Apvienojot ar hloru, tiek iegūtas divas formulas - “ferrum hlors divi” un “ferrum hlors trīs”. Pirmais ir zaļi kristāli, otrais ir dzeltenbrūns. Vara iespiedshēmu plates kodināšanai ir piemērots tikai dzelzs hlorīds; Vai vismaz tas nedarbojas labi. Un ar aprakstīto amatnieciskā veidā(pārlej sālsskābi pāri dzelzs skaidām) pēc dažiem ķīmijas likumiem sanāk tieši “ferrum chlorine two”. Dažās detalizētākās publikācijās par šo tēmu šis fakts, šķiet, ir ņemts vērā - viņi raksta kaut ko līdzīgu "ja jūs iegūstat zaļganu
risinājums - ļaujiet tam stāvēt ārā, lai tas kļūst dzeltenbrūns." Eksperimentāli pārbaudīts - nedarbojas! Nostāvēja nedēļas un mēnešus... Kaut kāda nenozīmīga divvērtīgā dzelzs daļa tiek oksidēta līdz trīsvērtīgai, bet nekas vairāk.

Mēģināju uzsildīt šķīdumu, iztvaikot, izžāvēt un atstāt gaisā zaļganus kristāliņus.... Papildus oksidēšana, laižot caur šķīdumu skābekli un tad hloru.... Viss bezjēdzīgi! Gandrīz saindēju sevi un saindēju apkārtējos, bet praktiski vērā ņemamu rezultātu, manāmu “ferrum hlora trīs” ražu, tā arī nesaņēmu!

Lūdzu, ņemiet vērā, ka mums šeit ir darīšana ar indēm! Sālsskābe ir pelnu-hlora gāzes šķīdums ūdenī. Tas “gāzējas”, tas ir, no tā iztvaiko “pelnu hlors”. Šī gāze, savienojoties ar ūdeni uz elpošanas orgānu (deguna, mutes, trahejas un bronhu, plaušu) gļotādām, pārvēršas par to pašu sālsskābi! Hlors, ko man izdevās iegūt pietiekamā daudzumā, patiesībā ir specifiska inde. Ir vērts padomāt par to, ka veselība ir vērtīgāka! Šobrīd jebkurā liela pilsēta nav nekādu problēmu nopirkt dzelzs hlorīdu kaut kur radio tirgū un nav jāuztraucas par tā izgatavošanu. Kā izrādījās, rūpniecībā hlora (nevis hlorīda!) dzelzs tiek ražots pavisam savādāk - sadedzinot dzelzi hlora atmosfērā. Pats par sevi saprotams, ka šī metode mājās ir gandrīz neiespējama.

Pat ja jums ir gatavs dzelzs hlorīds, es ieteiktu būt uzmanīgiem - saindējiet to kaut kur zem gaisa caurvēja, uz balkona, kaut kur garāžā... Lai pasargātu ne tikai savu veselību, bet arī to jūsu tuvākajā mājsaimniecībā. Nemaz nerunājot par svinu, kas ir daļa no alvas-svina lodēšanas. Ļoti mazs tvaiku daudzums
svins, nonākot organismā, ar laiku izraisa hronisku saindēšanos, dažādas slimības, tai skaitā zobu bojāšanos... Ne velti aparātam ražošanā ir ļoti stingras instrukcijas izplūdes ventilācija. Bet mājās, ikdienā radio amatieri ļoti bieži to atstāj novārtā, bet velti. Patiesībā ar šo pārsvaru pilnīgi pietiek
Mazliet. Bet sekas nenāk uzreiz... Un arī hlorīdos ir maz labuma...

Tātad publikācijas autors (citējot kādu) raksta: "pēc kāda laika risinājums kļūs zaļš." Tas būs dzelzs hlorīds, nevis tas, kas jums vajadzētu iegūt. Un par to, ka “pēc kāda laika” vēl būs gatavs darbam.... Ak vai. Ja neticat, mēģiniet to pārbaudīt pats! Un tikai tad jūs varat uzrakstīt recepti, kad tā
personīgi pārbaudīts pēc pieredzes. Nav vērts rakstīt no citu cilvēku vārdiem.

Dzelzs(III) hlorīda šķīdumu var pagatavot laboratorijā vai mājās. Jums būs nepieciešami karstumizturīgi nemetāla trauki un tīri karsti vai destilēti trauki). Pēc izšķīdināšanas un nostādināšanas iegūst tumši brūnu šķidrumu. Ir vairākas dzelzs hlorīda šķīduma pagatavošanas funkcijas, par kurām jums vajadzētu uzzināt, pirms sākat strādāt ar to.

Dzelzs hlorīds

Izgatavots bezūdens dzelzs hlorīds ķīmiskā rūpniecība- FeCl 3 - tumši brūnas krāsas kristāli ar sarkanu, violetu, tumši zaļu nokrāsu. Molārā masa- 162,21 g/mol. Viela kūst 307,5 °C temperatūrā un sāk sadalīties 500 °C temperatūrā. Bezūdens sāls paraugu izšķīdina 100 g ūdens:

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

Bezūdens (III) - ļoti higroskopiska viela, ātri piesaista mitrumu no vidi. Gaisā tas mijiedarbojas ar ūdeni, pārvēršoties dzeltenos FeCl 3 + 6H 2 O heksahidrāta kristālos. Bezūdens dzelzs hlorīda masas daļa mazumtirdzniecības ķēdē iegādātajā vielā sasniedz 95%. Ir neliels dzelzs hlorīda FeCl 2 daudzums un nešķīstoši piemaisījumi. Tirdzniecības nosaukums: dzelzs hlorīds. Viela ir uguns un sprādziendroša, bet tās šķīdumam ir korozīva iedarbība uz metāla priekšmetiem.

Dzelzs (III) hlorīda heksahidrāts

Papildus bezūdens vielai rūpniecība ražo kristālhidrātu, kurā dzelzs hlorīda (III) masas daļa ir 60%. Viela ir dzeltenbrūna kristāliska masa vai tāda paša nokrāsa irdeni gabali. Svarīgi atšķirīgā iezīme divvērtīgie un trīsvērtīgie dzelzs joni - krāsa. Fe 2+ oksidācijas stāvoklim raksturīgs zaļgans nokrāsa, heksahidrāta kristāliskais dzelzs hlorīds ir zilgani zaļa viela. Fe 3+ jonu oksidācijas stāvoklī krāsa svārstās no dzeltenas līdz brūnai. Kvalitatīvai noteikšanai dzelzs hlorīda šķīdumu apstrādā ar šādiem reaģentiem:

NaOH (parādās brūnas Fe(OH) 3 nogulsnes);
K 4 (parādās zilas KFe nogulsnes);
KCNS, NaCNS (veidojas sarkanais dzelzs tiocianāts Fe(CNS) 3).

Kā atšķaidīt dzelzs hlorīdu

Dzelzs (III) hlorīds brūna vai sarkana šķīduma veidā ir atrodams veikalos, pagatavots laboratorijā vai mājās. Pēdējā gadījumā jums noteikti būs nepieciešami karstumizturīgi nemetāla trauki (stikls, plastmasa, keramika). Ūdeni sāls izšķīdināšanai var ņemt no krāna. Drošāks - vārīts vai destilēts. Ūdeni, kas uzkarsēta līdz 50-70 °C, ievieto traukā, un tad vielu ielej nelielās porcijās. Dzelzs hlorīda un ūdens proporcijas ir 1:3. Ja gatavo šķīdumu no kristāliskā hidrāta, tad ūdens būs nepieciešams mazāk, jo to satur kristāliskais hidrāts (40% no svara). Vielu šķīdumam pievieno pamazām, katra porcija ir aptuveni 5-10 g. Nav ieteicams liet visu paraugu uzreiz, jo notiek vardarbīga hidratācijas reakcija. Nevar izmantot metāla trauki(karotes, lāpstiņas). Sālim pilnībā jāizšķīst siltā ūdenī, kam kristāli labi jāsajauc ar šķidrumu. Procesu paātrina, pievienojot sālsskābi (1/10 no kristālu masas). Pēc vairāku stundu nostādināšanas apakšā var parādīties nogulsnes, jo paraugā ir dzelzs hidroksīds un reakcijas laikā veidojas dzelzs hidroksīds. Sagatavotais tumši brūns šķīdums jāfiltrē un jāuzglabā cieši noslēgtā traukā. plastmasas konteiners mērenā temperatūrā un bez tiešiem saules stariem.

Dzelzs hlorīda pielietojums rūpniecībā un komunālajos uzņēmumos. Mājsaimniecības lietošana

Dzelzs sāļus izmanto daudzās jomās. Trīsvērtīgo metālu hlorīdu izmanto ūdens, metālu apstrādei un krāsu nostiprināšanai. Vielu izmanto rūpnieciskajā organiskajā sintēzē (katalizators, oksidētājs). Fe 3+ jonu koagulējošās īpašības ir īpaši novērtētas komunālo un rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanā. Dzelzs hlorīda ietekmē nelielas nešķīstošās piemaisījumu daļiņas salīp kopā un izgulsnējas. Arī daži no šķīstošajiem piesārņotājiem ir saistīti, kurus noņem notekūdeņu attīrīšanas iekārtas. Metāla apdrukas plātņu kodināšanas procesos izmanto kristālhidrātu un bezūdens sāli FeCl 3. Lai stiprinātu betonu, betonam pievieno vielu.

Ķīmiskās parādības dēļu kodināšanas laikā. Drošības pasākumi

Populārs ķīmiskā viela iespiedshēmu plates kodināšanai - dzelzs hlorīds. Šķīdumu šiem nolūkiem sagatavo no 0,150 kg sāls un 0,200 litriem silta ūdens. Tas satur Fe 3+ un Cl - jonus, un hidrolīzes laikā veidojas brūns savienojums - dzelzs hidroksīds. Process notiek pēc šādas shēmas: FeCl 3 + 3HOH↔ Fe(OH) 3 + 3Cl - + 3H +. Šīs metodes trūkums ir tāds, ka plāksne ir piesārņota ar reakcijas blakusproduktiem, kas apgrūtina turpmāku kodināšanu. Sāls pati par sevi ir negaistoša viela, bet, mijiedarbojoties ar ūdeni, tā izdala kodīgus izgarojumus. Jāveic darbs pie svaigs gaiss vai labi vēdināmā telpā. Šķīduma saskare ar ādu un gļotādām izraisa kairinājumu un var izraisīt dermatītu. Jāizmanto individuālie aizsardzības līdzekļi (aizsargbrilles, cimdi). Ja nonākat saskarē ar kodīgu šķīdumu, nomazgājiet ādu liels skaitsūdens.

Kvalitatīvas reakcijas uz dzelzi (III)

Dzelzs joni (III ) šķīdumā var noteikt, izmantojot kvalitatīvas reakcijas. Apskatīsim dažus no tiem. Eksperimentam ņemsim dzelzs hlorīda šķīdumu ( III).

1. III) – reakcija ar sārmu.

Ja šķīdumā ir dzelzs joni ( III ), veidojas dzelzs hidroksīds ( III ) Fe(OH) 3 . Bāze nešķīst ūdenī un ir brūnā krāsā. (dzelzs hidroksīds ( II ) Fe(OH) 2 . – arī nešķīstošs, bet pelēkzaļā krāsā). Brūnas nogulsnes norāda uz dzelzs jonu klātbūtni sākotnējā šķīdumā ( III).

FeCl 3 + 3 NaOH = Fe(OH) 3 ↓+ 3 NaCl

2. Kvalitatīva reakcija uz dzelzs jonu ( III ) – reakcija ar dzelteno asins sāli.

Dzeltenais asins sāls ir kālija heksacianoferātsK 4 [ Fe( CN) 6]. (Lai noteiktu dzelzi (II) izmantojiet sarkano asins sāliK 3 [ Fe( CN) 6 ]). Dzelzs hlorīda šķīduma daļai pievienojiet dzeltenās asins sāls šķīdumu. Zilas Prūsijas zilas nogulsnes* norāda uz dzelzs dzelzs jonu klātbūtni sākotnējā šķīdumā.

3 UZ 4 +4 FeCl 3 = K Fe ) ↓ + 12 KCl

3. Kvalitatīva reakcija uz dzelzs jonu ( III ) – reakcija ar kālija tiocianātu.

Pirmkārt, mēs atšķaidām testa šķīdumu - pretējā gadījumā mēs neredzēsim gaidīto krāsu. Dzelzs jonu klātbūtnē (III) pievienojot kālija tiocianātu, veidojas sarkana viela. Tas ir dzelzs tiocianāts (III). Rodanīds no grieķu "rodeos" - sarkans.

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

Prūsijas zilo nejauši ieguva 18. gadsimta sākumā Berlīnē krāsošanas meistars Dīsbahs. Disbahs no kāda tirgotāja iegādājās neparastu potašu (kālija karbonātu): šī potaša šķīdums, pievienojot dzelzs sāļiem, izrādījās zils. Pārbaudot potašu, izrādījās, ka tas kalcinēts ar vērša asinīm. Krāsa izrādījās piemērota audumiem: spilgta, izturīga un lēta. Drīz vien kļuva zināma krāsu pagatavošanas recepte: potašs tika sakausēts ar izžuvušām dzīvnieku asinīm un dzelzs skaidām. Izskalojot šādu sakausējumu, tika iegūts dzeltens asins sāls. Prūsijas zilā krāsa tagad tiek izmantota tipogrāfijas tintes un toņu polimēru ražošanai. .

Aprīkojums: kolbas, pipete.

Drošības pasākumi . Ievērojiet noteikumus par apiešanos ar sārmiem un šķīdumiem heksacianoferāti. Izvairieties no heksacianoferāta šķīdumu saskares ar koncentrētām skābēm.

Eksperimenta iestatīšana - Jeļena Makhinenko, tekstu– Ph.D. Pāvels Bespalovs.