Hoe een waterige oplossing van ijzerchloride te bereiden. Chemie - uitgebreide voorbereiding voor externe onafhankelijke beoordeling IJzerchloride 3 oplossing kleur

AFDELING II. ANORGANISCHE SCHEIKUNDE

8. Metalen elementen en hun verbindingen. metalen

8.5. Ferum

8.5.2. IJzerverbindingen ( III)

Ferum(III)oxide Fe 2 O 3 - de meest stabiele natuurlijke ijzerspore, bruin poeder, heeft atomaire kristalroosters, lost niet op in water. Ferum (III) oxide vertoont zwakke amfotere eigenschappen (met een overwicht van basische) - het reageert gemakkelijk met zuren:

Toont zwakke zure eigenschappen van de legering met alkaliën en carbonaten van alkalimetaalelementen:

Natriumferriet gevormd in een waterige oplossing wordt volledig afgebroken door water (hydrolyseert):

Reductiemiddelen reduceren ijzer(III)oxide tot ijzer:

Ferrum(III)oxideproductie Ferrum(III)oxide wordt verkregen door thermische ontleding van ferum(III)hydroxide of ferrum(III)nitraat:

Het wordt ook verkregen tijdens het roosteren van pyriet. FeS2 :

Ferrum (III) hydroxide Fe (OH) 3 1 - een in water onoplosbare bruine stof met zwakke amfotere eigenschappen (met overwegend basische eigenschappen):

Reacties met geconcentreerde alkalische oplossingen vinden alleen plaats bij langdurige verhitting. Dit vormt een stabiel hydroxocomplex K3 [Fe(OH)6]:

Extractie van ferrum(III)hydroxide

Ferrum (III) hydroxide wordt verkregen uit in water oplosbare zouten van ijzer (III) wanneer ze een interactie aangaan met alkaliën:

IJzer(III)zouten gevormd door sterke zuren zijn zeer goed oplosbaar in water en kunnen kristallijne hydraten vormen: Fe (N O 3) 3 9H 2 O, Fe 2 (S O 4) 3 9H 2 O, FeCl 3 6H 2 O. Fe 3+ zouten hydrolyseren bij het kation:

IJzer(III)-verbindingen vertonen oxiderende eigenschappen en daarom bij interactie met reductiemiddelen Fe 3+ verandert in Fe 2+:

Kwalitatieve reacties op een ion Fe3+ :

1. Reagens - kaliumhexacyanoferaat (II) (geel bloedzout). Er ontstaat een donkerblauw neerslag - Pruisisch blauw:

2. Reagens - kalium (of ammonium) thiocyanaat. Ferrum (III) thiocyanaat van bloedrode kleur wordt gevormd:

Gebruik van ijzer en ijzerverbindingen

Ferrometallurgie (de productie van ijzer en zijn legeringen) is goed voor 90% van de metallurgie in de wereld. Ferrometallurgie is de basis voor de ontwikkeling van veel industrieën: machinebouw neemt een derde van ferrometaal, constructie (als constructiemateriaal, voor de vervaardiging van gewapend beton) - een kwart; een belangrijk deel wordt ook gebruikt in het transport.

Legeringen op ijzerbasis (ferromagnetisch) worden in de elektrotechniek gebruikt bij de productie van transformatoren en elektromotoren.

Ferum(II)oxide FeO is een van de componenten van keramiek, pigment voor verven en hittebestendig email.

Ferum(III)oxide Fe 2 O 3 oker wordt gebruikt als minerale verf.

Magnetiet Fe 3 O 4 gebruikt bij de vervaardiging van harde schijven en ultrafijn poeder - als toner in zwart-wit laserprinters.

Ferro vitriool (ijzer(II)sulfaat heptahydraat) FeS В 4 7H 2 O wordt gebruikt om plantenplagen te bestrijden, bij de productie van minerale verven en in de bouw.

Ferrum(III)chloride wordt gebruikt voor waterzuivering, als beitsmiddel voor het verven van stoffen, in radiotechniek voor het etsen van printplaten en in organische synthese als katalysator.

Waterige oplossingen van FeCl 2 , FeCl 3 , FeS B 4 worden gebruikt als coagulanten om water voor industriële installaties te zuiveren.

Ferrum (III) nitraat nonahydraat Fe (N O 3 ) 3 9H 2 V wordt gebruikt als beitsmiddel bij het verven van stoffen.

1 Zoals in het geval van Fe 3 O 4 , stoffen met de formule Fe(OH .) ) 3 bestaat niet. Wanneer je het probeert te krijgen, genereert het Fe 2 O 3 n H 2 O of FeO (OH ) - ferrum(III)-metahydroxide.

IJzerchloride (FeCl₃, ferrichloride, ijzertrichloride) is een ferrizout en. Het is een zachte substantie met een roodbruine, groenachtige of paarse tint met een karakteristieke metaalachtige glans. Bij blootstelling aan lucht krijgt ijzerchloride een tint en wordt het qua kleur en consistentie vergelijkbaar met nat.

Een aantal eigenschappen die ijzerchloride heeft door zijn chemische samenstelling maken deze stof onmisbaar in de industrie. Dus ijzerchloride wordt gebruikt in radio-elektronica om printplaten te beschadigen; neemt deel aan de voedingsindustrie bij het brouwen en bakken van bakkerijproducten; maakt deel uit van de reagentia die worden gebruikt bij het afdrukken van foto's; in de textielindustrie die betrokken is bij de productie van stoffen; met behulp van ijzerchloride zuiveren ze water op industriële schaal; IJzerchloride is een belangrijk element in de metallurgische en chemische industrie.

Bovendien is ijzerchloride noodzakelijk voor een persoon voor de normale werking van het lichaam. Het helpt het lichaam het gebrek aan ijzer dat gepaard gaat met bloedverlies of in strijd met de opname van ijzer goed te maken. Omdat het ontbreken van ijzerchloride de werking van het lichaam nadelig kan beïnvloeden, zijn er veel geneesmiddelen in de farmacologie die FeCl₃ bevatten.

Hoe krijg je

Er zijn verschillende manieren om ijzertrichloride te verkrijgen. Dus ijzerchloride als gevolg van de interactie van eenwaardig ijzer met zuiver chloor: 2Fe + 3Cl2 = FeCl₃.

Daarnaast kan ijzerchloride worden verkregen door ferrochloride te oxideren met chloor: 2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl₃.

IJzerchloride wordt ook verkregen in het proces van oxidatie van ijzer (II) chloride met zwaveldioxide. In dit geval vindt een complexere chemische reactie plaats: 4FeCl2 + SO2 + 4HCl = 4FeCl3 + S + 2H2O.

Thuis kunt u enkele interessante experimenten uitvoeren, waarbij het mogelijk zal zijn om ijzerchloride te verkrijgen.

Experiment 1

Je hebt zwaar verroeste ijzerkrullen nodig (gewone roest van een oude pijp is voldoende) en een oplossing van zoutzuur in verhoudingen van 1: 3. IJzer moet in een glazen bak worden gedaan en met zoutzuur worden gevuld. Omdat de chemische reactie in dit geval vrij langzaam verloopt, moet u enkele dagen wachten. Wanneer het reagens een karakteristieke geelbruine tint krijgt, wordt de vloeistof uit de container afgevoerd en wordt het resulterende neerslag gefilterd.

Experiment 2

Meng in een glazen container in verhoudingen 2:2:6 een 30% oplossing van waterstofperoxide, zoutzuur en water. Als gevolg van een chemische reactie wordt een oplossing van ijzerchloride gevormd.

Experiment 3

IJzerchloride kan ook worden verkregen door de reactie van zoutzuur en ijzeroxide Fe2O3. Hiervoor wordt zoutzuur in een glazen container geplaatst. Voorzichtig wordt er in kleine porties ijzeroxide (ijzerminium) aan toegevoegd.

Het is belangrijk om te onthouden dat zoutzuur zeer giftig is en ernstige brandwonden veroorzaakt als het in contact komt met de huid. Bovendien komen bij chemische reacties ijzerdampen vrij, die schade aan de ademhalings- en gezichtsorganen kunnen veroorzaken. Rubberen handschoenen, een beschermend masker en een veiligheidsbril helpen deze negatieve gevolgen te voorkomen.

Aandacht! Zelf heb ik die methode niet geprobeerd, ik heb er net over gelezen in een of ander boek!

Voor de vervaardiging van ijzerchloride, moet u nemen: ijzer zaagsel of dunne platen en vul ze met een oplossing van zoutzuur (HCl).

Zaagsel wordt enkele dagen in een open container bewaard. Na een paar dagen wordt de oplossing groen.

Daarna wordt de resulterende oplossing afgetapt en na een tijdje is deze klaar voor "werk"!

PS Op 13 juli 2007 ontvingen we een brief van de gerespecteerde Vladimir Syrov, waarin hij het volgende schreef:

Al tientallen jaren dwaalt er een verhaal rond over de mogelijkheid om ijzerchloride thuis te maken in de literatuur van amateurradio's. Hier en op deze site is er zo'n (zie hierboven).

Een onbekende auteur zegt eerlijk: "Ik heb deze methode zelf niet geprobeerd." Maar blijkbaar heeft GEEN van degenen die er ooit over hebben geschreven deze methode geprobeerd !!! En je gehoorzame dienaar probeerde het in de jaren 90, en de resultaten zijn zodanig dat het beter is om het niet eens te proberen.

IJzer kan driewaardig of tweewaardig zijn. In combinatie met chloor worden twee formules verkregen: "ferrumchloor twee" en "ferrumchloor drie". De eerste is groene kristallen, de tweede is geelbruin. Alleen ijzerchloride is geschikt voor het etsen van koperen printplaten, "ferrumchloor twee" werkt niet - dit is door ervaring vastgesteld. Of in ieder geval niet goed werkt. En met de beschreven ambachtelijke methode (ijzervijlsel gieten met zoutzuur), wordt volgens sommige scheikundige wetten precies "ferrumchloor twee" verkregen. In sommige meer gedetailleerde publicaties over dit onderwerp lijkt met dit feit rekening te worden gehouden - ze schrijven zoiets als "als je een groenachtige
oplossing - laat het in de open lucht staan zodat het geelachtig bruin wordt. "Het is door ervaring geverifieerd - het werkt niet! Het stond weken en maanden ... Een onbeduidend deel van ferro-ijzer wordt geoxideerd tot ferri, Maar niet meer.

Ik heb geprobeerd de oplossing te verwarmen, te verdampen, te drogen en groenachtige kristallen in de lucht achter te laten .... Om verder te oxideren door eerst zuurstof door de oplossing te leiden, en dan chloor .... Alles is nutteloos! Ik werd zelf bijna vergiftigd en vergiftigde de mensen om me heen niet, maar ik kreeg nooit een praktisch significant resultaat, een merkbare opbrengst van "ferrumchloor drie"!

Let er a.u.b. op dat we hier met vergiften te maken hebben! Zoutzuur is een oplossing van as-chloorgas in water. Het "gassen", dat wil zeggen, "as-chloor" verdampt eruit. Dit gas, gecombineerd met water op de slijmvliezen van de ademhalingsorganen (neus, mond, luchtpijp en bronchiën, longen) - verandert in hetzelfde zoutzuur! Chloor, dat ik in voldoende hoeveelheden heb weten binnen te krijgen, is over het algemeen een specifiek gif. Het is de moeite waard om na te denken over het feit dat gezondheid duurder is! Op dit moment is het in elke grote stad geen probleem om ijzerchloride ergens op de radiomarkt te kopen en geen last te hebben van de productie ervan. Het bleek dat in de industrie chloor (geen chloride!) ijzer op een heel andere manier wordt verkregen - door ijzer te verbranden in een atmosfeer van chloor. Het spreekt voor zich dat deze methode thuis nauwelijks haalbaar is.

Zelfs in de aanwezigheid van kant-en-klaar ijzerchloride, raad ik je aan voorzichtig te zijn - ergens onder tocht, op een balkon, ergens in een garage te vergiftigen .... Om de gezondheid van niet alleen die van jezelf te beschermen, maar ook die van uw directe familie. Om nog maar te zwijgen van lood, dat deel uitmaakt van het tin-loodsoldeer. Zeer kleine hoeveelheden damp
lood, in het lichaam terechtkomen, veroorzaakt chronische vergiftiging, verschillende ziekten, waaronder tandbederf .... Het is niet voor niets dat er zeer strikte instructies zijn voor de installatie van afzuigventilatie in de productie. Maar thuis, in het dagelijks leven, negeren radioamateurs dit heel vaak, maar tevergeefs. In feite is deze voorsprong voldoende
een beetje. Alleen komen de gevolgen niet meteen... En ook in chloriden zit weinig goeds...

Dus de auteur van de publicatie (iemand citerend) schrijft: "na een tijdje wordt de oplossing groen." Het zal ferrochloride zijn, en niet wat verkregen had moeten worden. En over het feit dat het "na een tijdje" nog steeds klaar is om te werken .... Helaas. Als je me niet gelooft, probeer het dan zelf! En alleen dan kun je een recept schrijven als het
persoonlijk geverifieerd door ervaring. Het is niet de moeite waard om vanuit andermans woorden te schrijven.

IJzerchloride (III) in de vorm van een oplossing kan in het laboratorium of thuis worden bereid. U hebt hittebestendig, niet-metalen keukengerei nodig en schoon heet of gedistilleerd). Na oplossen en bezinken wordt een donkerbruine vloeistof verkregen. Er zijn een aantal kenmerken bij de bereiding van een ijzerchloride-oplossing die u moet leren voordat u ermee aan de slag gaat.

IJzerchloride

Watervrij ijzerchloride, geproduceerd door de chemische industrie - FeCl 3 - kristallen van donkerbruine kleur met tinten rood, paars, donkergroen. Molaire massa - 162,21 g / mol. De stof smelt bij een temperatuur van 307,5 ° C, bij 500 ° C begint het te ontleden. Een monster watervrij zout lost op in 100 g water:

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

Watervrij (III) - een zeer hygroscopische stof, trekt snel vocht uit de omgeving aan. In de lucht interageert het met water en verandert het in gele kristallen van FeCl 3 + 6H 2 O-hexahydraat. De massafractie van watervrij ijzerchloride in een stof die in een commercieel netwerk is gekocht, bereikt 95%. Er is een kleine hoeveelheid ijzerchloride FeCl2 en onoplosbare onzuiverheden. De handelsnaam is IJzerchloride. De stof is brand- en explosieveilig, maar de oplossing ervan heeft een bijtend effect op metalen voorwerpen.

IJzer(III)chloride-hexahydraat

Naast watervrij produceert de industrie kristallijn hydraat, waarin de massafractie van ferrichloride (III) 60% is. De stof is een geelbruine kristallijne massa of losse stukjes van dezelfde tint. Een belangrijk onderscheidend kenmerk van ferro- en ferri-ionen is kleur. De oxidatietoestand van Fe 2+ wordt gekenmerkt door een groenachtige tint, het hexahydraat van ijzerchloridehydraat is een blauwgroene stof. In de oxidatietoestand krijgen Fe 3+ ionen een kleur van geel naar bruin. Voor een kwalitatieve bepaling werken reagentia op een oplossing van ijzerchloride:

NaOH (er verschijnt een bruin precipitaat van Fe (OH) 3);
K4 (er verschijnt een blauwe neerslag van KFe);
KCNS, NaCNS (rood ijzerthiocyanaat Fe(CNS) 3 wordt gevormd).

Hoe ijzerchloride te verdunnen?

IJzer (III) chloride in de vorm van een bruine of rode oplossing is te vinden in het commerciële netwerk, bereid in het laboratorium of thuis. In het laatste geval heb je zeker hittebestendige niet-metalen schalen nodig (glas, plastic, keramiek). Water voor het oplossen van zout kan uit de kraan worden gehaald. Veiliger - gekookt of gedistilleerd. Water verwarmd tot 50-70 ° C wordt in een container geplaatst en vervolgens wordt de substantie in kleine porties gegoten. De verhoudingen van ijzerchloride en water zijn 1:3. Als je een oplossing bereidt uit kristallijn hydraat, dan heb je minder water nodig, omdat het in kristallijn hydraat zit (40 gew.%). De stof wordt beetje bij beetje aan de oplossing toegevoegd, elke portie is ongeveer 5-10 g. Het wordt niet aanbevolen om het hele monster onmiddellijk te gieten vanwege de snelle aard van de hydratatiereactie. Gebruik geen metalen keukengerei (lepels, spatels). Zout moet volledig worden opgelost in warm water, waarbij de kristallen goed moeten worden gemengd met de vloeistof. Het proces wordt versneld door de toevoeging van zoutzuur (1/10 van de massa van de kristallen). Na enkele uren bezinken kan op de bodem een neerslag ontstaan door de aanwezigheid in het monster en de vorming van ijzerhydroxide tijdens de reactie. De donkerbruine bereide oplossing moet worden gefilterd en bewaard in een goed gesloten plastic container bij een matige temperatuur en niet in direct zonlicht.

Het gebruik van ijzerchloride in de industrie en openbare nutsbedrijven. huishoudelijk gebruik

IJzerzouten vinden toepassingen in vele gebieden. Driewaardig metaalchloride wordt gebruikt voor waterbehandeling, metalen en verffixatie. De stof wordt gebruikt in industriële organische synthese (katalysator, oxidatiemiddel). De coagulerende eigenschappen van het Fe 3+-ion worden vooral gewaardeerd bij de behandeling van gemeentelijk en industrieel afvalwater. Onder invloed van ijzerchloride plakken kleine onoplosbare deeltjes van onzuiverheden aan elkaar en slaan neer. Ook is er een binding van een deel van de oplosbare verontreinigingen, die op de zuiveringsinstallatie worden verwijderd. Kristalhydraat en watervrij zout FeCl3 worden gebruikt bij het etsen van metalen drukplaten. Aan beton wordt een stof toegevoegd om de sterkte te versterken.

Chemische verschijnselen tijdens het etsen van platen. Veiligheids maatregelen

Een populaire chemische stof voor het etsen van PCB's is ijzerchloride. Een oplossing voor deze doeleinden wordt bereid uit 0,150 kg zout en 0,200 l warm water. Het bevat Fe 3+, Cl - ionen en bij hydrolyse wordt een bruine verbinding gevormd - ijzerhydroxide. Het proces verloopt volgens het schema: FeCl 3 + 3HOH ↔ Fe (OH) 3 + 3Cl - + 3H +. Het nadeel van deze methode is de vervuiling van de plaat met bijproducten van de reactie, wat het verder etsen bemoeilijkt. Zout zelf is een niet-vluchtige stof, maar in het proces van interactie met water komen bijtende dampen vrij. Werkzaamheden dienen buiten of in een goed geventileerde ruimte te worden uitgevoerd. Contact met de oplossing op de huid en slijmvliezen leidt tot irritatie en kan dermatitis veroorzaken. Persoonlijke beschermingsmiddelen (bril, handschoenen) moeten worden gebruikt. In geval van contact met een bijtende oplossing, de huid met veel water wassen.

Kwalitatieve reacties voor ijzer (III)

Ionen van ijzer (III ) in oplossing kan worden bepaald met behulp van kwalitatieve reacties. Laten we er een paar doornemen. Neem voor het experiment een oplossing van ijzerchloride ( III).

1. III) - reactie met alkali.

Als de oplossing ijzerionen bevat ( III ), wordt ijzerhydroxide gevormd ( III ) Fe(OH)3. De basis is onoplosbaar in water en bruin van kleur. (ijzerhydroxide ( II ) Fe(OH)2. - ook onoplosbaar, maar grijsgroen van kleur). Een bruin neerslag duidt op de aanwezigheid van ijzerionen in de initiële oplossing ( III).

FeCl 3 + 3 NaOH = Fe(OH) 3 ↓+ 3 NaCl

2. Kwalitatieve reactie op ijzerion ( III ) - reactie met geel bloedzout.

Het gele bloedzout is hexacyanoferraatkaliumK 4 [ Fe( CN) 6]. (Voor de bepaling van ijzer (II) gebruik rood bloedzoutK 3 [ Fe( CN) 6 ]). Voeg aan een deel van een oplossing van ijzerchloride een oplossing van geel bloedzout toe. Het blauwe neerslag van Pruisisch blauw* duidt op de aanwezigheid van ferri-ionen in de oorspronkelijke oplossing.

3 NAAR 4 +4 FeCl3 = K Fe ) ↓ + 12 KCl

3. Kwalitatieve reactie op ijzerion ( III ) - reactie met kaliumthiocyanaat.

Eerst verdunnen we de testoplossing - anders zien we de verwachte kleur niet. In aanwezigheid van een ijzerion (III) wanneer kaliumthiocyanaat wordt toegevoegd, wordt een rode stof gevormd. Het is ijzerthiocyanaatIII). Rhodanide van het Griekse "rodeos" - rood.

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

Pruisisch blauw werd aan het begin van de 18e eeuw bij toeval in Berlijn verkregen door de kleurstofmaker Diesbach. Disbach kocht een ongebruikelijke potas (kaliumcarbonaat) van een handelaar: een oplossing van deze potas werd blauw als ijzerzouten werden toegevoegd. Bij controle van de potas bleek deze gebrand te zijn met runderbloed. De kleurstof bleek geschikt voor stoffen: helder, stabiel en goedkoop. Al snel werd het recept voor het verkrijgen van verf bekend: potas werd versmolten met gedroogd dierlijk bloed en ijzervijlsel. Door een dergelijke legering uit te logen werd geel bloedzout verkregen. Nu wordt Pruisisch blauw gebruikt om drukinkt en tintpolymeren te verkrijgen. .

Apparatuur: kolven, pipet.

Veiligheid . Houd u aan de regels voor het omgaan met alkalische oplossingen en oplossingen hexacyanoferraten. Vermijd contact van oplossingen van hexacyanoferraten met geconcentreerde zuren.

Ervaringsverklaring – Elena Makhinenko, tekst– Ph.D. Pavel Bespalov.