Cum se prepară o soluție apoasă de clorură ferică. Chimie - pregătire cuprinzătoare pentru evaluare externă independentă Clorura ferică 3 soluție de culoare

SECȚIUNEA II. CHIMIE ANORGANICĂ

8. Elemente metalice și compușii acestora. Metalele

8.5. Ferum

O serie de proprietăți pe care le are clorura ferică datorită compoziției sale chimice fac din această substanță indispensabilă în industrie. Deci, clorura ferică este folosită în electronica radio pentru a deteriora plăcile de circuite; participă în industria alimentară la procesul de fabricare a berii și coacerii produselor de panificație; face parte din reactivii care sunt utilizați la tipărirea fotografiilor; în industria textilă implicată în producția de țesături; cu ajutorul clorurii ferice purifică apa la scară industrială; Clorura ferică este un element important în industria metalurgică și chimică.

În plus, clorura ferică este necesară unei persoane pentru funcționarea normală a corpului. Ajută organismul să compenseze lipsa de fier asociată cu pierderea de sânge sau cu încălcarea absorbției fierului. Deoarece lipsa clorurii ferice poate afecta negativ funcționarea organismului, există multe medicamente în farmacologie care includ FeCl₃.

Cum să obțineți

Există mai multe moduri de a obține triclorura de fier. Deci, clorura de fier ca urmare a interacțiunii fierului monovalent cu clorul pur: 2Fe + 3Cl2 = FeCl₃.

În plus, clorura de fier poate fi obținută prin oxidarea clorurii feroase cu clor: 2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl₃.

Clorura de fier se obține și în procesul de oxidare a clorurii de fier (II) cu dioxid de sulf. În acest caz, are loc o reacție chimică mai complexă: 4FeCl2 + SO2 + 4HCl = 4FeCl3 + S + 2H2O.

Acasă, puteți efectua câteva experimente interesante, în timpul cărora va fi posibil să obțineți clorură ferică.

Experimentul 1

Experimentul 2

Experimentul 3

Este important de reținut că acidul clorhidric este foarte toxic și provoacă arsuri grave dacă intră în contact cu pielea. În plus, în timpul reacțiilor chimice, se eliberează vapori de fier, care pot provoca leziuni ale organelor respiratorii și vizuale. Mănușile de cauciuc, o mască de protecție și ochelarii de protecție vor ajuta la prevenirea acestor consecințe negative.

Atenţie! Eu însumi nu am încercat această metodă, doar am citit despre ea într-o carte!

Pentru fabricarea clorurii ferice, trebuie să luați fier rumeguș sau plăci subțiri și umpleți-le cu o soluție de acid clorhidric (HCl).

Rumegul este lăsat câteva zile într-un recipient deschis. După câteva zile, soluția va deveni verde.

După aceea, soluția rezultată este scursă și după un timp este gata de „lucrare”!

P.S. La 13 iulie 2007, am primit o scrisoare de la respectatul Vladimir Syrov, în care scria următoarele:

De zeci de ani, o poveste despre posibilitatea de a face clorură ferică acasă rătăcește în literatura de radio amatori. Aici și pe acest site există așa ceva (vezi mai sus).

Un autor necunoscut spune sincer „Eu însumi nu am încercat această metodă”. Dar, se pare, NIMENI dintre cei care au scris vreodată despre asta nu a încercat această metodă !!! Și servitorul tău ascultător a încercat-o în anii 90, iar rezultatele sunt de așa natură încât este mai bine să nu încerci nici măcar să o faci.

Fierul poate fi fie trivalent, fie divalent. Atunci când este combinat cu clorul, se obțin două formule - „ferrum clor doi” și „ferrum clor trei”. Primul este cristale verzi, al doilea este galben-maro. Doar clorura ferică este potrivită pentru gravarea plăcilor de circuite imprimate din cupru, „clorul de ferum doi” nu funcționează - a fost stabilit prin experiență. Sau cel puțin nu funcționează bine. Iar prin metoda artizanală descrisă (turnarea piliturii de fier cu acid clorhidric), conform unor legi ale chimiei, se obține tocmai „clorul de fer doi”. În unele publicații mai detaliate pe această temă, acest fapt pare să fie luat în considerare - ei scriu ceva de genul „dacă primești o culoare verzuie
soluție - lăsați-o să stea în aer liber, astfel încât să devină maro-gălbui." A fost verificat prin experiență - nu funcționează! A stat săptămâni și luni ... O parte nesemnificativă a fierului feros este oxidată la feric, dar nu mai mult.

Am incercat sa incalzesc solutia, sa o evapor, sa o usuc si sa las cristale verzui in aer.... Sa mai oxidez prin trecerea oxigenului mai intai prin solutie, iar apoi a clorului....Totul este inutil! Aproape că m-am otrăvit și nu i-am otrăvit pe cei din jur, dar nu am obținut niciodată un rezultat practic semnificativ, un randament vizibil de „ferrum clor trei”!

Vă rog să fiți atenți la faptul că aici avem de-a face cu otrăvuri! Acidul clorhidric este o soluție de cenușă-clor gazos în apă. Din el se evaporă „gazele”, adică „clorul de cenușă”. Acest gaz, combinat cu apa pe mucoasele organelor respiratorii (nas, gura, trahee si bronhii, plamani) - se transforma in acelasi acid clorhidric! Clorul, pe care am reușit să-l obțin în cantități suficiente, este în general o otravă specifică. Merită să ne gândim la faptul că sănătatea este mai scumpă! În prezent, în orice oraș mare nu este nicio problemă să cumperi clorură ferică de undeva pe piața radio și să nu suferi de fabricarea acesteia. După cum s-a dovedit, în industrie, clorul (nu clorura!) fierul este obținut într-un mod complet diferit - prin arderea fierului într-o atmosferă de clor. Este de la sine înțeles că această metodă este greu fezabilă acasă.

Chiar și în prezența clorurii ferice gata preparate, v-aș sfătui să aveți grijă - să otrăviți undeva sub curent de aer, pe un balcon, undeva într-un garaj .... Pentru a proteja sănătatea nu numai a dumneavoastră, ci și a dumneavoastră. cei ai familiei tale apropiate. Ca să nu mai vorbim de plumb, care face parte din lipirea staniu-plumb. Cantități foarte mici de vapori
plumbul, pătrunzând în organism, provoacă în cele din urmă otrăvire cronică, diverse boli, inclusiv carii dentare .... Nu degeaba există instrucțiuni foarte stricte pentru instalarea ventilației de evacuare la locul de muncă. Dar acasă, în viața de zi cu zi, radioamatorii neglijează foarte des acest lucru, dar în zadar. De fapt, acest avantaj este destul de suficient
Puțin. Numai că consecințele nu vin imediat... Și nici în cloruri sunt puține bune...

Așa că autorul publicației (citând pe cineva) scrie: „după un timp soluția va deveni verde”. Va fi clorură feroasă și nu ceea ce ar fi trebuit să se obțină. Și despre faptul că „după ceva timp” va fi încă gata de muncă... Vai. Daca nu ma crezi, incearca si tu! Și numai atunci poți să scrii o rețetă când aceasta
verificat personal prin experiență. Nu merită să scrii din cuvintele altora.

Clorura ferică (III) sub formă de soluție poate fi preparată în laborator sau acasă. Veți avea nevoie de ustensile nemetalice rezistente la căldură și curate fierbinți sau distilate). După dizolvare și decantare, se obține un lichid maro închis. Există o serie de caracteristici în prepararea unei soluții de clorură ferică despre care ar trebui să înveți înainte de a începe să lucrezi cu ea.

Clorură de fier

Clorura ferică anhidră, produsă de industria chimică - FeCl 3 - cristale maro închis cu nuanțe de roșu, violet, verde închis. Masa molara - 162,21 g / mol. Substanța se topește la o temperatură de 307,5 ​​° C, la 500 ° C începe să se descompună. O probă de sare anhidră se dizolvă în 100 g de apă:

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

Anhidru (III) - o substanță foarte higroscopică, atrage rapid umiditatea din mediu. În aer, interacționează cu apa, transformându-se în cristale galbene de hexahidrat de FeCl 3 + 6H 2 O. Fracția de masă a clorurii ferice anhidră dintr-o substanță achiziționată într-o rețea comercială ajunge la 95%. Există o cantitate mică de clorură ferică FeCl 2 și impurități insolubile. Denumirea comercială este clorură ferică. Substanța este rezistentă la foc și la explozie, dar soluția sa are un efect coroziv asupra obiectelor metalice.

Clorura de fier (III) hexahidrat

Pe lângă anhidru, industria produce hidrat cristalin, în care fracția de masă a clorurii ferice (III) este de 60%. Substanța este o masă cristalină galben-maro sau bucăți libere de aceeași nuanță. O caracteristică distinctivă importantă a ionilor feroși și ferici este culoarea. Starea de oxidare a Fe 2+ este caracterizată printr-o nuanță verzuie, hexahidratul hidratului de clorură de fier este o substanță verde-albăstruie. În starea de oxidare a ionilor Fe 3+ capătă o culoare de la galben la maro. Pentru o determinare calitativă, reactivii acționează asupra unei soluții de clorură ferică:

• NaOH (apare un precipitat maro de Fe (OH) 3);
• K 4 (apare un precipitat albastru de KFe);
• KCNS, NaCNS (se formează tiocianat de fier roșu Fe(CNS) 3).

Cum se diluează clorura ferică

Clorura de fier (III) sub formă de soluție maro sau roșie poate fi găsită în rețeaua comercială, preparată în laborator sau acasă. În acest din urmă caz, veți avea nevoie cu siguranță de vase nemetalice rezistente la căldură (sticlă, plastic, ceramică). Apa pentru dizolvarea sării poate fi luată de la robinet. Mai sigur - fiert sau distilat. Apa încălzită la 50-70 ° C este plasată într-un recipient, apoi substanța este turnată în porții mici. Proporțiile de clorură ferică și apă sunt 1:3. Dacă pregătiți o soluție din hidrat cristalin, atunci va fi necesară mai puțină apă, deoarece este conținută în hidratul cristalin (40% din greutate). Substanța se adaugă în soluție puțin câte puțin, fiecare porție este de aproximativ 5-10 g. Nu se recomandă turnarea imediată a întregii probe din cauza naturii rapide a reacției de hidratare. Nu folosiți ustensile metalice (linguri, spatule). Sarea trebuie dizolvată complet în apă caldă, pentru care cristalele trebuie amestecate bine cu lichidul. Procesul este accelerat prin adăugarea de acid clorhidric (1/10 din masa cristalelor). După decantarea timp de câteva ore, în partea de jos poate apărea un precipitat datorită prezenței în probă și formării hidroxidului de fier în timpul reacției. Soluția de culoare maro închis preparată trebuie filtrată și depozitată într-un recipient de plastic bine închis, la o temperatură moderată și ferit de lumina directă a soarelui.

Utilizarea clorurii ferice în industrie și utilități publice. uz casnic

Sărurile de fier își găsesc aplicații în multe domenii. Clorura metalică trivalentă este utilizată pentru tratarea apei, pentru fixarea metalelor și a vopselei. Substanța este utilizată în sinteza organică industrială (catalizator, oxidant). Proprietățile de coagulare ale ionului Fe 3+ sunt deosebit de apreciate în tratarea apelor uzate municipale și industriale. Sub acțiunea clorurii ferice, mici particule insolubile de impurități se lipesc și precipită. De asemenea, există o legare a unei părți a contaminanților solubili, care sunt îndepărtați la stația de epurare. Hidratul de cristal și sarea anhidră FeCl 3 sunt utilizate în gravarea plăcilor de imprimare metalice. Betonului se adaugă o substanță pentru a-i consolida rezistența.

Fenomene chimice în timpul gravării plăcilor. Masuri de securitate

O substanță chimică populară pentru gravarea cu PCB este clorura ferică. O soluție în aceste scopuri se prepară din 0,150 kg de sare și 0,200 l de apă caldă. Conține ioni Fe 3+, Cl -, iar la hidroliză se formează un compus brun - hidroxid feric. Procesul decurge conform schemei: FeCl 3 + 3HOH ↔ Fe (OH) 3 + 3Cl - + 3H +. Dezavantajul acestei metode este contaminarea plăcii cu produse secundare de reacție, care fac dificilă gravarea ulterioară. Sarea în sine este o substanță nevolatilă, dar în procesul de interacțiune cu apa eliberează vapori caustici. Lucrările trebuie efectuate în aer liber sau într-o încăpere bine ventilată. Contactul cu soluția pe piele și mucoase duce la iritații și poate provoca dermatită. Trebuie folosit echipament individual de protectie (ochelari de protectie, manusi). În cazul contactului cu o soluție caustică, spălați pielea cu multă apă.

Reacții calitative pentru fier (III)

Ioni de fier (III ) în soluție se poate determina cu ajutorul reacțiilor calitative. Să trecem prin câteva dintre ele. Luați pentru experiment o soluție de clorură de fier ( III).

1. III) - reacție cu alcalii.

Dacă soluția conține ioni de fier ( III ), se formează hidroxid de fier ( III ) Fe(OH)3. Baza este insolubilă în apă și de culoare maronie. (hidroxid de fier ( II ) Fe(OH)2. - de asemenea insolubile, dar de culoare gri-verde). Un precipitat maro indică prezența ionilor de fier în soluția inițială ( III).

FeCl 3 + 3 NaOH = Fe(OH) 3 ↓+ 3 NaCl

2. Reacția calitativă la ionul de fier ( III ) - reacție cu sare galbenă din sânge.

Sarea galbenă din sânge este hexacianoferrat de potasiuK 4 [ Fe( CN) 6]. (Pentru determinarea fierului (II) folosiți sare roșie din sângeK 3 [ Fe( CN) 6 ]). La o porție dintr-o soluție de clorură de fier, adăugați o soluție de sare galbenă din sânge. Precipitatul albastru de albastru prusac* indică prezența ionilor ferici în soluția inițială.

3 LA 4 +4 FeCl3 = K Fe ) ↓ + 12 KCl

3. Reacția calitativă la ionul de fier ( III ) - reacție cu tiocianat de potasiu.

În primul rând, diluăm soluția de testare - altfel nu vom vedea culoarea așteptată. În prezența unui ion de fier (III) când se adaugă tiocianat de potasiu, se formează o substanță roșie. Este tiocianat de fierIII). Rhodanide din grecescul „rodeos” - roșu.

FeCl 3 + 3 KSNC= Fe( SNC) 3 + 3 KCl

Albastrul prusac a fost obținut accidental la începutul secolului al XVIII-lea la Berlin de către vopsitorul Diesbach. Disbach a cumpărat un neobișnuit de potasiu (carbonat de potasiu) de la un comerciant: o soluție din acest potasiu a devenit albastră când s-au adăugat săruri de fier. La verificarea potasiului, s-a dovedit că a fost calcinat cu sânge de bovină. Vopseaua s-a dovedit a fi potrivită pentru țesături: strălucitoare, stabilă și ieftină. Curând a devenit cunoscută rețeta pentru obținerea vopselei: potasa a fost topită cu sânge de animal uscat și pilitură de fier. Prin levigarea unui astfel de aliaj s-a obținut sare galbenă de sânge. Acum albastrul prusac este folosit pentru a obține cerneală de imprimare și polimeri de nuanță. .

Echipament: baloane, pipetă.

Siguranță . Respectați regulile de manipulare a soluțiilor și soluțiilor alcaline hexacianoferrați. Evitați contactul soluțiilor de hexacianoferrați cu acizi concentrați.

Declarație de experiență – Elena Makhinenko, text– Ph.D. Pavel Bespalov.