Structură, utilizări, proprietăți ale clorurii feroase (FeCl2)

clorură de fier este un solid anorganic format prin unirea unui cation Fe^Două+ și doi anioni clorură Cl^-. Formula sa chimică este FeCl_Două. Tinde să absoarbă apa din mediu. Unul dintre hidrații săi este FeCl tetrahidrat_Două•4H_DouăSau care este un solid verzuie.

Trebuie remarcat faptul că este foarte solubil în apă și tinde să se oxideze ușor în prezența aerului, formând clorură ferică FeCl.₃. Deoarece este ușor oxidabil și, prin urmare, poate acționa ca un agent de reducere, este utilizat pe scară largă în laboratoarele de cercetare chimică și biologică..

Clorura feroasă are mai multe utilizări, dintre care cea mai importantă este aceea de a ajuta alți agenți în oxidarea nămolurilor provenite din tratarea apelor uzate sau a apelor uzate. Este, de asemenea, utilizat în procesul de acoperire cu fier al metalelor și are unele utilizări în industria farmaceutică..

S-a experimentat și utilizarea FeCl_Două în recuperarea metalelor valoroase din catalizatori epuizați găsiți în conductele de eșapament ale vehiculelor care funcționează pe benzină sau motorină.

Este folosit în industria textilă pentru a fixa culorile în unele tipuri de țesături.

Indice articol

• 1 Structură
• 2 Nomenclatură
• 3 Proprietăți
  • 3.1 Starea fizică
  • 3.2 Greutate moleculară
  • 3.3 Punctul de topire
  • 3.4 Punctul de fierbere
  • 3.5 Greutate specifică
  • 3.6 Solubilitate
  • 3.7 Alte proprietăți
• 4 Obținerea
• 5 utilizări
  • 5.1 În colorarea țesăturilor
  • 5.2 În tratarea apelor uzate
  • 5.3 În studiile chimice
  • 5.4 În studiile biochimice
• 6 Referințe

Structura

Clorura feroasă este alcătuită dintr-un ion feros Fe^Două+ și doi ioni clorură Cl^- unite de legături ionice.

Ion feros Fe^Două+ are următoarea structură electronică:

1s^Două, 2s^Două 2 P⁶, 3s^Două 3p⁶ 3d⁶, 4s⁰

unde se vede că a pierdut doi electroni din coaja 4s.

Această configurație nu este foarte stabilă și, din acest motiv, tinde să se oxideze, adică să piardă un alt electron, de data aceasta din stratul 3d, formând ionul Fe.³⁺.

La rândul său, ionul clorură Cl^- are următoarea structură electronică:

1s^Două, 2s^Două 2 P⁶, 3s^Două 3p⁶

unde puteți vedea că a dobândit un electron suplimentar în carcasa 3p, completându-l. Această configurație este foarte stabilă, deoarece toate straturile electronice sunt complete.

Nomenclatură

- Clorură feroasă

- Clorură de fier (II)

- Diclorură de fier

- Clorură de fier tetrahidrat: FeCl_Două•4H_DouăSAU

Proprietăți

Starea fizică

Cristale solide incolore până la verde pal.

Greutate moleculară

126,75 g / mol

Punct de topire

674 ºC

Punct de fierbere

1023 ºC

Greutate specifică

3,16 la 25 ºC / 4 ºC

Solubilitate

Foarte solubil în apă: 62,5 g / 100 ml la 20 ° C. Solubil în alcool, acetonă. Ușor solubil în benzen. Practic insolubil în eter.

Alte proprietăți

FeCl_Două anhidru este foarte higroscopic. Absoarbe ușor apa din mediu, formând o varietate de hidrați, în special tetrahidratul, în care pentru fiecare moleculă de FeCl_Două există 4 molecule de H_DouăSau atașat la aceasta (FeCl_Două•4H_DouăSAU).

În prezența aerului, acesta se oxidează încet la FeCl₃. Aceasta înseamnă că ionul Fe^Două+ ușor oxidată în ion Fe³⁺.

Dacă este încălzit în prezența aerului se formează rapid clorură ferică FeCl₃ și oxid feric Fe_DouăSAU₃.

FeCl_Două este coroziv pentru metale și țesături.

Obținerea

Se obține prin tratarea unui exces de fier metalic Fe cu o soluție apoasă de acid clorhidric HCI la temperaturi ridicate..

Credinţă⁰ + 2 HCI → FeCl_Două + 2 ore⁺

Cu toate acestea, datorită prezenței apei prin această metodă, se obține clorură de fier tetrahidrat FeCl._Două•4H_DouăSAU.

Pentru a-l obține anhidru (fără apă încorporată în cristale), unii cercetători au ales să efectueze reacția pulberii de fier cu HCI anhidru (fără apă) în solventul tetrahidrofuran (THF) la o temperatură de 5 ° C..

Compusul FeCl se obține în acest fel_Două•1,5THF, care atunci când este încălzit la 80-85 ° C sub vid sau în atmosferă de azot (pentru a evita prezența apei) produce FeCl_Două anhidru.

Aplicații

Clorura feroasă are diferite utilizări, în general pe baza capacității sale de reducere, adică poate fi ușor oxidată. Este folosit de exemplu în vopsele și acoperiri, deoarece ajută la fixarea lor la suprafață.

Fierul este un micronutrient esențial pentru sănătatea umană și a animalelor. Este implicat în sinteza proteinelor, în respirație și în multiplicarea celulelor.

De aici FeCl_Două este utilizat în preparatele farmaceutice. Ionul Fe^Două+ ca atare, este mai bine absorbit decât ionul Fe³⁺ în intestin.

Este utilizat pentru fabricarea FeCl₃. Este utilizat în metalurgie, în băile de acoperire cu fier, pentru a asigura un depozit mai ductil.

Iată alte utilizări recomandate.

În colorarea țesăturilor

FeCl_Două Se folosește ca fixant mordant sau colorant în unele tipuri de țesături. Mordantul reacționează chimic și se leagă simultan de colorant și țesătură, formând un compus insolubil pe acesta..

În acest fel, colorantul rămâne fixat pe țesătură și culoarea sa se intensifică..

În tratarea apelor uzate

FeCl_Două utilizat în stațiile de epurare sau de epurare a apelor uzate (canalizare).

În această aplicație, clorura de fier participă la oxidarea nămolului, printr-un proces numit oxidare Fenton. Această oxidare determină ruperea flocurilor de noroi și permite eliberarea apei care este puternic legată de aceasta..

Nămolul poate fi apoi uscat și eliminat într-un mod ecologic. Utilizarea clorurii feroase ajută la reducerea costurilor procesului.

De asemenea, s-a propus recent utilizarea acestuia pentru a reduce formarea de hidrogen sulfurat sau hidrogen sulfurat în aceste ape de canalizare..

În acest fel, coroziunea produsă de acest gaz și mirosurile neplăcute ar fi reduse..

În studiile chimice

Datorită proprietăților sale reducătoare (opusul oxidantului), FeCl_Două Este utilizat pe scară largă în diverse investigații din laboratoarele de chimie, fizică și inginerie.

Anumiți oameni de știință au folosit vapori de clorură de fier pentru a extrage metale valoroase precum platină, paladiu și rodiu din catalizatori epuizați în vehicule pe benzină sau diesel..

Acești catalizatori sunt utilizați pentru îndepărtarea gazelor nocive pentru om și mediu. Acestea sunt amplasate în conducta de evacuare a autoturismelor și camioanelor care funcționează pe benzină sau motorină.

După un anumit timp, convertorul catalitic al vehiculului se uzează și își pierde eficacitatea și trebuie înlocuit. Catalizatorul uzat este aruncat și se depun eforturi pentru recuperarea metalelor valoroase pe care le conține..

Potrivit cercetătorilor, aceste metale au format aliaje magnetice cu fierul din clorura de fier..

Aliajele ar putea fi extrase cu magneți și apoi metalele valoroase recuperate prin metode bine cunoscute..

În studiile biochimice

Pentru posesia cationului Fe^Două+, care este un micronutrient important la om și la unele animale, FeCl_Două utilizat în studii de biochimie și medicină.

Anumite studii au arătat că clorura de fier îmbunătățește eficacitatea fungicidă a plasmei de argon rece..

Plasma rece este o tehnologie utilizată pentru sterilizarea suprafețelor și instrumentelor medicale. Se bazează pe formarea radicalilor hidroxil OH · din umiditatea mediului. Acești radicali reacționează cu peretele celular al microorganismului și provoacă moartea acestuia.

În această investigație, FeCl_Două a îmbunătățit efectul plasmei reci și a accelerat eliminarea unei ciuperci rezistente la alte metode de dezinfecție.

Unii oameni de știință au descoperit că utilizarea FeCl_Două permite creșterea randamentului în reacții pentru a obține glucoză pornind de la baga de trestie de zahăr.

În acest caz, fiind Fe^Două+ un microelement esențial pentru sănătatea umană, prezența sa în urme în produs nu ar afecta oamenii.

Referințe

1. Fukuda, S. și colab. (2019). Clorura feroasă și sulfatul feros îmbunătățesc eficacitatea fungicidă a plasmei argonului atmosferic rece la Aureobasidium pullulans melanizat. J Biosci Bioeng, 2019, 128 (1): 28-32. Recuperat de la ncbi.clm.nih.gov.
2. Ismal, O.E. și Yildirim, L. (2019). Mordanți și biomordanți ai metalelor. În Impactul și perspectivele chimiei verzi pentru tehnologia textilă. Capitolul 3, pp. 57-82. Recuperat de la sciencedirect.com.
3. Zhang, W. și colab. (2019). Co-cataliză a clorurii de magneziu și a clorurii feroase pentru xilo-oligozaharide și producția de glucoză din baga de trestie de zahăr. Bioresour Technol 2019, 291: 121839. Recuperat de la ncbi.nlm.nih.gov.
4. Zhou, X. și colab. (2015). Rolul fierului indigen în îmbunătățirea deshidrabilității nămolului prin peroxidare. Rapoarte științifice 5: 7516. Recuperat de la ncbi.nlm.nih.gov.
5. Rathnayake, D. și colab. (2019). Controlul sulfurii de hidrogen în canalizare prin catalizarea reacției cu oxigenul. Știința mediului total 689 (2019) 1192-1200. Recuperat de la ncbi.nlm.nih.gov.
6. Taninouchi, Y. și Okabe, T.H. (2018). Recuperarea metalelor din grupul de platină din catalizatori consumați folosind tratamentul cu vapori de clorură de fier. Metall și Materi Trans B (2018) 49: 1781. Recuperat de pe link.springer.com.
7. S.U.A. Biblioteca Națională de Medicină. (2019). Clorură feroasă. Recuperat de la: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. Aresta, M. și colab. (1977). Fier (0) Oxidarea cu clorură de hidrogen în tetrahidrofuran: o modalitate simplă de clorură de fier anhidru (II). Chimie anorganică, vol. 16, nr. 7, 1977. Recuperat de la pubs.acs.org.
9. Cotton, F. Albert și Wilkinson, Geoffrey. (1980). Chimie anorganică avansată. A patra editie. John Wiley & Sons.