Ferrochlorid (FeCl2) struktur, anvendelser, egenskaber

Det jernchlorid er et uorganisk fast stof dannet ved foreningen af ​​en Fe-kation^to+ og to chloranioner Cl^-. Dens kemiske formel er FeCl_to. Det har en tendens til at absorbere vand fra miljøet. Et af dets hydrater er FeCl tetrahydrat_to•4H_toEller som er et grønligt fast stof.

Det skal bemærkes, at det er meget opløseligt i vand og har en tendens til let at oxideres i nærvær af luft og danner jernchlorid FeCl.₃. Fordi det let oxideres og derfor kan fungere som et reduktionsmiddel, bruges det i vid udstrækning i kemiske og biologiske forskningslaboratorier..

Jernklorid har flere anvendelser, hvoraf det vigtigste er at hjælpe andre stoffer i oxidationen af ​​slam fra spildevand eller spildevandsrensning. Det bruges også i jernbelægningsprocessen af ​​metaller og har nogle anvendelser i den farmaceutiske industri..

Brugen af ​​FeCl er også blevet eksperimenteret_to i genvinding af værdifulde metaller fra brugte katalysatorer, der findes i udstødningsrørene i køretøjer, der kører på benzin eller diesel.

Det bruges i tekstilindustrien til at fastgøre farverne i nogle stoftyper.

Artikelindeks

• 1 Struktur
• 2 Nomenklatur
• 3 egenskaber
  • 3.1 Fysisk tilstand
  • 3.2 Molekylvægt
  • 3.3 Smeltepunkt
  • 3.4 Kogepunkt
  • 3.5 Specifik vægt
  • 3.6 Opløselighed
  • 3.7 Andre egenskaber
• 4 Opnåelse
• 5 anvendelser
  • 5.1 Ved farvning af stoffer
  • 5.2 I spildevandsrensning
  • 5.3 I kemiske studier
  • 5.4 I biokemiske studier
• 6 Referencer

Struktur

Jernchlorid består af en jernholdig ion Fe^to+ og to chlorioner Cl^- forbundet med ioniske bindinger.

Ferro-ion Fe^to+ har følgende elektroniske struktur:

1s^to, 2s^to 2 s⁶, 3s^to 3p⁶ 3d⁶, 4s⁰

hvor det kan ses, at han mistede to elektroner fra 4s skallen.

Denne konfiguration er ikke særlig stabil, og af denne grund har den en tendens til at oxidere, det vil sige at miste en anden elektron, denne gang fra det 3d lag, der danner Fe ion.³⁺.

For sin del er chloridionen Cl^- har følgende elektroniske struktur:

1s^to, 2s^to 2 s⁶, 3s^to 3p⁶

hvor du kan se, at den erhvervede en ekstra elektron i 3p-skalen og fuldførte den. Denne konfiguration er meget stabil, fordi alle de elektroniske lag er komplette.

Nomenklatur

- Jernklorid

- Jern (II) chlorid

- Jerndichlorid

- Jernchlorid tetrahydrat: FeCl_to•4H_toELLER

Ejendomme

Fysisk tilstand

Farveløs til lysegrøn fast, krystaller.

Molekylær vægt

126,75 g / mol

Smeltepunkt

674 ºC

Kogepunkt

1023 ºC

Specifik vægt

3.16 ved 25 ºC / 4 ºC

Opløselighed

Meget opløselig i vand: 62,5 g / 100 ml ved 20 ºC. Opløselig i alkohol, acetone. Let opløselig i benzen. Næsten uopløselig i ether.

Andre egenskaber

FeCl_to vandfri er meget hygroskopisk. Det absorberer let vand fra miljøet og danner en række hydrater, især tetrahydratet, hvori for hvert FeCl-molekyle_to der er 4 molekyler af H_toEller knyttet til dette (FeCl_to•4H_toELLER).

I nærvær af luft oxiderer den langsomt til FeCl₃. Dette betyder, at Fe ion^to+ let oxideret til Fe ion³⁺.

Hvis det opvarmes i nærværelse af luft, dannes der hurtigt jernchlorid FeCl₃ og jernoxid Fe_toELLER₃.

FeCl_to det er ætsende for metaller og stoffer.

Opnåelse

Det opnås ved behandling af et overskud af jernmetal Fe med en vandig opløsning af saltsyre-HCl ved høje temperaturer..

Tro⁰ + 2 HCI → FeCl_to + 2 timer⁺

På grund af tilstedeværelsen af ​​vand ved denne fremgangsmåde opnås imidlertid jernchloridtetrahydrat FeCl._to•4H_toELLER.

For at opnå det vandfrit (uden vand inkorporeret i krystallerne) har nogle forskere valgt at udføre reaktionen af ​​jernpulver med vandfri HCI (uden vand) i opløsningsmidlet tetrahydrofuran (THF) ved en temperatur på 5 ºC..

Forbindelsen FeCl opnås på denne måde_to•1,5 THF, som ved opvarmning til 80-85 ºC under vakuum eller i en nitrogenatmosfære (for at undgå tilstedeværelse af vand) producerer FeCl_to vandfri.

Ansøgninger

Jernklorid har forskellige anvendelser, generelt baseret på dets reducerende kapacitet, dvs. det kan let oxideres. Det bruges for eksempel i maling og belægning, da det hjælper med at fastgøre dem til overfladen.

Jern er et vigtigt mikronæringsstof for menneskers og visse dyrs sundhed. Det er involveret i syntesen af ​​proteiner, i respiration og i multiplikation af celler.

Derfor FeCl_to det bruges i farmaceutiske præparater. Fe ion^to+ som sådan absorberes det bedre end Fe ion³⁺ i tarmen.

Det bruges til fremstilling af FeCl₃. Det bruges i metallurgi, i jernbelægningsbade for at give en mere duktil aflejring.

Her er andre anvendte anvendelser.

I farvning af stoffer

FeCl_to Det bruges som et mordant eller farvestof fixativ i nogle typer stof. Mordanten reagerer kemisk og binder sig samtidigt til farvestoffet og stoffet og danner en uopløselig forbindelse på det..

På denne måde forbliver farvestoffet fast på stoffet, og dets farve intensiveres..

I spildevandsrensning

FeCl_to anvendes i kloak- eller spildevandsrensningsanlæg (spildevand).

I denne ansøgning deltager jernchlorid i oxidationen af ​​slammet gennem en proces kaldet Fenton-oxidation. Denne oxidation forårsager nedbrydning af mudderflockerne og tillader frigivelse af det vand, der er stærkt bundet til det..

Slammet kan derefter tørres og bortskaffes på en miljøvenlig måde. Anvendelsen af ​​jernchlorid hjælper med at reducere omkostningerne ved processen.

Det er også for nylig blevet foreslået at bruge det til at reducere dannelsen af ​​hydrogensulfid eller hydrogensulfid i disse spildevand..

På denne måde ville den korrosion, der produceres af denne gas, og også ubehagelige lugte blive reduceret..

I kemiske studier

På grund af dets reducerende egenskaber (det modsatte af oxidant), FeCl_to Det er meget brugt i forskellige undersøgelser i kemi, fysik og ingeniørlaboratorier.

Visse forskere brugte jernchloriddampe til at ekstrahere værdifulde metaller som platin, palladium og rhodium fra brugte katalysatorer i benzin- eller dieseldrevne køretøjer..

Disse katalysatorer bruges til at fjerne gasser, der er skadelige for mennesker og miljø. De er placeret i udstødningsrøret på biler og lastbiler, der kører på benzin eller diesel.

Efter en vis tid slides køretøjets katalysator og mister sin effektivitet og skal udskiftes. Den brugte katalysator kasseres, og der er bestræbelser på at genvinde de værdifulde metaller, den indeholder..

Ifølge forskerne dannede disse metaller magnetiske legeringer med jernet i jernchlorid..

Legeringerne kunne ekstraheres med magneter og derefter genvindes de værdifulde metaller ved hjælp af velkendte metoder..

I biokemiske studier

For at have Fe kationen^to+, som er et vigtigt mikronæringsstof hos mennesker og nogle dyr, FeCl_to anvendt i biokemi og medicinstudier.

Visse undersøgelser har vist, at jernchlorid forbedrer fungicid virkning af koldt argonplasma..

Koldt plasma er en teknologi, der anvendes til sterilisering af medicinske overflader og instrumenter. Det er baseret på dannelsen af ​​hydroxylradikaler OH · fra miljøets fugtighed. Disse radikaler reagerer med cellevæggen i mikroorganismen og forårsager dens død.

I denne undersøgelse FeCl_to forbedrede effekten af ​​koldt plasma og fremskyndede eliminering af en svamp, der er resistent over for andre desinfektionsmetoder.

Nogle forskere fandt ud af, at brugen af ​​FeCl_to gør det muligt at øge udbyttet i reaktionerne for at opnå glucose startende fra sukkerrør bagasse.

I dette tilfælde er det Fe^to+ et væsentligt mikroelement for menneskers sundhed, dets tilstedeværelse i spor i produktet påvirker ikke mennesker.

Referencer

1. Fukuda, S. et al. (2019). Jernholdigt klorid og jernholdigt sulfat forbedrer den fungicide virkning af koldt atmosfærisk argonplasma på melaniseret Aureobasidium pullulans. J Biosci Bioeng, 2019, 128 (1): 28-32. Gendannet fra ncbi.clm.nih.gov.
2. Ismal, O.E. og Yildirim, L. (2019). Metalmordants og biomordants. I virkningen og udsigterne for grøn kemi til tekstilteknologi. Kapitel 3, s. 57-82. Gendannet fra sciencedirect.com.
3. Zhang, W. et al. (2019). Co-katalyse af magnesiumchlorid og jernholdigt chlorid til xylo-oligosaccharider og glukoseproduktion fra sukkerrør bagasse. Bioresour Technol 2019, 291: 121839. Gendannet fra ncbi.nlm.nih.gov.
4. Zhou, X. et al. (2015). Indfødt jerns rolle til forbedring af slamafvandbarhed gennem peroxidering. Videnskabelige rapporter 5: 7516. Gendannet fra ncbi.nlm.nih.gov.
5. Rathnayake, D. et al. (2019). Hydrogensulfidkontrol i kloakker ved at katalysere reaktionen med ilt. Videnskab om det samlede miljø 689 (2019) 1192-1200. Gendannet fra ncbi.nlm.nih.gov.
6. Taninouchi, Y. og Okabe, T.H. (2018). Gendannelse af platinagruppemetaller fra brugte katalysatorer ved brug af jernchloriddampbehandling. Metall og Materi Trans B (2018) 49: 1781. Gendannet fra link.springer.com.
7. OS. National Library of Medicine. (2019). Jernklorid. Gendannet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. Aresta, M. et al. (1977). Jern (0) Oxidation med hydrogenchlorid i tetrahydrofuran: en enkel måde at vandfrit jern (II) chlorid på. Inorganic Chemistry, bind 16, nr. 7, 1977. Gendannet fra pubs.acs.org.
9. Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avanceret uorganisk kemi. Fjerde udgave. John Wiley & Sons.