CHLORID ŽELEZITÝ (FECL2): STRUKTURA, POUŽITÍ, VLASTNOSTI - CHEMIE - 2025

Chloridu železnatého je anorganická pevná látka spojením kationt Fe ²⁺ a dva chloridové anionty Cl ^-. Jeho chemický vzorec je FeCl ₂. Má tendenci absorbovat vodu z okolního prostředí. Jednou z jeho hydrátů je FeCl _{2 •} 4H ₂ O tetrahydrát, který je nazelenalá pevná látka.

Je třeba poznamenat, že je velmi dobře rozpustný ve vodě a má tendenci snadno oxidují v přítomnosti vzduchu, tvořící chlorid železitý FeCl ₃. Protože je snadno oxidovatelný a proto schopný působit jako redukční činidlo, je široce používán v chemických a biologických výzkumných laboratořích.

Chlorid železnatý tetrahydrát FeCl _{2 •} 4H ₂ O pevné látky. Zbabělý. Zdroj: Wikimedia Commons.

Chlorid železitý má několik použití, mezi kterými vyniká jako pomocník při oxidaci kalů pocházejících z čištění nebo čištění odpadních vod. Používá se také při zpracování kovů na povrchovou úpravu železem a má některá použití ve farmaceutickém průmyslu.

Použití FeCl ₂ byl také experimentoval se při zpětném získávání drahých kovů z vyhořelého katalyzátory nacházejí ve výfukových potrubí benzín nebo nafta hnacích vozidel.

Používá se v textilním průmyslu k fixaci barev u některých typů tkanin.

Struktura

Chlorid železitý je tvořen železitým Fe ²⁺ iontem a dvěma ionty Cl ^- chloridu spojenými iontovými vazbami.

Chlorid železitý FeCl _2, kde jsou pozorovány ionty, které jej tvoří. Epop. Zdroj: Wikimedia Commons.

Železný iont Fe ²⁺ má následující elektronickou strukturu:

1s ², 2s ² 2p ⁶, 3s ² 3p ⁶ 3d ⁶, 4s ⁰

kde je vidět, že ztratil dva elektrony ze 4s shellu.

Tato konfigurace není příliš stabilní, a proto má sklon k oxidaci, to znamená ke ztrátě jiného elektronu, tentokrát z 3d vrstvy, za vzniku iontu Fe ³⁺.

Pro jeho část, chloridové ionty Cl ^- má následující elektronickou strukturu:

1S ², 2S ² 2p ⁶, 3s ² 3p ⁶

kde vidíte, že získal další elektron ve skořápce 3p a dokončil jej. Tato konfigurace je velmi stabilní, protože všechny elektronické vrstvy jsou kompletní.

Nomenklatura

- Chlorid železitý

- chlorid železitý

- Chlorid železitý

- Chlorid železnatý tetrahydrát: FeCl _{2 •} 4H ₂ O

Vlastnosti

Fyzický stav

Bezbarvá až světle zelená pevná látka, krystaly.

Molekulární váha

126,75 g / mol

Bod tání

674 ° C

Bod varu

1023 ° C

Měrná hmotnost

3,16 při 25 ° C / 4 ° C

Rozpustnost

Velmi rozpustný ve vodě: 62,5 g / 100 ml při 20 ° C. Rozpustný v alkoholu, acetonu. Mírně rozpustný v benzenu. Prakticky nerozpustný v etheru.

Další vlastnosti

Bezvodý FeCl ₂ je velmi hygroskopický. Je snadno absorbuje vodu z okolního prostředí, které tvoří řadu hydrátů, zejména tetrahydrátu, ve kterém pro každou FeCl ₂ molekuly existují 4 H ₂ O molekuly připojené k ní (FeCl _{2 •} 4H ₂ O).

V přítomnosti vzduchu, se pomalu oxiduje na FeCl ₃. To znamená, že iont Fe ²⁺ se snadno oxiduje na iont Fe ³⁺.

Pokud se zahřívá v přítomnosti vzduchu, se rychle vytváří chlorid železitý FeCl ₃ a oxid železitý Fe ₂ O ₃.

FeCl ₂ je korozivní pro kovy a látky.

Získání

Získává se zpracováním přebytku Fe železa s vodným roztokem kyseliny chlorovodíkové při vysokých teplotách.

Fe ⁰ + 2 HCl → FeCl ₂ + 2 H ⁺

Nicméně, vzhledem k přítomnosti vody tímto způsobem, tetrahydrát FeCl chlorid železnatý _{2 •} 4H ₂ O se získá.

Pro jeho získání bezvodého (bez vody začleněné do krystalů) se někteří vědci rozhodli provést reakci železného prášku s bezvodým HCI (bez vody) v rozpouštědle tetrahydrofuranu (THF) při teplotě 5 ° C.

Tímto způsobem se sloučenina FeCl _{2 •} se získá 1,5THF, které při zahřátí na 80-85 ° C ve vakuu nebo v atmosféře dusíku (aby se zabránilo přítomnosti vody) vyrábí bezvodý FeCl ₂.

Aplikace

Chlorid železitý má různá použití, obecně založená na jeho redukční kapacitě, to znamená, že může být snadno oxidován. Používá se například v barvách a nátěrech, protože pomáhá při jejich upevňování na povrch.

Železo je nezbytným mikronutrientem pro zdraví lidí a zvířat. Podílí se na syntéze bílkovin, dýchání a množení buněk.

Z tohoto důvodu, FeCl ₂ se používá ve farmaceutických přípravcích. Ion Fe ²⁺ jako takový je lépe absorbován než iont Fe ³⁺ ve střevě.

Používá se k výrobě FeCl ₃. Používá se v metalurgii, v železných povlakovacích lázních, k zajištění větší tažné usazeniny.

Zde jsou další doporučená použití.

Při barvení tkanin

FeCl ₂ se používá jako mořidlo nebo fixaci barvy u některých typů tkanin. Moridlo reaguje chemicky a váže se současně na barvivo a tkaninu a vytváří na něm nerozpustnou sloučeninu.

Tímto způsobem zůstává barvivo fixováno k tkanině a její barva se zesiluje.

Chlorid železnatý FeCl ₂ umožňuje fixaci barev na tkaninách. gina pina. Zdroj: Wikimedia Commons.

Při čištění odpadních vod

FeCl ₂ se používá v čistírnách odpadních vod nebo odpadních vod (kanalizační voda).

V této aplikaci se chlorid železitý účastní oxidace kalu procesem nazývaným Fentonova oxidace. Tato oxidace způsobuje prasknutí vločkových vloček a umožňuje uvolňování vody, která je k ní pevně vázána.

Sekce čistírny odpadních vod, kde lze pozorovat kal. Někdy je tato se přidá chlorid železnatý FeCl _2, takže může být snadněji oddělena od vody. Evelyn Simak / Kanalizace pracuje severně od Dickleburghu. Zdroj: Wikimedia Commons.

Kal může být potom vysušen a zlikvidován způsobem šetrným k životnímu prostředí. Použití chloridu železitého pomáhá snižovat náklady na proces.

Nedávno bylo také navrženo použít tento prostředek ke snížení tvorby plynného sirovodíku nebo sirovodíku v uvedených odpadních vodách.

Tímto způsobem by byla snížena koroze způsobená tímto plynem a také nepříjemné pachy.

V chemických studiích

Kvůli jeho redukčním vlastnostem (opak oxidace), FeCl ₂ je široce používán v různých výzkumech v chemii, fyzice a inženýrských laboratořích.

Někteří vědci použili výpary chloridu železného k extrakci cenných kovů, jako je platina, palladium a rhodium, z vyčerpaných katalyzátorů v benzínových nebo naftových vozidlech.

Tyto katalyzátory se používají k odstraňování plynů, které jsou škodlivé pro člověka a životní prostředí. Jsou umístěny ve výfukovém potrubí osobních a nákladních automobilů, které běží na benzín nebo naftu.

Výfuková trubka vozidla, kde je pozorována objemnější část, kde je umístěn katalyzátor pro přeměnu škodlivých plynů na přátelské plyny s okolím. Ahanix1989 na anglické Wikipedii. Zdroj: Wikimedia Commons.

Katalyzátor vozidla se po určité době opotřebuje a ztrácí svou účinnost a musí být vyměněn. Použitý katalyzátor se zahodí a vynakládá se úsilí k získání cenných kovů, které obsahuje.

Keramická mřížka katalyzátoru, kde _{jsou umístěny} stopy cenných kovů, které mají být získány pomocí FeCl2. Globální recyklace. Zdroj: Wikimedia Commons.

Podle vědců tvořily tyto kovy se železem z chloridu železitého magnetické slitiny.

Slitiny mohly být extrahovány magnety a cenné kovy byly získány známými metodami.

V biochemických studiích

Vzhledem k tomu, že obsahuje kation Fe ²⁺, který je důležitým mikronutrientem u lidí a některých zvířat, používá se FeCl ₂ v biochemických a lékařských studiích.

Některé studie prokázaly, že chlorid železitý zlepšuje fungicidní účinnost studené argonové plazmy.

Studená plazma je technologie používaná pro sterilizaci lékařských povrchů a nástrojů. Je založen na tvorbě hydroxylových radikálů OH · z vlhkosti prostředí. Tyto radikály reagují s buněčnou stěnou mikroorganismu a způsobují jeho smrt.

V tomto výzkumu, FeCl ₂ zlepšil účinek studené plazmy a urychlil odstranění houby odolné proti jiné dezinfekční metody.

Zjištěno, že někteří vědci, že použití FeCl ₂ umožňuje zvýšení výtěžku v reakcích pro získání glukózy, počínaje od vylisovaná cukrová třtina.

V tomto případě, protože Fe ^{2+ je} nezbytným mikroelementem pro lidské zdraví, by jeho přítomnost ve stopách ve výrobku neměla vliv na člověka.

Reference

1. Fukuda, S. a kol. (2019). Chlorid železitý a síran železnatý zlepšují fungicidní účinnost studené atmosférické argonové plazmy na melanizovaných Aureobasidium pullulanech. J Biosci Bioeng, 2019, 128 (1): 28-32. Obnoveno z ncbi.clm.nih.gov.
2. Ismal, OE a Yildirim, L. (2019). Kovové mořidla a biomordanty. V dopadu a perspektivě zelené chemie pro textilní technologie. Kapitola 3, str. 57-82. Obnoveno z sciposedirect.com.
3. Zhang, W. et al. (2019). Kokatalyzace chloridu hořečnatého a chloridu železitého pro xylo-oligosacharidy a produkci glukózy z bagasy z cukrové třtiny. Bioresour Technol 2019, 291: 121839. Obnoveno z ncbi.nlm.nih.gov.
4. Zhou, X. et al. (2015). Role původního železa při zlepšování odvodnění kalu peroxidací. Scientific Reports 5: 7516. Obnoveno z ncbi.nlm.nih.gov.
5. Rathnayake, D. a kol. (2019). Regulace sirovodíku v kanalizacích katalyzováním reakce s kyslíkem. Science of the Total Environment 689 (2019) 1192-1200. Obnoveno z ncbi.nlm.nih.gov.
6. Taninouchi, Y. a Okabe, TH (2018). Výtěžnost kovů skupiny platiny ze vyhořelých katalyzátorů pomocí úpravy parami chloridu železitého. Metall and Materi Trans B (2018) 49: 1781. Obnoveno z odkazu.springer.com.
7. Americká národní lékařská knihovna. (2019). Chlorid železitý. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. Aresta, M. a kol. (1977). Železo (0) Oxidace pomocí chlorovodíku v tetrahydrofuranu: jednoduchý způsob, jak bezvodý chlorid železitý (II). Anorganická chemie, svazek 16, č. 7, 1977. Získáno z pubs.acs.org.
9. Cotton, F. Albert a Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pokročilá anorganická chemie. Čtvrté vydání. John Wiley a synové.