ŽELEZOV KLORID (FECL2): STRUKTURA, UPORABE, LASTNOSTI - KEMIJA - 2026

Železne klorid anorganska trdna tvorjena z vezavo kation Fe ²⁺ in dva klorida anioni Cl ^- . Njegova kemijska formula je FeCl ₂ . Nagiba se k absorbiranju vode iz okolja. Ena izmed njegovih hidratov je FeCl _{2 •} 4H ₂ O tetrahidrat, ki je zelenkasto trdno snov.

Opozoriti je treba, da je zelo topen v vodi in kaže, da lahko oksidacijo v prisotnosti zraka, ki tvori železov klorid FeCl ₃ . Ker se zlahka oksidira in zato lahko deluje kot redukcijsko sredstvo, se široko uporablja v kemijskih in bioloških raziskovalnih laboratorijih.

Črni klorid tetrahidrat FeCl _{2 •} 4H ₂ O trdna snov. Hrepenenje. Vir: Wikimedia Commons.

Železov klorid ima več načinov uporabe, med katerimi izstopa kot pomoč drugim sredstvom pri oksidaciji blata, dobljenega z odplakami ali čiščenjem odplak. Uporablja se tudi v postopku obdelave kovin z železom in ima nekaj koristi v farmacevtski industriji.

Uporaba FeCl ₂ je bila preizkušena tudi pri pridobivanju dragocenih kovin iz izrabljenih katalizatorjev, ki jih najdemo v izpušnih ceveh bencinskih ali dizelskih vozil.

Uporablja se v tekstilni industriji za fiksiranje barv v nekaterih vrstah tkanine.

Struktura

Železov klorid sestavljata železov ion Fe ²⁺ in dva Cl ^- kloridna iona, povezana z ionskimi vezmi.

Železov klorid FeCl _2, kjer opazimo ione, ki ga sestavljajo. Epop Vir: Wikimedia Commons.

Železov ion Fe ²⁺ ima naslednjo elektronsko strukturo:

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶ 3d ⁶ , 4s ⁰

kjer je razvidno, da je izgubil dva elektrona iz lupine 4s.

Ta konfiguracija ni zelo stabilna in zaradi tega teži k oksidaciji, torej izgubi še enega elektrona, tokrat iz 3d plasti, tvori ion Fe ³⁺ .

Po drugi strani je kloridni ion Cl ^- ima naslednjo elektronsko strukturo:

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶

kjer lahko vidite, da je pridobil dodaten elektron v lupini 3p in ga dokončal. Ta konfiguracija je zelo stabilna, ker so vse elektronske plasti dokončane.

Nomenklatura

- železov klorid

- železov (II) klorid

- železov diklorid

- Železov klorid tetrahidrat: FeCl _{2 •} 4H ₂ O

Lastnosti

Fizično stanje

Brezbarvna do bledo zelena trdna, kristali.

Molekularna teža

126,75 g / mol

Tališče

674 ºC

Vrelišče

1023 ºC

Specifična teža

3,16 pri 25 ° C / 4 ° C

Topnost

Zelo topen v vodi: 62,5 g / 100 ml pri 20 ° C. Topen v alkoholu, acetonu. Rahlo topen v benzenu. Praktično netopno v etru.

Druge lastnosti

Brezvodni FeCl ₂ je zelo higroskopičen. Zlahka vpija vodo iz okolja, ki tvorijo različne hidratov, predvsem tetrahidrat, pri čemer za vsako FeCl ₂ molekuli obstajajo 4H ₂ O molekule nanj pritrjen (FeCl _{2 •} 4H ₂ O).

V prisotnosti zraka počasi oksidira do FeCl ₃ . To pomeni, da se ion Fe ²⁺ zlahka oksidira do iona Fe ³⁺ .

Če se segreje v prisotnosti zraka, hitro tvori železov klorid FeCl ₃ in železov oksid Fe ₂ O ₃ .

FeCl ₂ je jedko za kovine in tkanine.

Pridobitev

Dobimo ga z obdelavo presežka železove kovine Fe z vodno raztopino klorovodikove kisline HCl pri visokih temperaturah.

Fe ⁰ + 2 HCl → FeCl ₂ + 2 H ⁺

Vendar pa je zaradi prisotnosti vode s to metodo, železove klorid tetrahidrat FeCl _{2 •} 4H ₂ O Dobimo.

Nekateri raziskovalci so se odločili za reakcijo železovega praška z brezvodnim HCl (brez vode) pri topilu tetrahidrofuranu (THF) pri temperaturi 5 ° C.

Na ta način dobimo spojino FeCl _{2 •} 1,5THF, ki pri segrevanju na 80-85 ° C pod vakuumom ali v dušikovi atmosferi (da se prepreči prisotnost vode) ustvari brezvodni FeCl ₂ .

Prijave

Železov klorid ima različne načine uporabe, na splošno temelji na njegovi zmanjšani zmogljivosti, to je, da ga je mogoče enostavno oksidirati. Uporablja se na primer pri barvah in premazih, saj jih pomaga pritrditi na površino.

Železo je bistveno mikrohranilo za zdravje ljudi in živali. Sodeluje pri sintezi beljakovin, pri dihanju in pri množenju celic.

Zaradi tega se FeCl ₂ uporablja v farmacevtskih pripravkih. Ion Fe ²⁺ kot tak se bolje absorbira kot ion Fe ³⁺ v črevesju.

Uporablja se za izdelavo FeCl ₃ . Uporablja se v metalurgiji, v kopelih z železnim premazom za zagotavljanje bolj duktilnega nahajališča.

Tu so še druge predstavljene uporabe.

Pri barvanju tkanin

FeCl ₂ se uporablja kot fiksir za barvilo ali barvilo v nekaterih vrstah tkanine. Mordant reagira kemično in se istočasno veže na barvilo in tkanino, na njem pa tvori netopno spojino.

Na ta način barvilo ostane pritrjeno na tkanino in njegova barva se intenzivira.

Ferozni klorid FeCl ₂ omogoča pritrditev barv na tkanine. gina pina. Vir: Wikimedia Commons.

Pri čiščenju odpadnih voda

FeCl ₂ se uporablja v čistilnih napravah ali čistilnih napravah (kanalizacijska voda).

V tej aplikaciji železov klorid sodeluje pri oksidaciji blata s postopkom, imenovanim Fentonova oksidacija. Ta oksidacija povzroči razpad blata in omogoča izpust vode, ki je močno vezana nanjo.

Oddelek čistilne naprave, na katerem je mogoče videti blato. Včasih je to obdelano s železovim kloridom FeCl ₂ , da se lažje loči od vode. Evelyn Simak / Kanalizacija deluje severno od Dickleburga. Vir: Wikimedia Commons.

Blato se nato lahko posuši in odstrani na okolju prijazen način. Uporaba železovega klorida pomaga zmanjšati stroške postopka.

Pred kratkim je bila predlagana tudi njegova uporaba za zmanjšanje tvorbe plina vodikovega sulfida ali vodikovega sulfida v omenjenih kanalizacijskih vodah.

Na ta način bi se zmanjšala korozija, ki jo ustvarja ta plin, in tudi neprijetni vonji.

V kemijskih študijah

Zaradi svojih redukcijskih lastnosti (nasprotno od oksidacije) se FeCl ₂ pogosto uporablja v različnih preiskavah v kemijskih, fizikalnih in inženirskih laboratorijih.

Nekateri znanstveniki so uporabljali hlape železovega klorida za črpanje dragocenih kovin, kot so platina, paladij in rodij iz izrabljenih katalizatorjev v bencinskih ali dizelskih vozilih.

Ti katalizatorji se uporabljajo za odstranjevanje plinov, ki so škodljivi za ljudi in okolje. Nahajajo se v izpušni cevi avtomobilov in tovornjakov, ki vozijo na bencin ali dizel.

Izpušna cev vozila, kjer je opaziti obsežnejši del, kjer se nahaja katalizator, ki škodljive pline pretvori v okolju prijazne pline. Ahanix1989 na angleški Wikipediji. Vir: Wikimedia Commons.

Po določenem času se katalitični pretvornik vozila obrabi in izgubi učinkovitost, zato ga je treba zamenjati. Iztrošeni katalizator se zavrže in si prizadevajo za obnovitev dragocenih kovin, ki jih vsebuje.

Keramična mreža katalizatorja, na kateri se nahajajo sledi dragocenih kovin, ki jih je treba odkriti s FeCl ₂ . Global-Kat recikliranje. Vir: Wikimedia Commons.

Po mnenju raziskovalcev so te kovine z železom iz železovega klorida tvorile magnetne zlitine.

Zlitine bi lahko pridobivali z magneti in nato dragocene kovine pridobivali z znanimi metodami.

V biokemijskih študijah

Ker ima kation Fe ²⁺ , ki je pomembno mikrohranilo pri ljudeh in nekaterih živalih, se FeCl ₂ uporablja v biokemijskih in medicinskih študijah.

Določene študije so pokazale, da železov klorid izboljšuje fungicidno učinkovitost plazme hladnega argona.

Hladna plazma je tehnologija, ki se uporablja za sterilizacijo medicinskih površin in instrumentov. Temelji na tvorbi hidroksilnih radikalov OH · iz vlažnosti okolja. Ti radikali reagirajo s celično steno mikroorganizma in povzročijo njegovo smrt.

V tej preiskavi je FeCl ₂ izboljšal učinek hladne plazme in pospešil izločanje glive, odporne na druge metode dezinfekcije.

Nekateri znanstveniki so ugotovili, da uporaba FeCl ₂ omogoča povečanje donosa v reakcijah, da dobimo glukozo, izhajajoč iz bazge sladkornega trsa.

Ker je Fe ²⁺ bistveni mikroelement za zdravje ljudi, njegova prisotnost v izdelku ne bi vplivala na človeka.

Reference

1. Fukuda, S. et al. (2019). Železov klorid in železov sulfat izboljšujeta fungicidno učinkovitost hladne atmosferske argonske plazme na melaniziranem Aureobasidium pullulans. J Biosci Bioeng, 2019, 128 (1): 28–32. Pridobljeno iz ncbi.clm.nih.gov.
2. Ismal, OE in Yildirim, L. (2019). Kovinske mordance in biomordante. V Vpliv in perspektive zelene kemije za tekstilno tehnologijo. 3. poglavje, str. 57–82. Pridobljeno od sciencedirect.com.
3. Zhang, W. et al. (2019). Ko-katalizacija magnezijevega klorida in železovega klorida za ksilo-oligosaharide in proizvodnjo glukoze iz bazge sladkornega trsa. Bioresour Technol 2019, 291: 121839. Pridobljeno iz ncbi.nlm.nih.gov.
4. Zhou, X. et al. (2015). Vloga avtohtonega železa pri izboljšanju odvajanja blata s peroksidacijo. Znanstvena poročila 5: 7516. Pridobljeno iz ncbi.nlm.nih.gov.
5. Rathnayake, D. et al. (2019). Nadzor vodikovega sulfida v kanalizaciji s kataliziranjem reakcije s kisikom. Znanost o celotnem okolju 689 (2019) 1192-1200. Pridobljeno iz ncbi.nlm.nih.gov.
6. Taninouchi, Y. in Okabe, TH (2018). Izterjava kovin iz platinske skupine iz izrabljenih katalizatorjev z uporabo parne železove kloride. Metall in materiali Trans B (2018) 49: 1781. Obnovljeno s povezave.springer.com.
7. Ameriška nacionalna medicinska knjižnica. (2019). Železov klorid. Pridobljeno: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. Aresta, M. in sod. (1977). Železo (0) Oksidacija z vodikovim kloridom v tetrahidrofuranu: preprost način za brezvodni železov (II) klorid. Anorganska kemija, letnik 16, številka 7, 1977. Pridobljeno iz pubs.acs.org.
9. Cotton, F. Albert in Wilkinson, Geoffrey. (1980). Napredna anorganska kemija. Četrta izdaja. John Wiley & Sons.