ŽELJEZNI KLORID (FECL2): STRUKTURA, UPOTREBE, SVOJSTVA - KEMIJA - 2026

Željezni klorid je anorganska krutina koja nastaje vezanjem kationa Fe ²⁺ i dva kloridna aniona Cl ^-. Njegova kemijska formula je FeCl ₂. Naginje vodi iz okoliša. Jedan od njegovih hidrata je FeCl _{2 •} 4H ₂ O tetrahidrat, što je zelenkasta krutina.

Treba napomenuti da je to vrlo topljiv u vodi, i ima tendenciju da se lako oksidira u prisutnosti zraka, tvoreći feri klorid FeCl ₃. Budući da se lako oksidira i zbog toga može djelovati kao redukcijsko sredstvo, široko se koristi u laboratorijima za kemijska i biološka istraživanja.

Željezni klorid tetrahidrat FeCl _{2 •} 4H ₂ O krutine. Craven. Izvor: Wikimedia Commons.

Željezni klorid ima nekoliko primjena, među kojima se ističe kako bi pomogao ostalim agentima u oksidaciji mulja dobivenog otpadnim otpadnim vodama ili otpadnim vodama. Također se koristi u procesu prevlačenja metala željezom i ima neke primjene u farmaceutskoj industriji.

Upotreba FeCl ₂ također je eksperimentirana u povratu vrijednih metala iz istrošenih katalizatora koji se nalaze u ispušnim cijevima vozila na benzin ili dizel.

Koristi se u tekstilnoj industriji za fiksiranje boja u nekim vrstama tkanina.

Struktura

Željezni klorid sastoji se od iona Fe ²⁺ i dva Cl ^- kloridna iona povezana ionskim vezama.

Željezni klorid FeCl ₂ gdje se opažaju ioni koji ga čine. OPZO. Izvor: Wikimedia Commons.

Željezni ion Fe ²⁺ ima sljedeću elektroničku strukturu:

1s ², 2s ² 2p ⁶, 3s ² 3p ⁶ 3d ⁶, 4s ⁰

gdje se vidi da je iz ljuske 4s izgubio dva elektrona.

Ova konfiguracija nije baš stabilna i zbog toga teži oksidaciji, odnosno gubitku drugog elektrona, ovaj put iz 3d sloja, formirajući ion Fe ³⁺.

Sa svoje strane, kloridni ion Cl ^- ima sljedeću elektroničku strukturu:

1s ², 2s ² 2p ⁶, 3s ² 3p ⁶

gdje možete vidjeti da je stekao dodatni elektron u 3p ljusci, dovršavajući ga. Ova je konfiguracija vrlo stabilna jer su svi elektronički slojevi gotovi.

Nomenklatura

- Željezni klorid

- željezni (II) klorid

- Željezni diklorid

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

Svojstva

Psihičko stanje

Bezbojne do blijedo zelene čvrste kristali.

Molekularna težina

126,75 g / mol

Talište

674 ºC

Vrelište

1023 ºC

Specifična težina

3,16 na 25 ºC / 4 ºC

Topljivost

Vrlo topivo u vodi: 62,5 g / 100 ml na 20 ° C. Topiv u alkoholu, acetonu. Malo topiv u benzenu. Praktično netopljiv u eteru.

Ostala svojstva

Bezvodni FeCl ₂ je vrlo higroskopan. Lako apsorbira vodu iz okoline, formiranje raznih hidrata, posebno tetrahidrata, u kojem za svaki FeCl ₂ molekule se nalaze 4 H ₂ O molekule prilogu (FeCl _{2 •} 4H ₂ O).

U prisutnosti zraka, polako se oksidira do FeCl ₃. To znači da se ion Fe ²⁺ lako oksidira u ion Fe ³⁺.

Ako se zagrijava u prisustvu zraka, on brzo tvori željezni klorid FeCl ₃ i željezov oksid Fe ₂ O ₃.

FeCl ₂ korozira na metale i tkanine.

dobivanje

Dobiva se obradom viška metala željeza Fe vodenom otopinom klorovodične kiseline HCl pri visokim temperaturama.

Fe ⁰ + 2 HCl → FeCl ₂ + 2 H ⁺

Međutim, s obzirom na prisutnost vode po ovom postupku, tetrahidrat FeCl željezo klorid _{2 •} 4H ₂ dobije se O.

Da bi se postigao bezvodan (bez vode ugrađene u kristale) neki su istraživači odlučili provesti reakciju željeznog praha s bezvodnim HCl (bez vode) u tetrahidrofuranu u otapalu pri temperaturi od 5 ° C.

Na ovaj način, spoj FeCl _{2 •} 1,5THF Dobiveno je kad se zagrije na 80-85 ºC u vakuumu ili u atmosferi dušika (kako bi se izbjeglo prisustvo vode) proizvodi bezvodnog FeCl ₂.

Prijave

Željezni klorid ima različite svrhe, što se uglavnom temelji na njegovom smanjenom kapacitetu, odnosno može se lako oksidirati. Primjerice se koristi u bojama i premazima jer pomaže u pričvršćivanju na površinu.

Željezo je ključni mikronutrijent za zdravlje ljudi i životinja. Sudjeluje u sintezi proteina, u disanju i u razmnožavanju stanica.

Iz tog razloga FeCl ₂ se koristi u farmaceutskim pripravcima. Ion Fe ²⁺ kao takav bolje se apsorbira od iona Fe ³⁺ u crijevima.

Koristi se za proizvodnju FeCl ₃. Koristi se u metalurgiji, u kupkama s željeznim premazom kako bi se osiguralo duktilnije ležište.

Evo i drugih istaknutih namjena.

U bojanju tkanina

FeCl ₂ koristi se kao sredstvo za fiksiranje ili boje u nekim vrstama tkanina. Mordant kemijski reagira i istovremeno se veže za boju i tkaninu, formirajući na njemu netopljiv spoj.

Na taj način boja ostaje fiksirana na tkanini, a njegova boja se pojačava.

Ferrous Chloride FeCl ₂ omogućava fiksiranje boja na tkanine. gina pina. Izvor: Wikimedia Commons.

U obradi otpadnih voda

FeCl ₂ se koristi u kanalizacijskim ili otpadnim vodama (kanalizacijska voda).

U ovoj primjeni, željezni klorid sudjeluje u oksidaciji mulja, postupkom koji se naziva Fentonova oksidacija. Ova oksidacija uzrokuje pucanje mulja blata i omogućuje ispuštanje vode koja je snažno vezana za njega.

Odjeljak postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda na kojem se može vidjeti mulj. Ponekad se to obrađuje željeznim kloridom FeCl ₂ kako bi se lakše odvojio od vode. Evelyn Simak / Kanalizacija djeluje sjeverno od Dickleburgh-a. Izvor: Wikimedia Commons.

Mulj se tada može sušiti i odlagati na ekološki prihvatljiv način. Upotreba željeznog klorida pomaže u smanjenju troškova postupka.

Nedavno je također predloženo da se koristi za smanjenje stvaranja plina sumporovodika ili sumporovodika u navedenim kanalizacijskim vodama.

Na ovaj način bi se smanjila korozija nastala ovim plinom i neugodni mirisi.

U kemijskim studijama

Zbog redukcijskih svojstava (suprotno oksidaciji), FeCl ₂ se široko koristi u raznim istraživanjima u kemiji, fizici i inženjerskim laboratorijima.

Određeni znanstvenici koristili su pare željeznih klorida za izvlačenje vrijednih metala poput platine, paladija i rodija iz istrošenih katalizatora u vozilima na benzin ili dizel.

Ovi katalizatori koriste se za uklanjanje plinova štetnih za ljude i okoliš. Smješteni su u ispušnoj cijevi automobila i kamiona koji se voze na benzin ili dizel.

Ispušna cijev vozila gdje se opaža opsežniji presjek, gdje se nalazi katalizator za pretvaranje štetnih plinova u prijateljske plinove s okolinom. Ahanix1989 na engleskoj Wikipediji. Izvor: Wikimedia Commons.

Nakon određenog vremena katalitički pretvarač vozila se istroši i gubi svoju učinkovitost, pa ga treba zamijeniti. Potrošeni katalizator se odbacuje i ulažu se napori za obnavljanje vrijednih metala koje sadrži.

Keramička mreža katalizatora na kojoj se nalaze tragovi vrijednih metala koji se trebaju obnoviti pomoću FeCl ₂. Global-Kat recikliranje. Izvor: Wikimedia Commons.

Prema istraživačima, s željezom iz željeznog klorida, ovi metali formiraju magnetske legure.

Legure bi se mogle ekstrahirati magnetima i zatim se vrijednim metalima prikupiti poznatim metodama.

U biokemijskim studijama

Budući da ima Fe ²⁺ kation, koji je važan mikrohranjiv sastojak u ljudima i nekim životinjama, FeCl ₂ se koristi u biokemijskim i medicinskim studijama.

Određena istraživanja pokazala su da željezni klorid poboljšava fungicidnu učinkovitost plazme hladnog argona.

Hladna plazma je tehnologija koja se koristi za sterilizaciju medicinskih površina i instrumenata. Temelji se na stvaranju hidroksilnih radikala OH · iz vlažnosti okoline. Ti radikali reagiraju sa staničnom stijenkom mikroorganizma i uzrokuju njegovu smrt.

U ovom istraživanju, FeCl ₂ poboljšao je učinak hladne plazme i ubrzao uklanjanje gljive otporne na druge metode dezinfekcije.

Neki znanstvenici otkrili su da upotreba FeCl ₂ omogućuje povećanje prinosa u reakcijama za dobivanje glukoze polazeći od bagatele šećerne trske.

U ovom slučaju, budući da je Fe ²⁺ esencijalni mikroelement za ljudsko zdravlje, njegova prisutnost u tragovima u proizvodu ne bi utjecala na ljude.

Reference

1. Fukuda, S. i sur. (2019). Željezni klorid i željezni sulfat poboljšavaju fungicidnu učinkovitost hladne atmosferske argonske plazme na melaniziranom Aureobasidium pullulansu. J Biosci Bioeng, 2019, 128 (1): 28-32. Oporavak od ncbi.clm.nih.gov.
2. Ismal, OE i Yildirim, L. (2019). Metalne mordante i biomordanti. Utjecaj i perspektive zelene kemije tekstilne tehnologije. 3. poglavlje, str. 57-82. Oporavljeno od sciencedirect.com.
3. Zhang, W. i sur. (2019). Ko-katalizacija magnezijevog klorida i željeznog klorida za ksilo-oligosaharide i proizvodnju glukoze iz bazge šećerne trske. Bioresour Technol 2019, 291: 121839. Oporavak od ncbi.nlm.nih.gov.
4. Zhou, X. i sur. (2015). Uloga autohtonog željeza u poboljšanju odvodljivosti mulja peroksidacijom. Znanstveni izvještaji 5: 7516. Oporavak od ncbi.nlm.nih.gov.
5. Rathnayake, D. i sur. (2019). Kontrola vodikovog sulfida u kanalizaciji katalizira reakciju s kisikom. Znanost o ukupnom okruženju 689 (2019) 1192-1200. Oporavak od ncbi.nlm.nih.gov.
6. Taninouchi, Y. i Okabe, TH (2018). Oporavak metala platinske skupine iz istrošenih katalizatora tretmanom isparavanjem željeznim kloridom. Metall i Materijal Trans B (2018) 49: 1781. Oporavak s linka.springer.com.
7. Američka nacionalna medicinska knjižnica. (2019). Željezni klorid. Oporavak od: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. Aresta, M. i sur. (1977). Oksidacija željeza (0) vodikovim kloridom u tetrahidrofuranu: jednostavan način do bezvodnog željeznog (II) klorida. Neorganska kemija, svezak 16, broj 7, 1977. Obnovljeno od pubs.acs.org.
9. Cotton, F. Albert i Wilkinson, Geoffrey. (1980). Napredna anorganska kemija. Četvrto izdanje. John Wiley & Sinovi.