VAS-KLORID (FECL2): SZERKEZET, FELHASZNÁLÁSOK, TULAJDONSÁGOK - KÉMIA - 2026

A ferro-klorid egy szervetlen szilárd anyag képződik felragasztása kation Fe ²⁺ és két kloridionok Cl ^-. Vegyi képlete FeCl ₂. Hajlandó felszívni a vizet a környezetből. Egyik hidrátok FeCl _{2 •} 4H ₂ O -tetrahidrát, amely egy zöldes színű szilárd anyag.

Meg kell jegyezni, hogy vízben nagyon jól oldódik, és levegő jelenlétében könnyen oxidálódik, és FeCl ₃ vaskloridot képez. Mivel könnyen oxidálható, és ezért redukálószerként is képes működni, széles körben használják a kémiai és biológiai kutató laboratóriumokban.

Vas-klorid-tetrahidrát FeCl _{2 •} 4H ₂ O szilárd anyag formájában. Gyáva. Forrás: Wikimedia Commons.

A vas-kloridnak számos felhasználási területe van, amelyek közül kiemelkedik, hogy elősegíti más szereknek a szennyvízből vagy a szennyvízkezelésből származó iszap oxidációját. Fémek vasbevonási eljárásában is használják, és a gyógyszeriparban is használnak.

A FeCl ₂ felhasználásával is kísérleteztek az értékes fémek kinyerésében az elhasznált katalizátorokból, amelyeket benzin vagy dízelüzemű járművek kipufogócsöveiben találnak.

A textiliparban használják a színek rögzítésére bizonyos típusú szövetekben.

Szerkezet

Ferro-klorid alkotja vastartalmú Fe ²⁺ iont, és két Cl ^- klorid ionok kapcsolódó ionos kötésekkel.

Vas-klorid FeCl _2, ahol megfigyelhetők az alkotó ionok. Epop. Forrás: Wikimedia Commons.

A Fe ^{2+ vasionnak} a következő elektronikus felépítése van:

1s ², 2s ² 2p ⁶, 3s ² 3p ⁶ 3d ⁶, 4s ⁰

ahol látható, hogy elveszített két elektronot a 4s héjából.

Ez a konfiguráció nem túl stabil, és ezért hajlamos oxidálódni, vagyis elveszíti egy másik elektronot, ezúttal a 3d rétegből, és így Fe ³⁺ -iont képez.

A kloridion Cl ^{- maga} a következő elektronikus szerkezetű:

1s ², 2s ² 2p ⁶, 3s ² 3p ⁶

ahol láthatja, hogy extra elektronot szerzett a 3p héjban, kiegészítve azt. Ez a konfiguráció nagyon stabil, mivel az összes elektronikus réteg teljes.

Elnevezéstan

- Vas-klorid

- Vas (II) -klorid

- Vas-diklorid

- Vas-klorid-tetrahidrát: FeCl _{2 •} 4H ₂ O

Tulajdonságok

Fizikai állapot

Színtelen vagy halványsárga szilárd anyag, kristályok.

Molekuláris tömeg

126,75 g / mol

Olvadáspont

674 ° C

Forráspont

1023 ° C

Fajsúly

3.16 25 ° C / 4 ° C-on

Oldhatóság

Vízben nagyon jól oldódik: 62,5 g / 100 ml 20 ° C-on. Alkoholban, acetonban oldódik. Kismértékben oldódik benzolban. Éterben gyakorlatilag nem oldódik.

Egyéb tulajdonságok

Vízmentes FeCl ₂ nagyon nedvszívó. Ez könnyen abszorbeálja a vizet a környezet, amely egy különböző hidrátok, különösen a tetrahidrát, amelyben minden egyes FeCl ₂ -molekula van 4 H ₂ O molekula kapcsolódik (FeCl _{2 •} 4H ₂ O).

Levegő jelenlétében lassan oxidálódik FeCl _3-ra. Ez azt jelenti, hogy a Fe ²⁺ ion könnyen oxidálódik Fe ³⁺ ionré.

Levegő jelenlétében hevítve gyorsan FeCl ₃ vaskloridot és Fe ₂ O ₃ vas-oxidot képez.

A FeCl ₂ maró hatású a fémekre és a szövetekre.

beszerzése

Az oldatot feleslegben lévő vasfém Fe magas sósav sósavval történő magas hőmérsékleten történő kezelésével nyerik.

Fe ⁰ + 2 HCl → FeCl ₂ + 2 H ⁺

Mivel a víz jelenléte ezen a módszerrel történik, vas-klorid-tetrahidrát FeCl _{2 •} 4H ₂ O-t kapunk.

Néhány kutató úgy döntött, hogy vízmentes (a kristályokba beépített víz nélkül) a vasport vízmentes sósavval (víz nélkül) reagáltatja tetrahidrofurán (THF) oldószerben 5 ° C hőmérsékleten.

Ezen a módon, a vegyület FeCl _{2 •} 1,5THF kapunk, amely, ha melegítjük, 80-85 ° C-on vákuumban vagy nitrogén atmoszféra (hogy elkerüljük a víz jelenlétében) termel, vízmentes FeCl ₂.

Alkalmazások

A vas-kloridnak különféle felhasználási lehetőségei vannak, általában redukciós képességük alapján, vagyis könnyen oxidálható. Például festékekben és bevonatokban használják, mivel segít rögzíteni őket a felületnél.

A vas alapvető mikrotápanyag az emberi és egyes állatok egészségében. Részt vesz a fehérje szintézisében, a légzésben és a sejtek szaporodásában.

Emiatt, FeCl ₂ használják gyógyászati készítményekben. A Fe ²⁺ ion mint olyan jobban felszívódik, mint a bélben a Fe ³⁺ ion.

FeCl ₃ gyártására használják. A kohászatban, vasbevonó fürdőben használják, hogy rugalmasabb lerakódást biztosítsanak.

Itt vannak más kiemelt felhasználások.

A szövetek színezésében

Bizonyos szövetekben a FeCl _2- t lágyítószerként vagy festékrögzítő anyagként használják. A lágyítószer kémiai reakcióba lép, és egyidejűleg kötődik a festékhez és a szövethez, oldhatatlan vegyületet képezve rajta.

Ilyen módon a festék rögzítve marad a szövethez és színe intenzívebbé válik.

A FeCl ₂ vasklorid lehetővé teszi a színek rögzítését a szöveteken. gina pina. Forrás: Wikimedia Commons.

Szennyvízkezelésben

A FeCl _2- t szennyvíz- vagy szennyvíztisztító telepekben (szennyvíz) használják.

Ebben az alkalmazásban a vas-klorid a Fenton-oxidációnak nevezett eljárás révén részt vesz az iszap oxidációjában. Ez az oxidáció az iszap flokkjainak törését okozza, és lehetővé teszi az ehhez erősen kötődő víz felszabadítását.

A szennyvíztisztító telep része, ahol az iszap megfigyelhető. Néha ezt kezeljük ferro-klorid FeCl ₂ úgy, hogy könnyebben elválasztjuk a víztől. Evelyn Simak / szennyvíz Dickleburgh-től északra dolgozik. Forrás: Wikimedia Commons.

Az iszapot ezután száríthatja és környezetbarát módon ártalmatlaníthatja. A vas-klorid felhasználása csökkenti a folyamat költségeit.

A közelmúltban azt is javasolták, hogy alkalmazzák a hidrogén-szulfidgáz vagy hidrogén-szulfid képződésének csökkentésére az említett szennyvízben.

Ily módon csökkenne a gáz által okozott korrózió és a kellemetlen szagok.

Kémiai vizsgálatok során

Redukáló tulajdonságainak (az oxidáns ellentéte) miatt a FeCl ₂ széles körben alkalmazható különféle kutatásokban a kémia, a fizika és a mérnöki laboratóriumokban.

Egyes tudósok vas-klorid gőzöket használtak az értékes fémek, például a platina, a palládium és a ródium kinyerésére a használt katalizátorokból benzinben vagy dízelüzemű járművekben.

Ezeket a katalizátorokat alkalmazzák az emberekre és a környezetre ártalmas gázok eltávolításához. Benzin- vagy dízelüzemű járművek és teherautók kipufogócsövében találhatók.

A jármű kipufogócsöve, ahol nagyobb térfogatú szakasz figyelhető meg, ahol a katalizátor helyezkedik el, hogy a káros gázokat környezetbarát gázokká alakítsák. Ahanix1989 az angol Wikipedia-ban. Forrás: Wikimedia Commons.

Egy bizonyos idő eltelte után a jármű katalizátora elhasználódik és elveszíti hatékonyságát, ezért ki kell cserélni. A kiégett katalizátort eldobják, és erőfeszítéseket tesznek a benne található értékes fémek kinyerésére.

A katalizátor kerámia rácsa, ahol a FeCl2-vel kinyerhető értékes fémek nyomai _találhatók. Global-Kat újrahasznosítás. Forrás: Wikimedia Commons.

A kutatók szerint a vas-kloridból származó vas segítségével ezek a fémek mágneses ötvözeteket képeztek.

Az ötvözeteket mágnesekkel extrahálhatjuk, majd ismert módszerekkel kinyerhetjük az értékes fémeket.

Biokémiai vizsgálatokban

Mivel Fe2 ⁺ kationjával rendelkezik, amely fontos mikrotápanyag emberben és egyes állatokban, a FeCl _2- et biokémiai és orvosi vizsgálatokban használják.

Egyes vizsgálatok kimutatták, hogy a vas-klorid javítja a hideg argon plazma fungicid hatékonyságát.

A hidegplazma az orvosi felületek és műszerek sterilizálására használt technológia. Az OH · hidroxilgyökök képződésén alapul, a környezet páratartalmából. Ezek a gyökök reagálnak a mikroorganizmus sejtfalával és meghalnak.

Ebben a vizsgálatban a FeCl ₂ javította a hideg plazma hatását és felgyorsította egy más fertőtlenítési módszerrel szemben rezisztens gomba eltávolítását.

Egyes tudósok úgy találták, hogy a FeCl ₂ használata lehetővé teszi a hozam növelését a reakcióban, amelyben a cukornád-bagasszól kiindulva nyerik a glükózt.

Mivel a Fe ²⁺ nélkülözhetetlen mikroelem az emberi egészség számára, ebben az esetben a termékben található nyomokban lévő jelenléte nem befolyásolja az embert.

Irodalom

1. Fukuda, S. és mtsai. (2019). Vas-klorid és vas-szulfát javítja a hideg légköri argonplazma fungicid hatékonyságát a melanizált Aureobasidium pullulanokon. J Biosci Bioeng, 2019., 128 (1): 28-32. Helyreállítva az ncbi.clm.nih.gov webhelyről.
2. Ismal, OE és Yildirim, L. (2019). Fémes és biomordanciák. A zöld kémia hatása és kilátásai a textiltechnológiában. 3. fejezet, 57–82. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
3. Zhang, W. et al. (2019). A magnézium-klorid és a vas-klorid kokatalizálása xilo-oligoszacharidokhoz és glükóz előállításához cukornádból készült bagasszából. Bioresour Technol 2019, 291: 121839. Helyreállítva az ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
4. Zhou, X. et al. (2015). Az őshonos vas szerepe az iszap víztelenítésének javításában a peroxidáció révén. Tudományos beszámolók 5: 7516. Helyreállítva az ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
5. Rathnayake, D. et al. (2019). A hidrogén-szulfid szabályozása a csatornákban az oxigénnel történő reakció katalizálásával. Science of the Total Environment 689 (2019) 1192-1200. Helyreállítva az ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
6. Taninouchi, Y. és Okabe, TH (2018). Platinumcsoport fémek kinyerése az elhasznált katalizátorokból vasklorid gőzkezeléssel. Metall és Materi Trans B (2018) 49: 1781. Helyreállítva a link.springer.com webhelyről.
7. Az Egyesült Államok Nemzeti Orvostudományi Könyvtára. (2019). Vas-klorid. Helyreállítva: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. Aresta, M. et al. (1977). Vas (0) Oxidáció hidrogén-kloriddal tetrahidrofuránban: egyszerű módszer vízmentes vas (II) -kloridhoz. Inorganic Chemistry, 16. kötet, 7. szám, 1977. Helyreállítva: pubs.acs.org.
9. Cotton, F. Albert és Wilkinson, Geoffrey. (1980). Fejlett szervetlen kémia. Negyedik kiadás. John Wiley & Sons.