CLORURĂ FEROASĂ (FECL2): STRUCTURĂ, UTILIZĂRI, PROPRIETĂȚI - CHIMIE - 2025

Clorura feroasă este un solid anorganic format prin legarea unui cation Fe ²⁺ și doi anioni de clor Cl ^- . Formula sa chimică este FeCl ₂ . Tinde să absoarbă apa din mediu. Unul dintre hidrații săi este FeCh _{2 •} 4H ₂ O tetrahidrat, care este un solid verzui.

Trebuie remarcat faptul că este foarte solubil în apă și tinde să se oxideze ușor în prezența aerului, formând clorură ferică FeCl ₃ . Deoarece este ușor oxidabil și, prin urmare, capabil să acționeze ca agent reducător, este utilizat pe scară largă în laboratoarele de cercetare chimică și biologică.

Clorură feroasă tetrahidrat FeCl _{2 •} 4H ₂ O solid. Craven. Sursa: Wikimedia Commons.

Clorura feroasă are mai multe utilizări, dintre care se remarcă pentru a ajuta alți agenți în oxidarea nămolului derivat din canalizarea sau tratarea apelor reziduale. De asemenea, este utilizat în procesul de acoperire a metalelor de fier și are unele utilizări în industria farmaceutică.

Utilizarea FeCl ₂ a fost, de asemenea, experimentată în recuperarea metalelor valoroase din catalizatorii cheltuiți găsiți în conductele de eșapament ale benzinelor sau vehiculelor pe motorină.

Este utilizat în industria textilă pentru a fixa culorile în unele tipuri de țesături.

Structura

Clorura feroasă este formată dintr - un feros Fe ²⁺ ioni și doi Cl ^- ionii de clor legați prin legături ionice.

Clorură feroasă FeCl ₂ unde se observă ionii care o compun. Epop. Sursa: Wikimedia Commons.

Ionul ^feroz Fe ²⁺ are următoarea structură electronică:

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

unde se poate observa că a pierdut doi electroni din carcasa 4s.

Această configurație nu este foarte stabilă și din acest motiv tinde să se oxideze, adică să piardă un alt electron, de data aceasta din stratul 3d, formând ionul Fe ³⁺ .

La rândul său, ionul clorură Cl ^- are următoarea structură electronică:

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶

unde puteți vedea că a achiziționat un electron suplimentar în carcasa 3p, completându-l. Această configurație este foarte stabilă, deoarece toate straturile electronice sunt complete.

Nomenclatură

- Clorură feroasă

- Clorură de fier (II)

- Diclorură de fier

- clorura feros tetrahidrat: FeCh _{2 •} 4H ₂ O

Proprietăți

Stare fizică

Cristale solide incolore până la verde pal.

Greutate moleculară

126,75 g / mol

Punct de topire

674 ºC

Punct de fierbere

1023 ºC

Greutate specifică

3,16 la 25 ºC / 4 ºC

Solubilitate

Foarte solubil în apă: 62,5 g / 100 ml la 20 ºC. Solubil în alcool, acetonă. Ușor solubil în benzen. Practic insolubil în eter.

Alte proprietăți

FeCl ₂ anhidru este foarte higroscopic. Se absoarbe cu ușurință apa din mediu, formând o varietate de hidrați, în special tetrahidrat, în care pentru fiecare FeCh ₂ molecule sunt 4 H ₂ O molecule atașate acesteia (FeCl _{2 •} 4H ₂ O).

În prezența aerului, acesta se oxidează încet la FeCl ₃ . Aceasta înseamnă că ionul Fe ²⁺ se oxidează cu ușurință la ionul Fe ³⁺ .

Dacă este încălzit în prezența aerului, acesta formează rapid clorură ferică FeCl ₃ și oxid feric Fe ₂ O ₃ .

FeCl ₂ este coroziv pentru metale și țesături.

Obținerea

Se obține prin tratarea unui exces de fier de fier Fe cu o soluție apoasă de acid clorhidric HCl la temperaturi ridicate.

Fe ⁰ + 2 HCl → FeCl ₂ + 2 H ⁺

Cu toate acestea, datorită prezenței apei prin această metodă, clorura feroasă tetrahidrat FeCl _{2 •} 4H ₂ O se obține.

Pentru a-l obține anhidru (fără apă încorporată în cristale), unii cercetători au ales să efectueze reacția pulberii de fier cu HCl anhidru (fără apă) în solventul tetrahidrofuran (THF) la o temperatură de 5 ºC.

În acest fel, este obținut compusul FeCl _{2 •} 1,5THF, care atunci când este încălzit la 80-85 ºC sub vid sau într-o atmosferă de azot (pentru a evita prezența apei) produce FeCl ₂ anhidru.

Aplicații

Clorura feroasă are diverse utilizări, în general pe baza capacității sale de reducere, adică poate fi oxidată cu ușurință. Este folosit de exemplu în vopsele și învelișuri, deoarece ajută la fixarea lor la suprafață.

Fierul este un micronutrient esențial pentru sănătatea oamenilor și a anumitor animale. Este implicat în sinteza proteinelor, în respirație și înmulțirea celulelor.

Din acest motiv, FeCl ₂ este utilizat în preparate farmaceutice. Ionul Fe ²⁺ ca atare este mai bine absorbit decât ionul Fe ³⁺ din intestin.

Este utilizat pentru fabricarea FeCl ₃ . Este utilizat în metalurgie, în băi de acoperire cu fier, pentru a asigura un depozit mai ductil.

Iată alte utilizări prezentate.

În colorarea țesăturilor

FeCl ₂ este utilizat ca fixant de mordant sau colorant în unele tipuri de țesături. Mordantul reacționează chimic și se leagă simultan de colorant și țesătură, formând un compus insolubil pe el.

În acest fel, colorantul rămâne fixat pe țesătură și culoarea acesteia se intensifică.

Clorura de fier FeCl ₂ permite culorile să se fixeze pe țesături. gina pina. Sursa: Wikimedia Commons.

În tratarea apelor uzate

FeCl ₂ este utilizat în stațiile de epurare sau de epurare (apele de canalizare).

În această aplicație, clorura feroasă participă la oxidarea nămolului, printr-un proces numit oxidarea Fenton. Această oxidare provoacă ruperea flocurilor de nămol și permite eliberarea apei care este puternic legată de aceasta.

Secțiunea unei stații de epurare în care se poate observa nămolul. Uneori, acest lucru este tratat cu clorură feroasă FeCl _2, astfel încât să poată fi mai ușor separat de apă. Evelyn Simak / Lucrări de canalizare la nord de Dickleburgh. Sursa: Wikimedia Commons.

Nămolul poate fi apoi uscat și eliminat într-un mod ecologic. Utilizarea clorurii feroase ajută la reducerea costurilor procesului.

De asemenea, recent s-a propus utilizarea acesteia pentru a reduce formarea de gaz hidrogen sulfurat sau hidrogen sulfurat în apele menajere menționate.

În acest fel, coroziunea produsă de acest gaz și, de asemenea, mirosurile neplăcute ar fi reduse.

În studii chimice

Datorită proprietăților sale de reducere (opusul oxidantului), FeCl ₂ este utilizat pe scară largă în diverse investigații în laboratoare de chimie, fizică și inginerie.

Anumiți oameni de știință au folosit vapori de clorură feroasă pentru a extrage metale valoroase precum platina, paladiul și rodiul din catalizatorii cheltuiți pe benzină sau pe vehiculele pe motorină.

Acești catalizatori sunt folosiți pentru a îndepărta gazele dăunătoare pentru om și mediu. Sunt amplasate în conducta de eșapament a mașinilor și camioanelor care circulă cu benzină sau motorină.

Țeava de evacuare a unui vehicul în care se observă o secțiune mai voluminoasă, care este amplasarea catalizatorului pentru a converti gazele dăunătoare în gaze prietenoase cu mediul. Ahanix1989 la Wikipedia engleză. Sursa: Wikimedia Commons.

După un anumit timp, catalizatorul vehiculului se uzează și își pierde eficacitatea și trebuie înlocuit. Catalizatorul cheltuit este aruncat și se depun eforturi pentru recuperarea metalelor valoroase pe care le conține.

Grila ceramica a catalizatorului unde _{se gasesc} urmele metalelor valoroase care trebuie recuperate cu FeCl ₂ . Reciclarea Global-Kat. Sursa: Wikimedia Commons.

Potrivit cercetătorilor, cu fierul din clorură feroasă, aceste metale au format aliaje magnetice.

Aliajele ar putea fi extrase cu magneți și apoi metalele valoroase recuperate prin metode cunoscute.

În studii biochimice

Deoarece are cationul Fe ²⁺ , care este un micronutrient important la om și la unele animale, FeCl ₂ este utilizat în studii biochimice și medicale.

Anumite studii au arătat că clorura feroasă îmbunătățește eficacitatea fungicidă a plasmei cu argon rece.

Plasma rece este o tehnologie folosită pentru sterilizarea suprafețelor și instrumentelor medicale. Se bazează pe formarea radicalilor hidroxil OH · din umiditatea mediului. Acești radicali reacționează cu peretele celular al microorganismului și provoacă moartea acestuia.

În această investigație, FeCl _{2 a} îmbunătățit efectul plasmei reci și a accelerat eliminarea unei ciuperci rezistente la alte metode de dezinfectare.

Unii oameni de știință au descoperit că utilizarea FeCl ₂ permite creșterea randamentului în reacții pentru a obține glucoză pornind de la baga pentru cana de zahăr.

În acest caz, din moment ce Fe ^{2+ este} un microelement esențial pentru sănătatea umană, prezența sa în urme în produs nu ar afecta oamenii.

Referințe

1. Fukuda, S. și colab. (2019). Clorura feroasă și sulfatul feros îmbunătățesc eficacitatea fungicidă a plasmei argonului atmosferic rece pe pullulans Aureobasidium melanizați. J Biosci Bioeng, 2019, 128 (1): 28-32. Recuperat din ncbi.clm.nih.gov.
2. Ismal, OE și Yildirim, L. (2019). Mordanți și biomordanți metalici. În Impactul și perspectivele chimiei verzi pentru tehnologia textilelor. Capitolul 3, p. 57-82. Recuperat de la sciencedirect.com.
3. Zhang, W. și colab. (2019). Co-cataliză a clorurii de magneziu și clorurii feroase pentru xilo-oligozaharide și producției de glucoză din bagața cu zahăr. Bioresour Technol 2019, 291: 121839. Recuperat din ncbi.nlm.nih.gov.
4. Zhou, X. și colab. (2015). Rolul fierului autohton în îmbunătățirea deparazitării nămolului prin peroxidare. Rapoarte științifice 5: 7516. Recuperat din ncbi.nlm.nih.gov.
5. Rathnayake, D. și colab. (2019). Controlul sulfurii de hidrogen în canalizări prin catalizarea reacției cu oxigen. Știința mediului total 689 (2019) 1192-1200. Recuperat din ncbi.nlm.nih.gov.
6. Taninouchi, Y. și Okabe, TH (2018). Recuperarea metalelor din grupul de platină de la catalizatorii cheltuiți folosind tratamentul cu vapori cu clorură de fier. Metall și Materi Trans B (2018) 49: 1781. Recuperat de pe link.springer.com.
7. Biblioteca Națională de Medicină din SUA. (2019). Clorură feroasă. Recuperat din: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. Aresta, M. și colab. (1977). Fier (0) Oxidarea cu clorură de hidrogen în tetrahidrofuran: o cale simplă de clorură de fier anhidru (II). Chimie anorganică, vol. 16, nr. 7, 1977. Recuperat din pubs.acs.org.
9. Cotton, F. Albert și Wilkinson, Geoffrey. (1980). Chimie anorganică avansată. A patra editie. John Wiley & Sons.