- Struktur
- nomenklatur
- Egenskaper
- Fysisk tilstand
- Molekylær vekt
- Smeltepunkt
- Kokepunkt
- Spesifikk vekt
- løselighet
- Andre egenskaper
- Å skaffe
- applikasjoner
- I fargelegging av stoffer
- Ved rensing av avløpsvann
- I kjemiske studier
- I biokjemiske studier
- referanser
Den ferroklorid er et uorganisk faststoff som dannes ved binding av et kation Fe 2+ og to kloridanioner Cl - . Den kjemiske formelen er FeCl 2 . Det har en tendens til å absorbere vann fra omgivelsene. Et av hydratene er FeCl 2 • 4H 2 O tetrahydrat, som er et grønnaktig fast stoff.
Det bør bemerkes at det er meget oppløselig i vann og har en tendens til å oksidere lett i nærvær av luft, danner ferriklorid FeCl 3 . Fordi det lett kan oksideres og derfor kan fungere som et reduksjonsmiddel, brukes det mye i kjemiske og biologiske forskningslaboratorier.
Ferroklorid tetrahydrat FeCl 2 • 4 H 2 O, fast stoff. Craven. Kilde: Wikimedia Commons.
Jernholdig klorid har flere bruksområder, blant annet det skiller seg ut for å hjelpe andre midler i oksidasjon av slam fra avløp eller kloakkbehandling. Det brukes også i prosessen med jernbeleggingsmetaller og har noen anvendelser i farmasøytisk industri.
Bruken av FeCl 2 er også blitt eksperimentert med å utvinne verdifulle metaller fra brukte katalysatorer funnet i eksosrørene til bensin- eller dieseldrevne kjøretøyer.
Det brukes i tekstilindustrien for å fikse fargene i noen typer stoff.
Struktur
Jernholdig klorid består av en jernholdig Fe 2+ -ion og to Cl - kloridioner forbundet med ioniske bindinger.
Jernholdig klorid FeCl 2 der ionene som utgjør den blir observert. Epop. Kilde: Wikimedia Commons.
Jernholdige ion Fe 2+ har følgende elektroniske struktur:
1s 2 , 2s 2 2p 6 , 3s 2 3p 6 3d 6 , 4s 0
hvor det kan sees at den mistet to elektroner fra 4s-skallet.
Denne konfigurasjonen er ikke veldig stabil, og av denne grunn har den en tendens til å oksidere, det vil si å miste et annet elektron, denne gangen fra 3d-laget, og danner Fe 3+ -ionet .
For sin del, kloridionet Cl - har den følgende elektroniske struktur:
1s 2 , 2s 2 2p 6 , 3s 2 3p 6
hvor du kan se at den skaffet seg et ekstra elektron i 3p-skallet, og fullførte det. Denne konfigurasjonen er veldig stabil fordi alle elektroniske lag er komplette.
nomenklatur
- Jernholdig klorid
- Jern (II) klorid
- Jern diklorid
- Jernkloridtetrahydrat: FeCl 2 • 4H 2 O
Egenskaper
Fysisk tilstand
Fargeløs til blekgrønn fast, krystaller.
Molekylær vekt
126,75 g / mol
Smeltepunkt
674 ºC
Kokepunkt
1023 ºC
Spesifikk vekt
3,16 ved 25 ºC
løselighet
Svært løselig i vann: 62,5 g / 100 ml ved 20 ºC. Løselig i alkohol, aceton. Lett løselig i benzen. Praktisk uoppløselig i eter.
Andre egenskaper
Vannfri FeCl 2 er veldig hygroskopisk. Det absorberer lett vann fra omgivelsene, som danner en rekke av hydrater, særlig tetrahydratet, der for hver FeCl 2 -molekylet er det 4 H 2 O molekyler som er knyttet til den (FeCl 2 • 4 H 2 O).
I nærvær av luft oksiderer den sakte til FeCl 3 . Dette betyr at Fe 2+ -ionet lett oksideres til Fe 3+ -ionet .
Ved oppheting i nærvær av luft, det hurtig dannes ferriklorid FeCl 3 og ferrioksyd Fe 2 O 3 .
FeCl 2 er etsende på metaller og stoffer.
Å skaffe
Det oppnås ved å behandle et overskudd av jernmetall Fe med en vandig oppløsning av saltsyre HCl ved høye temperaturer.
Fe 0 + 2 HCl → FeCl 2 + 2 H +
Imidlertid, på grunn av tilstedeværelsen av vann ved denne metode, tetrahydrat FeCl ferroklorid 2 • 4 H 2 O blir oppnådd.
For å oppnå det vannfritt (uten vann innlemmet i krystallene) har noen forskere valgt å utføre reaksjonen av jernpulver med vannfri HCl (uten vann) i løsningsmidlet tetrahydrofuran (THF) ved en temperatur på 5 ºC.
På denne måten ble forbindelsen FeCl 2 • er 1,5THF oppnås, som når de varmes opp til 80-85 ° C under vakuum eller i en nitrogenatmosfære (for å unngå nærvær av vann) produserer vannfritt FeCl 2 .
applikasjoner
Jernholdig klorid har forskjellige bruksområder, generelt basert på reduserende kapasitet, det vil si at det lett kan oksideres. Det brukes for eksempel i maling og belegg, da det hjelper til med å feste dem til overflaten.
Jern er et essensielt mikronæringsstoff for menneskers og dyrs helse. Det er involvert i proteinsyntese, i respirasjon og i multiplisering av celler.
Av denne grunn blir FeCl 2 brukt i farmasøytiske preparater. Fe 2+ -ionet som sådan absorberes bedre enn Fe 3+ -ionet i tarmen.
Den brukes til fremstilling av FeCl 3 . Det brukes i metallurgi, i jernbeleggningsbad, for å gi en mer duktil avsetning.
Her er andre funksjoner.
I fargelegging av stoffer
FeCl 2 brukes som en fiksering eller fargestoff i noen typer stoff. Mordanten reagerer kjemisk og binder samtidig til fargestoffet og stoffet, og danner en uoppløselig forbindelse på det.
På denne måten forblir fargestoffet fast på stoffet og fargen intensiveres.
Ferrous Chloride FeCl 2 lar farger fikse på tekstiler. gina pina. Kilde: Wikimedia Commons.
Ved rensing av avløpsvann
FeCl 2 brukes i renseanlegg (avløpsvann).
I denne applikasjonen deltar jernklorid i oksidasjonen av slammet, gjennom en prosess som kalles Fenton oksidasjon. Denne oksidasjonen forårsaker brudd på gjørmeflokkene og tillater frigjøring av vannet som er sterkt bundet til det.
Del av et avløpsrenseanlegg hvor slammet kan observeres. Noen ganger blir dette behandlet med jernholdig klorid FeCl 2 slik at det lettere kan skilles fra vannet. Evelyn Simak / Sewage jobber nord for Dickleburgh. Kilde: Wikimedia Commons.
Slammet kan deretter tørkes og kastes på en miljøvennlig måte. Bruk av jernholdig klorid bidrar til å redusere kostnadene ved prosessen.
Det har også nylig blitt foreslått å bruke det for å redusere dannelsen av hydrogensulfidgass eller hydrogensulfid i nevnte avløpsvann.
På denne måten vil korrosjonen produsert av denne gassen og også ubehagelige lukt reduseres.
I kjemiske studier
På grunn av dens reduserende egenskaper (det motsatte av oksiderende), er FeCl 2 mye brukt i forskjellige undersøkelser innen kjemi, fysikk og ingeniørlaboratorier.
Enkelte forskere brukte jernholdige kloriddamper for å trekke ut verdifulle metaller som platina, palladium og rodium fra brukte katalysatorer i bensin eller dieseldrevne kjøretøy.
Disse katalysatorene brukes til å fjerne gasser som er skadelige for mennesker og miljø. De er plassert i eksosrøret til biler og lastebiler som kjører på bensin eller diesel.
Eksosrør til et kjøretøy der en mer voluminøs seksjon er observert, og det er her katalysatoren er plassert for å omdanne skadelige gasser til vennlige gasser med miljøet. Ahanix1989 på engelsk Wikipedia. Kilde: Wikimedia Commons.
Etter en viss tid slites kjøretøyets katalysator og mister effektiviteten og må byttes ut. Den brukte katalysatoren kastes og det arbeides for å gjenvinne de verdifulle metaller den inneholder.
Keramisk gitter av katalysatoren hvor sporene av verdifulle metaller som skal utvinnes med FeCl2 er lokalisert . Global-Kat Gjenvinning. Kilde: Wikimedia Commons.
I følge forskerne dannet disse metaller magnetiske legeringer med jern fra jernklorid.
Legeringene kunne ekstraheres med magneter og deretter de verdifulle metaller utvinnes ved hjelp av kjente metoder.
I biokjemiske studier
Fordi den har Fe 2+ -kation , som er et viktig mikronæringsstoff i mennesker og noen dyr, brukes FeCl 2 i biokjemiske og medisinske studier.
Enkelte studier har vist at jernholdig klorid forbedrer soppdrepende effekt av kaldt argonplasma.
Kald plasma er en teknologi som brukes til sterilisering av medisinske overflater og instrumenter. Det er basert på dannelse av hydroksylradikaler OH · fra fuktigheten i omgivelsene. Disse radikalene reagerer med celleveggen i mikroorganismen og forårsaker dens død.
I denne undersøkelsen forbedret FeCl 2 effekten av kaldt plasma og akselererte eliminering av en sopp som var resistent mot andre desinfeksjonsmetoder.
Noen forskere fant at bruk av FeCl 2 gjør det mulig å øke utbyttet i reaksjonene for å få glukose fra sukkerrørbagasse.
I dette tilfellet, siden Fe 2+ er et viktig mikroelement for menneskers helse, vil dens tilstedeværelse i spor i produktet ikke påvirke mennesker.
referanser
- Fukuda, S. et al. (2019). Jernklorid og jernholdig sulfat forbedrer soppdrepende virkning av kaldt atmosfærisk argonplasma på melanisert Aureobasidium pullulans. J Biosci Bioeng, 2019, 128 (1): 28-32. Gjenopprettet fra ncbi.clm.nih.gov.
- Ismal, OE og Yildirim, L. (2019). Metallholdere og biomordanter. I Effekten og utsiktene til grønn kjemi for tekstilteknologi. Kapittel 3, s. 57-82. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
- Zhang, W. et al. (2019). Ko-katalyse av magnesiumklorid og jernklorid for xylo-oligosakkarider og glukoseproduksjon fra sukkerrørbagasse. Bioresour Technol 2019, 291: 121839. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
- Zhou, X. et al. (2015). Innfødt jerns rolle for å forbedre avvannbarhet av slam gjennom peroksidasjon. Vitenskapelige rapporter 5: 7516. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
- Rathnayake, D. et al. (2019). Hydrogensulfidkontroll i kloakk ved å katalysere reaksjonen med oksygen. Science of the Total Environment 689 (2019) 1192-1200. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
- Taninouchi, Y. og Okabe, TH (2018). Gjenvinning av platinagruppemetaller fra brukte katalysatorer ved bruk av jernkloriddampbehandling. Metall og Materi Trans B (2018) 49: 1781. Gjenopprettet fra link.springer.com.
- US National Library of Medicine. (2019). Jernholdig klorid. Gjenopprettet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Aresta, M. et al. (1977). Jern (0) oksidasjon med hydroklorid i tetrahydrofuran: en enkel måte å vannfri jern (II) klorid. Inorganic Chemistry, bind 16, nr. 7, 1977. Gjenopprettet fra pubs.acs.org.
- Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avansert uorganisk kjemi. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.