Химия - комплексная подготовка к внешнему независимому оцениванию. Хлорид железа

Хлорное железо - средняя соль трехвалентного железа и соляной кислоты. На вид это химическое сырье представляет собой мягкую кристаллическую массу ржаво-коричневато-черного цвета. Температура его кипения составляет 319°С, температура плавления - 309°С. Хлорное железо образуется в результате нагревания железа с хлором. Его можно получить также как побочный продукт при производстве хлорида титана TiCl4 и хлорида алюминия AlCl3. Еще один способ получения хлорного железа – горячее хлорирование или окисление раствора FeCl2 с последующим выпариванием раствора FeCl3.

Сфера применения хлорного железа достаточно широка. Его используют как коагулянт для очистки воды, как катализатор в органическом синтезе, как протраву в процессе окрашивания тканей, а также для приготовления железных пигментов и прочих солей железа. Еще раствор хлорного железа используют для травления печатных плат.

Достаточно широкое распространение хлорное железо получило в качестве коагулянта в процессе очистки промышленных и городских сточных вод. По сравнению с другими коагулянтами, в частности с сернокислым алюминием, этот химический продукт имеет важное преимущество – хлорид железа наделен высокой скоростью осаждения разнообразных примесей. В результате гидролиза хлорное железо образует малорастворимый гидроксид железа. В процессе его образования захватываются различные органические и неорганические примеси, образуя при этом рыхлые хлопья, которые легко удаляются из очищаемых стоков. Такие хлопья, плотностью 1001–1100 г/л и размером 0,5–3,0 миллиметров, имеют довольно большую поверхность с отличной сорбционной активностью. В процессе их образования в структуру включаются взвешенные вещества (крупные микроорганизмы, клетки планктона, ил, остатки растений), коллоидные частицы, а также часть ионов загрязнений, ассоциированных на поверхности данных частиц. При помощи данного продукта процесс осаждения шлама протекает намного быстрее и глубже. Еще одно преимущество хлорного железа - его благоприятное влияние на биохимическое разложение шлама. Для качественной очистки сточных вод на один кубический метр требуется 30 г хлорного железа. Очистка вод хлорным железом уменьшает содержание растворимых примесей до 25 процентов, а нерастворимых до 95 процентов. В процессе проведения очистки сточных промышленных и городских вод ядовитые соединения и микроорганизмы разрушаются гипохлоритом натрия.

Благодаря своим ярко выраженным кислотным свойствам хлорид железа используется как катализатор в процессах органического синтеза, при получении термостойких смол и окисления нефтяных битумов. Железо хлорное - энергичный хлорирующий агент, поэтому он применяется для избирательного извлечения некоторых компонентов руд. В частности, это химическое сырье требуется в ароматических углеводородах для реакции электрофильного замещения. Хорошо известно также применение водных растворов хлорного железа. Обладая достаточно мягкими травильными свойствами, они используются в электронной промышленности и приборостроении для травления печатных плат, металлических деталей и медной фольги. Применяется хлорное железо и в строительстве. Его используют как добавку к портландцементу для ускорения процесса схватывания. Добавка хлорного железа значительно увеличивает прочность бетона. Используется этот продукт и в других сферах жизнедеятельности человека, в частности:
с его помощью осветляются природные воды в системах водоподготовки;
удаляется масло из стоков масложировых комбинатов;
он используется при очистке сточных вод кожевенно-меховых предприятий от соединений хрома;
для смягчения хозяйственно-питьевой воды;
а также в хлорорганическом синтезе

Хлорид железа (III) в виде раствора можно приготовить в лаборатории или в домашних условиях. Потребуется термостойкая неметаллическая посуда и чистая горячая или дистиллированная). После растворения и отстаивания получается темно-коричневая жидкость. Есть ряд особенностей приготовления раствора хлорного железа, о которых следует узнать до того, как начинать работу с ним.

Хлорное железо

Безводное хлорное железо, выпускаемое химической промышленностью — FeCl 3 , — кристаллы темно-коричневого цвета с оттенками красного, фиолетового, темно-зеленого. Молярная масса — 162,21 г/моль. Плавится вещество при температуре 307,5 °C, при 500 °C начинает разлагаться. В 100 г воды растворяется навеска безводной соли:

• 74,4 г (0 °C);
• 99 г (25 °C);
• 315 г (50 °C);
• 536 г (100 °C).

Безводный (III) — очень гигроскопичное вещество, быстро притягивает влагу из окружающей среды. На воздухе взаимодействует с водой, превращаясь в желтые кристаллы гексагидрата FeCl 3 + 6Н 2 О. Массовая доля безводного хлорного железа в веществе, приобретенном в торговой сети, достигает 95%. Присутствует небольшое количество хлористого железа FeCl 2 и нерастворимых примесей. Торговое название — «Хлорное железо». Вещество пожаро- и взрывобезопасное, но его раствор оказывает коррозийное влияние на металлические предметы.

Гексагидрат хлорида железа (III)

Кроме безводного промышленность выпускает кристаллогидрат, в нем массовая доля хлорного железа (III) составляет 60%. Вещество представляет собой желто-бурую кристаллическую массу или рыхлые куски того же оттенка. Важная отличительная черта ионов двух- и трехвалентного железа — цвет. Для степени окисления Fe 2+ характерен зеленоватый оттенок, шестиводный кристаллогидрат хлористого железа — голубовато-зеленое вещество. В степени окисления Fe 3+ ионы приобретают цвет от желтого до коричневого. Для качественного определения на раствор хлорного железа действуют реактивами:

• NaOH (появляется бурый осадок Fe(OH) 3);
• K 4 (появляется осадок KFe синего цвета);
• KCNS, NaCNS (образуется роданид железа Fe(CNS) 3 красного цвета).

Как развести хлорное железо

Хлорид железа (III) в виде раствора коричневого или красного цвета можно найти в торговой сети, приготовить в лаборатории или в домашних условиях. В последнем случае обязательно потребуется термостойкая неметаллическая посуда (стеклянная, пластиковая, керамическая). Воду для растворения соли можно взять из-под крана. Безопаснее — кипяченая или дистиллированная. Нагретую до 50-70 °C воду помещают в емкость, а затем малыми порциями насыпают вещество. Пропорции хлорного железа и воды — 1:3. Если готовить раствор из кристаллогидрата, то воды потребуется меньше, ведь она содержится в кристаллогидрате (40% от массы). Добавляют вещество в раствор понемногу, каждая порция — около 5-10 г. Сразу насыпать всю навеску не рекомендуется из-за бурного характера реакции гидратации. Нельзя использовать металлическую посуду (ложки, шпатели). Соль должна полностью раствориться в теплой воде, для чего кристаллы нужно хорошо перемешать с жидкостью. Ускоряет процесс добавление соляной кислоты (1/10 от массы кристаллов). После отстаивания в течение нескольких часов на дне может появиться осадок из-за присутствия в навеске и образования в ходе реакции гидроксида железа. Следует профильтровать готовый раствор темно-коричневого цвета и хранить в плотно закрытой пластиковой таре при умеренной температуре и отсутствии прямого солнечного освещения.

Применение хлорного железа в промышленности и коммунальном хозяйстве. Бытовое использование

Соли железа находят применения во многих сферах. Хлорид трехвалентного металла используется для обработки воды, металлов и закрепления красок. Вещество применяется в промышленном органическом синтезе (катализатор, окислитель). Особенно ценятся коагулирующие свойства иона Fe 3+ в очистке коммунальных и производственных стоков. Под действием хлорида железа мелкие нерастворимые частички примесей слипаются и осаждаются. Также происходит связывание части растворимых загрязнений, которые удаляют на очистных сооружениях. Кристаллогидрат и безводная соль FeCl 3 применяются в процессах травления металлических печатных форм. Добавляют вещество в бетон для укрепления его прочности.

Химические явления при травлении плат. Меры безопасности

Популярное химическое вещество для травления печатных плат — хлорное железо. Раствор для этих целей готовят из 0,150 кг соли и 0,200 л теплой воды. В нем содержатся ионы Fe 3+ , Cl - , а при гидролизе образуется соединение коричневого цвета — гидроксид трехвалентного железа. Процесс идет по схеме: FeCl 3 + 3HOH↔ Fe(OH) 3 + 3Cl - + 3H + . Недостаток метода заключается в загрязнении платы побочными продуктами реакции, которые затрудняют дальнейшее травление. Сама соль — нелетучее вещество, но в процессе взаимодействия с водой выделяет едкие пары. Работу необходимо проводить на свежем воздухе или в хорошо проветриваемой комнате. Попадание раствора на кожу и слизистые оболочки приводит к раздражению и может вызвать дерматиты. Следует использовать средства индивидуальной защиты (очки, перчатки). При соприкосновении с едким раствором необходимо промыть кожу большим количеством воды.

FeCl 3 Мол. в. 162,21

FeCl 3 ·6H 2 O Мол. в. 270,30

Свойства

Безводный препарат - черно-коричневые кристаллические корки или большие пластинчатые кристаллы гексагональной системы, гранатово-красные в проходящем и зеленые с металлическим блеском в отраженном свете. Пл. 2,898 г/см 3 . При 309 °С препарат плавится в подвижную красную жидкость, кипящую при 319 °С с частичным разложением. Однако уже при 100 °С FeCl 3 заметно улетучивается. На воздухе жадно притягивает влагу и расплывается. Очень хорошо растворим в воде (47,9% при 20 °С, со значительным выделением тепла), хорошо растворим в этиловом спирте, глицерине, диэтиловом эфире и ацетоне, мало растворим в бензоле. Раствор FeCl 3 в некоторых органических растворителях на свету восстанавливается в FeCl 2 , при этом растворитель окисляется или хлорируется, например FeCl 3 и этиловый спирт образуют FeCl 2 и ацетальдегид.

Кристаллогидрат FeCl 3 ·6H 2 O - красно-коричневая влажная на ощупь, довольно мягкая кристаллическая масса. Из водных растворов кристаллизуется иногда в полушаровидных агрегатах лучисто-кристаллического строения. Во влажном воздухе быстро расплывается. Т. пл. 37 °С; улетучивается уже при 100 °С. Выше 250 °С распадается на Fe 2 O 3 , FeCl 3 , Cl 2 и HCl. Препарат очень хорошо растворим в воде, растворим в этиловом спирте, глицерине и диэтиловом эфире.

Приготовление безводного FeCl 3

В трубку 4 из тугоплавкого стекла (рис. 20) помещают 70 г не слишком тонкой железной проволоки, высушенной при 110 °С и охлажденной в эксикаторе (еще лучше использовать стружки железа Армко). Эту трубку присоединяют с помощью резиновой пробки к широкогорлой банке 5 емкостью 1 л. Другой конец трубки 4 соединяют с системой для осушки хлора, состоящей из промывалки 1 с конц. H 2 SO 4 и трубки 3 с P 2 O 5 ; склянка 2 является предохранительной на случай закупоривания трубки 4 возгоняющимся FeCl 3 . из прибора вытесняют воздух хлором и нагревают трубку 4 пламенем горелки, поддерживая ток хлора таким, чтобы в поглотительной склянке 8 с раствором NaOH проходили лишь редкие пузырьки газа.

Образующийся FeCl 3 возгоняется в банку 5. Сразу же по окончании реакции банку 5 отсоединяют и немедленно закрывают заранее приготовленной притертой пробкой.

Выход ~200 г (почти 100%). Для окончательной очистки FeCl 3 можно подвергнуть повторной возгонке в токе хлора, но и без этого препарат вполне пригоден для большинства целей.

Приготовление кристаллогидрата FeCl 3 ·6H 2 O

Сначала получают раствор FeCl 2 , растворяя металлическое железо в соляной кислоте, а затем окисляют его хлором:

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 б

2FeCl 2 + Cl 2 = 2FeCl 3

Работу следует проводить под тягой.

В коническую колбу емкостью 1 л, содержащую 740 мл 25%-ной соляной кислоты (ч. д. а.), прибавляют небольшими порциями 120 г чистых железных стружек (огнеопасно - водород !). Когда бурный период реакции закончится, раствор нагревают до 80-90 °С, фильтруют и полученный раствор FeCl 2 (около 700 мл) хлорируют в аппарате, изображенном на рис. 21.

Раствор FeCl 2 из напорной склянки 1 подают в абсорбер 3 со скоростью 5 мл/мин. Абсорбером служит колонка высотой 100 см и диаметром 4 см, заполненная обрезками стеклянных трубок диаметром 6-8 мм и длиной 3 см. Снизу в колонку пускают хлор со скоростью 6 л/мин. Газ предварительно для промывки просасывают через склянку 2 с водой. Избыток хлора через склянку Тищенко 4 уводится в тягу.

Хлорированный раствор стекает из колонки по сифону в приемник 5. Процесс должен быть отрегулирован так, чтобы окисление было полным (проба жидкости не должна давать синего осадка с раствором K 3 Fe(CN) 6).

Раствор из приемник 5 переносят в фарфоровую чашку и упаривают при 90-95 °С точно до пл. 1,659 (при 25 °С). Несоблюдение этого условия приведет к тому, что либо раствор не будет кристаллизоваться, либо произойдет выделение другого, метастабильного кристаллогидрата. Оставшийся раствор охлаждают до 4 °С, изредка перемешивая. Выделившиеся кристаллы отсасывают на воронке Бюхнера и переносят их в банку с притертой пробкой.

Выход 500 г (66% по железу). Полученный препарат обычно соответствует реактиву квалификации ч. д. а., но иногда удается получать препарат х. ч.

Хлорид железа (хлорное железо, трихлорид железа, FeCl 3) – химический реактив, в состав которого входит соляная кислота и трехвалентное железо. Хлорид железа на вид мягкой кристаллообразной формы фиолетового, зеленого, коричневато-красноватого или темно-коричневого цвета с металлическим блеском, гигроскопичен. При взаимодействии с воздухом напоминает мокрый песок – приобретает желтоватый оттенок. Образованные гидраты хорошо растворяются в воде, эфире, ацетоне и спирте. Интервал от температуры кипения до температуры плавления составляет от 319° С до -309° С. Природным источником для получения хлорного железа является молизит (минерал). Самый простой метод получения данного химического реактива – это нагревание железы с хлором до определенной температуры. Как побочный продукт получается в результате горячего хлорирования или окисления FeCl 2 с дальнейшим выпариванием хлорида железа.

Сферы применения

Благодаря своему уникальному составу химический реактив нашел свое широкое применение во многих отраслях промышленности:
- текстильной (при окрашивании тканей);
- химической (при изготовлении железных пигментов и других солей железа);
- электронной (при работе с печатными платами);
- экологической (при очистке сточных вод);
- пищевой (улучшитесь муки, при изготовление хлебобулочных изделий);
- издательском производстве (как реактив в фотографии);
- ювелирном производстве;
- металлургии (при металлообработке);
- пивоваренной.

Хлорное железо в фармакологии и медицине

Хлорид железа является незаменимым элементом для нормальной жизнедеятельности организма. Его недостаток может привести к серьезным заболеваниям. Благодаря железу в виде солей организм быстро восполняется им и принимает участие в следующих процесах:
- является дополнительным источником поступления железа в организм (при его пониженном содержании - анемии);
- регулирует окислительно-восстановительные реакции (связывает кислород), стимулирует эритропоэз;
- восстанавливает кровопотери при травмах;
- при снижении всасывания железа (в период интенсивного роста, во время беременности);
- для остановки кровотечения (ватку с раствором наложить на рану).

Меры предосторожности при работе с хлоридом железа

Учитывая сильно окрашиваемый эффект при контакте с хлорным железом следует помнить: во избежание потемнения зубов лекарственный препарат на основе такого химического реактива нужно принимать вовнутрь только через трубочку. При изменении стула следует уменьшить разовую дозу, но увеличивать при этом кратность назначения. Не рекомендуется принимать препарат при нарушениях функции желудочно-кишечного тракта. При попадании хлорного железа на кожу следует хорошо промыть водой с мылом. В случае попадания на слизистую может вызвать ожоги. Рекомендуется как первая помощь - обильное промывание чистой водой, далее – лечение у врача.

Также нужно помнить, что данный химический реактив пожаро- и взрывоопасен. Хранить хлорное железо нужно в закрытой упаковке вдали от солнечных лучей и нагревательных приборов.

Получение хлорида железа в домашних или лабораторных условиях

1 способ. В лабораторную посуду или лабораторную посуду из стекла положить обыкновенной ржавчины и разбавить соляной кислотой в соотношении 1:3. Полученный химический реактив (характерный признак – желтовато-коричневый цвет) через 2-3 дня сливают и при необходимости пропускают через фильтровальную бумагу.

2 способ. В лабораторную посуду из стекла наливают соляную кислоту и небольшими порциями добавляют сурик железный. Важно помнить, что при работе с едкими химическими реактивами, а к ним относится и соляная кислота, следует соблюдать меры безопасности. Лабораторные работы проводить в печатках смотровых или перчатках нитриловых, фартуке и защитной маске.

После проведенных лабораторных работ помещение следует хорошо проветрить, так как пары железа могут вызвать поражения органов дыхания, зрения и кожных покровов.

Где хлорное железо купить в Москве ?

Идеальным магазином, где можно хлорное железо купить в Москве, является магазин химических реактивов Москва розница «Прайм Кемискалс Групп». В нашем интернет-магазине представлены все виды лабораторного оборудования и приборов, лабораторной посуды, лабораторной посуды из стекла, резинотехнических изделий, лабораторного стекла. Вся продукция прошла контроль качества на заводе-изготовителе и отвечает всем стандартам ГОСТ.

Железа (II) хлорид

Химические свойства

Формула Хлорида Железа: FeCl2 .

Данное соединение представляет собой среднюю соль соляной кислоты и железа. Вещество – кристаллы без цвета, которые окисляются и желтеют на воздухе. Температура плавления = 677 градусов Цельсия. Средство хорошо растворяется в воде, ацетоне и этиловой спирте , нерастворимо в диэтиловом эфире . Молярная масса вещества = 126,7 грамм на моль.

Хлорид железа 2 имеет свойство выкристаллизовываться из водных растворов. Также вещество в сухом виде при нагревании в присутствии воздуха легко окисляется до хлорида железа 3 , который обладает несколько другими химическими свойствами.

Получение Хлорида Железа

Соединение можно получить путем растворения металла железа в соляной кислоте , например при правлении изделии из стали. Также в лабораторных условиях вещество можно синтезировать из трехвалентного хлорида , прибавляя к нему оксид серы и воду или йодид калия.

Реакции Хлорида Железа

Вещество используют для получения других химических соединений, его используют в ювелирном деле, в медицине препараты железа принимают для лечения железодефицитной анемии .

Лекарство обычно поступает в продажу в виде водного раствора для приема внутрь.

Фармакологическое действие

Противоанемическое.

Фармакодинамика и фармакокинетика

Благодаря данному соединению можно повысить уровень железа в организме, стимулировать процессы образования , регулировать различные жизненно необходимые оксилительно-восстановительные реакции.

При прохождении курса препарата происходит устранение клинических симптомов анемии и улучшение лабораторных показателей.

Обычно вещество заключено в пластическую матрицу-традумет , что обеспечивает медленное высвобождении активного компонента. После попадания в желудочно-кишечный тракт средство начинает всасываться в системный кровоток в тонком кишечнике и двенадцатиперстной кишке. На процессы либерации оказывает влияние присутствии воды, отработанная матрица выводится из организма с каловыми массами, железо усваивается и подвергается активному метаболизму. Чем сильнее выражена анемия, тем лучше усваивается препарат.

Показания к применению

Лекарственное средство используют для профилактики и лечения железодефицитных состояний, в том числе анемии . Особенно востребован препарат при лечении детей и подростков, беременных и кормящих женщин, вегетарианцев и лиц преклонного возраста.

Противопоказания

Средство противопоказано:

• при на действующее вещество или вспомогательные элементы;
• пациентам с гемолитической анемией , гемосидерозом , гемохроматозом , апластической анемией , талассемией ;
• при нарушениях процессов усвоения железа (свинцовая анемия, сидероахрестическая или пернициозная анемии );
• аллергикам.

Побочные действия

Во время прохождения лечения данным средством могут проявиться:

• неприятные ощущения в ЖКТ, чувство тяжести, ;
• потемнение зубной эмали.

Железа Хлорид, инструкция по применению (Способ и дозировка)

Раствор Хлорида Железа принимают внутрь. Его можно разбавлять соком или водой. Чтобы избежать потемнения зубов, лекарство рекомендуется пить через трубочку.

В качестве профилактики, как правило, назначают по 2 мг на кг веса в сутки. Суточную дозировку распределяют на 3-4 приема.

Для лечения анемии используют по 4-6 мг на кг веса в день, кратность приема та же.

Для детей от 1 до 12 лет суточная дозировка составляет до 45 мг.

В возрасте от 12 лет назначают по 45 и более мг лекарства в сутки.

Продолжительность лечения – 60 дней. Иногда целесообразно продлевать лечение до 3 месяцев.

Максимальная суточная дозировка препарата – 200 мг.

Передозировка

При передозировке наблюдаются болезненные ощущения в области живота, рвота, сонливость, тошнота, общая слабость и бледность, могут развиться шок или .

Пострадавшему необходимо промыть желудок, проводить симптоматическое лечение, показан прием дефероксамина .

Взаимодействие

Тетрациклины замедляют процесс усвоения препарата. При этом лекарство снижает всасывание тетрациклинов .

Особые указания

Для снижения вероятности развития побочных эффектов средство рекомендуется принимать во время или после приема пищи.

Если во время лечения у пациента возникла , значит нужно уменьшить разовую дозу, но увеличить кратность приема.

При проведении терапии лекарством стул может окрашиваться в черный цвет, это происходит из-за того, что избыток железа выводится с калом.

Препараты, в которых содержится (Аналоги)

Совпадения по коду АТХ 4-го уровня:

Хлорид железа содержится в препарате и сиропе Алоэ с железом .