Jernklorid (FeCl2) struktur, bruksområder, egenskaper

De jernholdig klorid er et uorganisk fast stoff dannet ved foreningen av et Fe-kation^to+ og to kloranioner Cl^-. Den kjemiske formelen er FeCl_to. Det har en tendens til å absorbere vann fra miljøet. En av dens hydrater er FeCl tetrahydrat_to•4H_toEller som er et grønnaktig fast stoff.

Det skal bemerkes at det er veldig løselig i vann og har en tendens til å oksidere lett i nærvær av luft, og danne jernklorid FeCl.₃. Fordi det lett kan oksideres og derfor kan fungere som et reduksjonsmiddel, brukes det mye i kjemiske og biologiske forskningslaboratorier..

Jernklorid har flere bruksområder, hvorav det viktigste er å hjelpe andre midler ved oksidering av slam fra avløpsvann eller kloakkrensing. Det brukes også i jernbeleggprosessen av metaller og har noen bruksområder i farmasøytisk industri..

Bruk av FeCl er også eksperimentert_to i gjenvinning av verdifulle metaller fra brukte katalysatorer som finnes i eksosrørene til kjøretøy som kjører på bensin eller diesel.

Den brukes i tekstilindustrien for å fikse fargene i noen typer stoffer.

Artikkelindeks

• 1 Struktur
• 2 Nomenklatur
• 3 eiendommer
  • 3.1 Fysisk tilstand
  • 3.2 Molekylvekt
  • 3.3 Smeltepunkt
  • 3.4 Kokepunkt
  • 3.5 Spesifikk vekt
  • 3.6 Løselighet
  • 3.7 Andre egenskaper
• 4 Motta
• 5 bruksområder
  • 5.1 Ved farging av tekstiler
  • 5.2 I avløpsrensing
  • 5.3 I kjemiske studier
  • 5.4 I biokjemiske studier
• 6 Referanser

Struktur

Jernklorid består av en jernholdig ion Fe^to+ og to kloridioner Cl^- sammen med ioniske bindinger.

Jernholdig Fe^to+ har følgende elektroniske struktur:

1s^to, 2s^to 2 s⁶, 3s^to 3p⁶ 3d⁶, 4s⁰

der det kan sees at han mistet to elektroner fra 4s skallet.

Denne konfigurasjonen er ikke veldig stabil, og av den grunn har den en tendens til å oksidere, det vil si å miste et annet elektron, denne gangen fra 3d-laget og danne Fe ion.³⁺.

For sin del er kloridionet Cl^- har følgende elektroniske struktur:

1s^to, 2s^to 2 s⁶, 3s^to 3p⁶

hvor du kan se at den fikk et ekstra elektron i 3p-skallet, og fullførte det. Denne konfigurasjonen er veldig stabil fordi alle de elektroniske lagene er komplette.

Nomenklatur

- Jernklorid

- Jern (II) klorid

- Jern diklorid

- Jernkloriddetrahydrat: FeCl_to•4H_toELLER

Eiendommer

Fysisk tilstand

Fargeløs til lysegrønn fast, krystaller.

Molekylær vekt

126,75 g / mol

Smeltepunkt

674 ºC

Kokepunkt

1023 ºC

Spesifikk vekt

3,16 ved 25 ºC / 4 ºC

Løselighet

Svært løselig i vann: 62,5 g / 100 ml ved 20 ºC. Løselig i alkohol, aceton. Litt løselig i benzen. Praktisk talt uløselig i eter.

Andre egenskaper

FeCl_to vannfri er veldig hygroskopisk. Det absorberer lett vann fra omgivelsene og danner en rekke hydrater, spesielt tetrahydratet, som for hvert FeCl-molekyl_to det er 4 molekyler av H_toEller knyttet til dette (FeCl_to•4H_toELLER).

I nærvær av luft oksiderer den sakte til FeCl₃. Dette betyr at Fe ion^to+ lett oksidert til Fe ion³⁺.

Ved hurtig oppvarming i nærvær av luft, dannes jernklorid FeCl₃ og jernoksid Fe_toELLER₃.

FeCl_to det er etsende for metaller og tekstiler.

Å skaffe

Det oppnås ved å behandle et overskudd av jernmetall Fe med en vandig løsning av saltsyre-HCl ved høye temperaturer..

Tro⁰ + 2 HCl → FeCl_to + 2 timer⁺

På grunn av tilstedeværelsen av vann ved denne metoden oppnås imidlertid jernkloridtetrahydrat FeCl._to•4H_toELLER.

For å få det vannfritt (uten vann innlemmet i krystallene), har noen forskere valgt å utføre reaksjonen av jernpulver med vannfri HC1 (uten vann) i løsningsmidlet tetrahydrofuran (THF) ved en temperatur på 5 ºC..

Forbindelsen FeCl oppnås på denne måten_to•1,5 THF, som ved oppvarming til 80-85 ºC under vakuum eller i en nitrogenatmosfære (for å unngå tilstedeværelse av vann) produserer FeCl_to vannfri.

applikasjoner

Jernklorid har forskjellige bruksområder, vanligvis basert på reduserende kapasitet, det vil si at det lett kan oksideres. Den brukes for eksempel i maling og belegg, da det hjelper å feste dem til overflaten.

Jern er et viktig mikronæringsstoff for menneskers og noen dyrehelse. Det er involvert i syntesen av proteiner, i respirasjon og i multiplikasjon av celler.

Derav FeCl_to den brukes i farmasøytiske preparater. Fe-ionet^to+ som sådan absorberes den bedre enn Fe-ionet³⁺ i tarmen.

Den brukes til fremstilling av FeCl₃. Den brukes i metallurgi, i bad med jernbelegg, for å gi et mer duktilt avleiring.

Her er andre brukte bruksområder.

I farging av tekstiler

FeCl_to Det brukes som et mordant eller fargestofffiksativ i noen typer stoffer. Mordanten reagerer kjemisk og binder seg samtidig til fargestoffet og stoffet og danner en uoppløselig forbindelse på det..

På denne måten forblir fargestoffet festet til stoffet og fargen intensiveres..

I rensing av avløpsvann

FeCl_to brukt i kloakk eller avløpsrenseanlegg (kloakk).

I denne applikasjonen deltar jernklorid i oksidasjonen av slammet, gjennom en prosess som kalles Fenton-oksidasjon. Denne oksidasjonen forårsaker nedbrytning av gjørmeflokkene og tillater frigjøring av vannet som er sterkt bundet til det..

Slammet kan deretter tørkes og kastes på en miljøvennlig måte. Bruken av jernklorid bidrar til å redusere kostnadene ved prosessen.

Det er også nylig blitt foreslått å bruke den til å redusere dannelsen av hydrogensulfid eller hydrogensulfid i disse kloakkvannene..

På denne måten vil korrosjonen produsert av denne gassen og også ubehagelige lukt reduseres..

I kjemiske studier

På grunn av dets reduserende egenskaper (det motsatte av oksidant), FeCl_to Det er mye brukt i ulike undersøkelser i kjemi, fysikk og ingeniørlaboratorier.

Enkelte forskere brukte jernholdige kloriddampe for å utvinne 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 går på bensin eller diesel.

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..

Ifølge forskerne dannet disse metallene magnetiske legeringer med jernet i jernholdig klorid..

Legeringene kan ekstraheres med magneter og deretter gjenvinnes verdifulle metaller ved velkjente metoder..

I biokjemiske studier

For å ha Fe-kationen^to+, som er et viktig mikronæringsstoff hos mennesker og noen dyr, FeCl_to brukt i biokjemi og medisinstudier.

Enkelte studier har vist at jernklorid forbedrer soppdrepende effekt av kaldt argonplasma..

Kaldt plasma er en teknologi som brukes til sterilisering av medisinske overflater og instrumenter. Den er basert på dannelsen av hydroksylradikaler OH · fra fuktigheten i miljøet. Disse radikalene reagerer med celleveggen i mikroorganismen og forårsaker dens død.

I denne undersøkelsen har FeCl_to forbedret effekten av kaldt plasma og fremskyndet eliminering av en sopp som er motstandsdyktig mot andre desinfiseringsmetoder.

Noen forskere fant at bruken av FeCl_to gjør det mulig å øke utbyttet i reaksjonene for å oppnå glukose fra sukkerrør bagasse.

I dette tilfellet, å være Fe^to+ et viktig mikroelement for menneskers helse, dets tilstedeværelse i spor i produktet vil ikke påvirke mennesker.

Referanser

1. Fukuda, S. et al. (2019). Jernklorid og jernsulfat forbedrer den soppdrepende effekten av kaldt atmosfærisk argonplasma på melaniserte Aureobasidium pullulans. J Biosci Bioeng, 2019, 128 (1): 28-32. Gjenopprettet fra ncbi.clm.nih.gov.
2. Ismal, O.E. og Yildirim, L. (2019). Metal mordants og biomordants. I The Impact and Prospects of Green Chemistry for Textile Technology. Kapittel 3, s. 57-82. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
3. Zhang, W. et al. (2019). Samkatalyse av magnesiumklorid og jernklorid for xylo-oligosakkarider og glukoseproduksjon fra sukkerrør bagasse. Bioresour Technol 2019, 291: 121839. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
4. Zhou, X. et al. (2015). Innfødt jerns rolle i forbedring av avvanbarhet av slam gjennom peroksidering. Vitenskapelige rapporter 5: 7516. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
5. 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.
6. Taninouchi, Y. og Okabe, T.H. (2018). Gjenvinning av platinagruppemetaller fra brukte katalysatorer ved bruk av jernkloriddampbehandling. Metall og Materi Trans B (2018) 49: 1781. Gjenopprettet fra link.springer.com.
7. OSS. National Library of Medicine. (2019). Jernklorid. Gjenopprettet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. Aresta, M. et al. (1977). Jern (0) Oksidasjon av hydrogenklorid i tetrahydrofuran: en enkel måte å vannfritt jern (II) klorid på. Inorganic Chemistry, Vol. 16, nr. 7, 1977. Gjenopprettet fra pubs.acs.org.
9. Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avansert uorganisk kjemi. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.