RAUTAKLORIDI (FECL2): RAKENNE, KÄYTÖT, OMINAISUUDET - KEMIA - 2026

Ferrokloridin on epäorgaaninen kiinteä aine on muodostettu sitomalla kationi Fe ²⁺ ja kaksi kloridi anioneja Cl ^-. Sen kemiallinen kaava on FeCl ₂. Sillä on taipumus imeä vettä ympäristöstä. Yksi sen hydraatit on FeCI _{2 •} 4H ₂ O tetrahydraatti, joka on vihertävä kiinteä aine.

On huomattava, että se on hyvin liukoinen veteen ja pyrkii hapettaa helposti, ilman läsnäollessa, joka muodostaa ferrikloridin FeCl ₃. Koska se on helposti hapettuva ja siten kykenevä toimimaan pelkistimenä, sitä käytetään laajasti kemian ja biologian tutkimuslaboratorioissa.

Ferrokloridin tetrahydraatti FeCI _{2 •} 4H ₂ O kiinteänä aineena. Craven. Lähde: Wikimedia Commons.

Rautakloridilla on useita käyttötarkoituksia, joista yksi erottuu muista aineista viemäreissä tai jätevesien käsittelyssä syntyneen lietteen hapettumisessa. Sitä käytetään myös metallien rautapinnoitteluprosessissa, ja sillä on joitain käyttökohteita lääketeollisuudessa.

Käyttö FeCI ₂ talteenotossa arvokkaat metallit käytetyt katalyytit löytyy pakoputket bensiinin tai dieselin toimivia ajoneuvoja on myös kokeiltu kanssa.

Sitä käytetään tekstiiliteollisuudessa värien kiinnittämiseen tietyntyyppisissä kankaista.

Rakenne

Ferrokloridia koostuu rauta Fe ^{2 +} ioni ja kaksi Cl ^- kloridi-ioneja yhdistää ionisidoksin.

Rautakloridi FeCl _2, jossa havaitaan ioneja, jotka muodostavat sen. Epop. Lähde: Wikimedia Commons.

Rauta-ionilla Fe ²⁺ on seuraava elektroninen rakenne:

1s ², 2s ² 2p ⁶, 3s ² 3p ⁶ 3d ⁶, 4s ⁰

missä voidaan nähdä, että se menetti kaksi elektronia 4s-kuoresta.

Tämä konfiguraatio ei ole kovin vakaa, ja tästä syystä sillä on taipumus hapettua, ts. Menettää toinen elektroni, tällä kertaa 3D-kerroksesta, muodostaen Fe ³⁺ -ionin.

Kloridi-ionilla Cl ^- on puolestaan ​​seuraava elektroninen rakenne:

1s ², 2s ² 2p ⁶, 3s ² 3p ⁶

missä voit nähdä, että se hankki ylimääräisen elektronin 3p-kuoressa täydentäen sitä. Tämä kokoonpano on erittäin vakaa, koska kaikki elektroniset kerrokset ovat valmiit.

nimistö

- rautakloridi

- Rauta (II) kloridi

- Rautadikloridi

- Rauta tetrahydraatti: FeCI _{2 •} 4H ₂ O

ominaisuudet

Fyysinen tila

Väritön tai vaaleanvihreä kiinteät kiteet.

Molekyylipaino

126,75 g / mol

Sulamispiste

674 ° C

Kiehumispiste

1023 ° C

Tietty paino

3,16 lämpötilassa 25 ° C / 4 ° C

Liukoisuus

Hyvin liukoinen veteen: 62,5 g / 100 ml 20 ºC: ssa. Liukenee alkoholiin, asetoniin. Liukenee heikosti bentseeniin. Käytännössä liukenematon eetteriin.

Muut ominaisuudet

Vedetön FeCl ₂ on erittäin hygroskooppista. Se helposti imee vettä ympäristöstä, muodostaen erilaisia hydraatit, erityisesti tetrahydraatti, jossa kunkin FeCI ₂ -molekyylin on 4 H ₂ O -molekyylit on kiinnitetty siihen (FeCI _{2 •} 4H ₂ O).

Ilman läsnä ollessa se hapettuu hitaasti FeCl _{3: ksi}. Tämä tarkoittaa, että Fe2 ⁺ -ioni hapettuu helposti Fe ³⁺ -ioniksi.

Jos kuumennetaan ilman läsnäollessa, se muodostaa nopeasti ferrikloridia FeCI ₃ ja rautaoksidia Fe ₂ O ₃.

FeCl ₂ syövyttää metalleja ja kankaita.

Saada

Se saadaan käsittelemällä ylimäärä rautametalli Fe: tä suolahapon HCl: n vesiliuoksella korkeissa lämpötiloissa.

Fe ⁰ + 2 HCI: → FeCI ₂ + 2 H ⁺

Kuitenkin, johtuen veden läsnäolosta tällä menetelmällä, ferrokloridi tetrahydraatti FeCI _{2 •} 4H ₂ O on saatu.

Jotta se saadaan vedettömäksi (ilman kiteisiin sisällytettyä vettä), jotkut tutkijat ovat päättäneet suorittaa rautajauheen reaktion vedettömän HCl: n kanssa (ilman vettä) liuottimessa tetrahydrofuraanissa (THF) 5 ° C: n lämpötilassa.

Tällä tavalla, yhdiste FeCI _{2 •} 1,5THF saadaan, joka silloin, kun kuumennettiin 80-85 ° C: ssa tyhjiössä tai typpi-ilmakehässä (esiintymisen välttämiseksi vettä) tuottaa vedetöntä FeCI ₂.

Sovellukset

Rautakloridilla on erilaisia ​​käyttötarkoituksia, yleensä sen pelkistyskykyyn perustuen, ts. Se voidaan helposti hapettaa. Sitä käytetään esimerkiksi maaleissa ja pinnoitteissa, koska se auttaa kiinnittämään ne pinnalle.

Rauta on välttämätön mikroravinne ihmisen ja joidenkin eläinten terveydelle. Se osallistuu proteiinisynteesiin, hengitykseen ja solujen lisääntymiseen.

Tästä syystä, FeCI ₂ käytetään farmaseuttisissa valmisteissa. Fe ²⁺ -ioni sellaisenaan absorboituu paremmin kuin Fe ³⁺ -ioni suolistossa.

Sitä käytetään FeCl ₃: n valmistukseen. Sitä käytetään metallurgiassa, rautapinnoituskylpyissä, jotta muodostuisi taipuisampi kerrostuma.

Tässä on muita suositeltuja käyttötarkoituksia.

Kankaiden värjäyksessä

FeCI ₂ käytetään värjäyksellä tai väriaine kiinnitteenä joidenkin kangasta. Peittoaine reagoi kemiallisesti ja sitoutuu samanaikaisesti väriaineeseen ja kankaaseen muodostaen siihen liukenemattoman yhdisteen.

Tällä tavalla väriaine pysyy kiinni kankaassa ja sen väri kirkastuu.

Rautakloridi FeCl ₂ antaa väreille kiinnittyä kankaisiin. gina pina. Lähde: Wikimedia Commons.

Jätevesien käsittelyssä

FeCl _2: ta käytetään viemäri- tai jätevedenpuhdistamoissa (viemärivesi).

Tässä sovelluksessa rautakloridi osallistuu lietteen hapetukseen Fenton-hapetuksella. Tämä hapetus aiheuttaa mudan flokkien murtumisen ja sallii siihen voimakkaasti sitoutuneen veden vapautumisen.

Jätevedenpuhdistamon osa, jossa liete voidaan havaita. Joskus tämä käsitellään ferrokloridilla FeCl _2, jotta se voidaan erottaa helpommin vedestä. Evelyn Simak / Sewage toimii Dickleburghin pohjoispuolella. Lähde: Wikimedia Commons.

Lietteet voidaan sitten kuivata ja hävittää ympäristöystävällisellä tavalla. Rautakloridin käyttö auttaa vähentämään prosessin kustannuksia.

Äskettäin on myös ehdotettu sen käyttöä vähentämään rikkivetykaasun tai rikkivetyn muodostumista mainituissa jätevesissä.

Tällä tavalla tämän kaasun aiheuttama korroosio ja myös epämiellyttävät hajut vähentyisivät.

Kemiallisissa tutkimuksissa

Pelkistävien ominaisuuksiensa (päinvastoin kuin hapetin) kanssa FeCl _{2: ta} käytetään laajalti erilaisissa tutkimuksissa kemian, fysiikan ja tekniikan laboratorioissa.

Jotkut tutkijat käyttivät rautakloridihöyryjä uuttamaan arvokkaita metalleja, kuten platinaa, palladiumia ja rodiumia käytetyistä katalyytteistä bensiini- tai dieselkäyttöisissä ajoneuvoissa.

Näitä katalyyttejä käytetään ihmisille ja ympäristölle haitallisten kaasujen poistamiseen. Ne sijaitsevat bensiinillä tai dieselillä käyvien autojen ja kuorma-autojen pakoputkessa.

Ajoneuvon pakoputki, jossa havaitaan tilavampaa osaa, jossa katalysaattori sijaitsee, haitallisten kaasujen muuttamiseksi ympäristölle ystävällisiksi kaasuiksi. Ahanix1989 englannin Wikipediassa. Lähde: Wikimedia Commons.

Tietyn ajan kuluttua ajoneuvon katalysaattori kuluu ja menettää tehokkuutta, ja se on vaihdettava. Käytetty katalyytti hävitetään, ja sen sisältämiä arvokkaita metalleja pyritään talteenottamaan.

Katalysaattorin keraaminen ristikko, jossa FeCl2: lla talteen otettavien arvokkaiden metallien jäljet _sijaitsevat. Global-Kat -kierrätys. Lähde: Wikimedia Commons.

Tutkijoiden mukaan rautametallikloridista muodostuvan raudan kanssa nämä metallit muodostivat magneettiseoksia.

Seokset voitiin uuteta magneeteilla ja sitten arvokkaat metallit saadaan talteen tunnetuilla menetelmillä.

Biokemiallisissa tutkimuksissa

Koska siinä on Fe ²⁺ -kationi, joka on tärkeä mikroravinne ihmisille ja joillekin eläimille, FeCl _2: ta käytetään biokemiallisissa ja lääketieteellisissä tutkimuksissa.

Tietyt tutkimukset ovat osoittaneet, että rautakloridi parantaa kylmän argonin plasman fungisidista tehoa.

Kylmä plasma on tekniikka, jota käytetään lääketieteellisten pintojen ja instrumenttien sterilointiin. Se perustuu hydroksyyliradikaalien OH muodostumiseen ympäristön kosteudesta. Nämä radikaalit reagoivat mikro-organismin soluseinämän kanssa ja aiheuttavat sen kuoleman.

Tässä tutkimuksessa, FeCI ₂ parantunut vaikutus kylmän plasman ja nopeutetut poistaminen sieni on resistentti muille desinfiointimenetelmiä.

Jotkut tutkijat havaitsivat, että käyttö FeCI ₂ avulla voidaan parantaa saantoa reaktioissa saada glukoosi alkaa sokeriruoko bagassi.

Koska Fe ^{2+ on} tässä tapauksessa välttämätön mikroelementti ihmisten terveydelle, sen esiintyminen tuotteen jälkeissä ei vaikuta ihmisiin.

Viitteet

1. Fukuda, S. et ai. (2019). Rautakloridi ja rautasulfaatti parantavat kylmän ilmakehän argoniplasman fungisidista tehoa melanisoiduissa Aureobasidium pullulanissa. J Biosci Bioeng, 2019, 128 (1): 28-32. Palautettu osoitteesta ncbi.clm.nih.gov.
2. Ismal, OE ja Yildirim, L. (2019). Metallipeittoaineet ja biomordanttit. Vihreän kemian vaikutuksesta ja näkymistä tekstiiliteknologiassa. Luku 3, s. 57-82. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
3. Zhang, W. et ai. (2019). Magnesiumkloridin ja rautakloridin kokatalyysi ksylo-oligosakkarideja varten ja sokeriruokobagasista tuotettavan glukoosin tuottamiseksi. Bioresour Technol 2019, 291: 121839. Palautettu osoitteesta ncbi.nlm.nih.gov.
4. Zhou, X. et ai. (2015). Alkuperäisen raudan rooli lietteen vedenpoistokyvyn parantamisessa peroksidaation kautta. Tieteelliset raportit 5: 7516. Palautettu osoitteesta ncbi.nlm.nih.gov.
5. Rathnayake, D. et ai. (2019). Rikkivedyn säätö viemäreissä katalysoimalla reaktio happea. Tiede kokonaisympäristöstä 689 (2019) 1192-1200. Palautettu osoitteesta ncbi.nlm.nih.gov.
6. Taninouchi, Y. ja Okabe, TH (2018). Platinumryhmän metallien talteenotto käytetyistä katalyytteistä rautakloridihöyrykäsittelyllä. Metall ja Materi Trans B (2018) 49: 1781. Palautettu osoitteesta link.springer.com.
7. Yhdysvaltain lääketieteellinen kirjasto. (2019). Rautakloridi. Palautettu: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. Aresta, M. et ai. (1977). Rauta (0) hapetus vetykloridilla tetrahydrofuraanissa: yksinkertainen tapa vedettömään rauta (II) kloridiin. Inorganic Chemistry, osa 16, nro 7, 1977. Palautettu osoitteesta pubs.acs.org.
9. Cotton, F. Albert ja Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kehittynyt epäorgaaninen kemia. Neljäs painos. John Wiley & Sons.