القسم الثاني. الكيمياء غير العضوية

8. العناصر المعدنية ومركباتها. المعادن

8.5. فيروم

يمكن تحضير محلول كلوريد الحديد (III) في المختبر أو في المنزل. ستحتاج إلى أطباق غير معدنية مقاومة للحرارة وأطباق ساخنة أو مقطرة نظيفة). بعد الذوبان والتسوية، يتم الحصول على سائل بني داكن. هناك عدد من ميزات تحضير محلول كلوريد الحديديك التي يجب عليك التعرف عليها قبل البدء في العمل معه.

كلوريد الحديديك

كلوريد الحديديك اللامائي الذي تنتجه الصناعة الكيميائية – FeCl 3 – بلورات داكنة بنيمع ظلال من اللون الأحمر والأرجواني والأخضر الداكن. الكتلة المولية- 162.21 جم/مول. تذوب المادة عند درجة حرارة 307.5 درجة مئوية وتبدأ في التحلل عند درجة حرارة 500 درجة مئوية. يتم إذابة عينة من الملح اللامائي في 100 جرام من الماء:

• 74.4 جم (0 درجة مئوية)؛
• 99 جم (25 درجة مئوية)؛
• 315 جم (50 درجة مئوية)؛
• 536 جم (100 درجة مئوية).

لا مائي (III) - مادة استرطابية للغاية، تجذب الرطوبة بسرعة منها بيئة. في الهواء، يتفاعل مع الماء، ويتحول إلى بلورات صفراء من سداسي هيدرات FeCl 3 + 6H 2 O. الجزء الكتلي من كلوريد الحديديك اللامائي في المادة المشتراة شبكة التداول، تصل إلى 95%. هناك كمية صغيرة من كلوريد الحديديك FeCl 2 والشوائب غير القابلة للذوبان. الاسم التجاري: كلوريد الحديديك. المادة مقاومة للحريق والانفجار، ولكن محلولها له تأثير تآكل على الأجسام المعدنية.

سداسي كلوريد الحديد (III).

بالإضافة إلى اللامائي، تنتج الصناعة هيدرات بلورية، والتي جزء الشاملكلوريد الحديديك (III) 60%. المادة عبارة عن كتلة بلورية صفراء بنية أو قطع فضفاضة من نفس الظل. مهم السمة المميزةأيونات الحديد ثنائية التكافؤ وثلاثية التكافؤ - اللون. تتميز حالة أكسدة Fe 2+ بلون أخضر، وكلوريد الحديديك البلوري سداسي الهيدرات عبارة عن مادة خضراء مزرقة. في حالة أكسدة أيونات Fe 3+، يتراوح اللون من الأصفر إلى البني. ل تعريف نوعييتأثر محلول كلوريد الحديديك بالكواشف التالية:

• NaOH (يظهر راسب بني من Fe(OH) 3)؛
• K 4 (يظهر راسب KFe أزرق)؛
• KCNS، NaCNS (يتم تشكيل ثيوسيانات الحديد الأحمر Fe(CNS) 3).

كيفية تخفيف كلوريد الحديديك

يمكن العثور على كلوريد الحديد (III) على شكل محلول بني أو أحمر في المتاجر، أو يتم تحضيره في المختبر، أو في المنزل. في الحالة الأخيرة، ستحتاج بالتأكيد إلى أطباق غير معدنية مقاومة للحرارة (الزجاج والبلاستيك والسيراميك). يمكن أخذ الماء لإذابة الملح من الصنبور. أكثر أمانًا - مسلوقًا أو مقطرًا. يتم وضع الماء المسخن إلى 50-70 درجة مئوية في وعاء، ثم يتم سكب المادة في أجزاء صغيرة. نسب كلوريد الحديديك والماء هي 1:3. إذا قمت بتحضير محلول من الهيدرات البلورية، فستكون هناك حاجة إلى كمية أقل من الماء، لأنها موجودة في الهيدرات البلورية (40٪ بالوزن). تضاف المادة إلى المحلول شيئاً فشيئاً، كل حصة حوالي 5-10 جم، ولا ينصح بصب العينة بأكملها دفعة واحدة بسبب الطبيعة العنيفة لتفاعل الماء. لا تستخدم الأدوات المعدنية (الملاعق والملاعق). يجب أن يذوب الملح تمامًا في الماء الدافئ، حيث يجب خلط البلورات جيدًا مع السائل. يتم تسريع العملية بإضافة حمض الهيدروكلوريك (1/10 من كتلة البلورات). وبعد الترسيب لعدة ساعات قد تظهر رواسب في القاع بسبب وجود هيدروكسيد الحديد في العينة وتكوين هيدروكسيد الحديد أثناء التفاعل. يجب ترشيح المحلول البني الداكن المحضر وتخزينه في حاوية بلاستيكية مغلقة بإحكام في درجات حرارة معتدلة وبعيدًا عن أشعة الشمس المباشرة.

تطبيق كلوريد الحديديك في الصناعة والمرافق العامة. الاستخدام المنزلي

تستخدم أملاح الحديد في العديد من المجالات. يستخدم كلوريد المعدن ثلاثي التكافؤ لمعالجة المياه والمعادن والدهانات. يتم استخدام المادة في التخليق العضوي الصناعي (المحفز، المؤكسد). تحظى خصائص التخثر لأيون Fe 3+ بتقدير خاص في معالجة مياه الصرف الصحي البلدية والصناعية. تحت تأثير كلوريد الحديديك، تلتصق جزيئات الشوائب الصغيرة غير القابلة للذوبان ببعضها وتترسب. كما يتم ربط بعض الملوثات القابلة للذوبان، والتي يتم إزالتها عن طريق محطات معالجة مياه الصرف الصحي. يتم استخدام الهيدرات البلورية والملح اللامائي FeCl 3 في عمليات حفر ألواح الطباعة المعدنية. تضاف مادة إلى الخرسانة لتقوية قوتها.

الظواهر الكيميائية أثناء نقش الألواح. تدابير أمنية

شائع مادة كيميائيةلحفر لوحات الدوائر المطبوعة - كلوريد الحديديك. يتم تحضير المحلول لهذه الأغراض من 0.150 كجم من الملح و 0.200 لتر من الماء الدافئ. يحتوي على أيونات Fe 3+ وCl، وعند التحلل المائي يتكون مركب بني - هيدروكسيد الحديديك. تتبع العملية المخطط التالي: FeCl 3 + 3HOH↔ Fe(OH) 3 + 3Cl - + 3H +. عيب هذه الطريقة هو أن اللوحة ملوثة بمنتجات التفاعل الثانوية، مما يجعل المزيد من الحفر صعبًا. الملح في حد ذاته مادة غير متطايرة، ولكن عندما يتفاعل مع الماء فإنه يطلق أبخرة كاوية. يجب أن يتم العمل في الهواء الطلق أو في غرفة جيدة التهوية. يؤدي ملامسة المحلول للجلد والأغشية المخاطية إلى تهيج ويمكن أن يسبب التهاب الجلد. يجب استخدام معدات الحماية الشخصية (النظارات والقفازات). إذا لامست محلولًا كاويًا، اشطف بشرتك بالكثير من الماء.

انتباه!لم أجرب هذه الطريقة بنفسي، لقد قرأت عنها للتو في أحد الكتب!

لتصنيع كلوريد الحديديك عليك أن تأخذ حديدنشارة الخشب أو الألواح الرقيقة واملأها بمحلول حمض الهيدروكلوريك (HCl).

يتم ترك نشارة الخشب في حاوية مفتوحة لعدة أيام. بعد بضعة أيام سوف يتحول المحلول إلى اللون الأخضر.

بعد ذلك، يتم تصريف المحلول الناتج وبعد فترة يصبح جاهزًا "للعمل"!

ملاحظة. في 13 يوليو 2007، تلقينا رسالة من السيد فلاديمير سيروف المحترم، كتب فيها ما يلي:

لعقود من الزمن، تم تداول القصص حول إمكانية صنع كلوريد الحديديك في المنزل في أدب راديو الهواة. يوجد شيء مثل هذا على هذا الموقع (انظر أعلاه).

يقول المؤلف المجهول بصراحة: "لم أجرب هذه الطريقة بنفسي". لكن يبدو أن أحداً ممن كتبوا عن هذا لم يجرب هذه الطريقة !!! وقد جربها خادمك المتواضع في التسعينيات، وكانت النتائج أنه من الأفضل عدم محاولة القيام بذلك.

يمكن أن يكون الحديد إما ثلاثي التكافؤ أو ثنائي التكافؤ. عند دمجه مع الكلور، يتم الحصول على صيغتين - "كلور الحديد 2" و"كلور الحديد 3". الأول هو بلورات خضراء، والثاني هو اللون البني الأصفر. فقط كلوريد الحديديك هو المناسب لحفر لوحات الدوائر المطبوعة النحاسية، "كلور الحديد 2" لا يعمل - وقد تم إثبات ذلك تجريبيًا. أو على الأقل لا يعمل بشكل جيد. ومع الطريقة الحرفية الموصوفة (ملء برادة الحديد بحمض الهيدروكلوريك)، وفقًا لبعض قوانين الكيمياء، فإن النتيجة هي بالضبط "كلور الحديد الثاني". في بعض المنشورات الأكثر تفصيلاً حول هذا الموضوعيبدو أن هذه الحقيقة تؤخذ في الاعتبار - فهم يكتبون شيئًا مثل "إذا حصلت على اللون الأخضر".
الحل - دعها تقف في الهواء الطلق، بحيث يصبح بنيًا مصفرًا." تم اختباره تجريبيًا - إنه لا يعمل! لقد ظل لأسابيع وأشهر... يتأكسد جزء ضئيل من الحديد ثنائي التكافؤ إلى ثلاثي التكافؤ، ولكن ليس أكثر.

حاولت تسخين المحلول وتبخيره وتجفيفه وترك بلورات خضراء في الهواء.... أكسدة إضافية عن طريق تمرير الأكسجين ثم الكلور عبر المحلول.... كل شيء عديم الفائدة! كدت أن أسمم نفسي وأسمم من حولي، لكنني لم أحصل على نتيجة ذات أهمية عملية، محصول ملحوظ من "كلور الحديد ثلاثة"!

يرجى ملاحظة أننا نتعامل مع السموم هنا! حمض الهيدروكلوريك هو محلول لغاز الكلور الرماد في الماء. ويتبخر منه "غازات" أي "رماد الكلور". يتحول هذا الغاز المتحد مع الماء على الأغشية المخاطية للأعضاء التنفسية (الأنف والفم والقصبة الهوائية والشعب الهوائية والرئتين) إلى نفس حمض الهيدروكلوريك! الكلور الذي تمكنت من الحصول عليه بكميات كافية هو في الواقع سم محدد. يجدر التفكير في حقيقة أن الصحة أكثر قيمة! حاليا في أي مدينة كبيرةلا توجد مشكلة في شراء كلوريد الحديديك في مكان ما في سوق الراديو ولا داعي للقلق بشأن تصنيعه. كما اتضح، في الصناعة، يتم إنتاج حديد الكلوريك (وليس الكلوريد!) بطريقة مختلفة تمامًا - عن طريق حرق الحديد في جو من الكلور. وغني عن القول أن هذه الطريقة غير ممكنة في المنزل.

حتى لو كان لديك كلوريد الحديديك الجاهز، فإنني أنصحك بالحذر - قم بتسميمه في مكان ما تحت تيار الهواء، على الشرفة، في مكان ما في المرآب... من أجل حماية ليس فقط صحتك، ولكن أيضًا ذلك من أسرتك المباشرة. ناهيك عن الرصاص الذي هو جزء من لحام الرصاص والقصدير. كميات قليلة جداً من البخار
الرصاص الذي يدخل الجسم يسبب مع مرور الوقت تسممًا مزمنًا وأمراضًا مختلفة بما في ذلك تسوس الأسنان.... فليس من قبيل الصدفة أن تكون هناك تعليمات صارمة للغاية لتركيب تهوية العادم في الإنتاج. ولكن في المنزل، في الحياة اليومية، غالبا ما يهمل هواة الراديو هذا، ولكن دون جدوى. في الواقع، هذا الرصاص يكفي تماما
القليل. لكن العواقب لا تأتي على الفور... كما أن الكلوريدات ليست جيدة إلا قليلاً...

لذلك كتب مؤلف المنشور (نقلاً عن أحدهم): "بعد فترة سيتحول المحلول إلى اللون الأخضر". سيكون هذا كلوريد الحديدوز، وليس ما يجب أن تحصل عليه. وأما أنه "بعد مرور بعض الوقت" فإنه سيظل جاهزاً للعمل.... للأسف. إذا كنت لا تصدقني، حاول التحقق من ذلك بنفسك! وعندها فقط يمكنك كتابة وصفة عندما
التحقق شخصيا من خلال الخبرة. لا يستحق الكتابة من كلام الآخرين.

FeCl 3 مول. الخامس. 162.21

FeCl 3 · 6H 2 O مول. الخامس. 270.30

المستحضر اللامائي - قشور بلورية سوداء-بنية أو بلورات صفائحية كبيرة من نظام سداسي الشكل، لونها أحمر عقيقي في الضوء المنقول وأخضر مع بريق معدني في الضوء المنعكس. رر. 2.898 جم/سم3. عند 309 درجة مئوية، يذوب الدواء في سائل أحمر متحرك، ويغلي عند 319 درجة مئوية مع تحلل جزئي. ومع ذلك، عند 100 درجة مئوية، يتطاير FeCl 3 بشكل ملحوظ. في الهواء، يجذب بشراهة الرطوبة ويطمس. قابل للذوبان بشدة في الماء (47.9% عند 20 درجة مئوية، مع إطلاق حرارة كبير)، قابل للذوبان بدرجة عالية في الكحول الإيثيليوالجلسرين وثنائي إيثيل الأثير والأسيتون، قابل للذوبان بشكل طفيف في البنزين. يتم اختزال محلول FeCl 3 في بعض المذيبات العضوية إلى FeCl 2 في الضوء، ويتم أكسدة المذيب أو معالجته بالكلور، على سبيل المثال، FeCl 3 والكحول الإيثيلي يشكلان FeCl 2 وأسيتالدهيد.

هيدرات بلورية FeCl 3 ·6H 2 O هي كتلة بلورية ناعمة إلى حد ما، ذات لون بني محمر، رطبة عند اللمس. من محاليل مائيةيتبلور في بعض الأحيان في مجاميع نصف كروية لبنية بلورية مشعة. في الهواء الرطب يذوب بسرعة. T. رر. 37 درجة مئوية؛ يتطاير بالفعل عند 100 درجة مئوية. فوق 250 درجة مئوية يتحلل إلى Fe 2 O 3 وFeCl 3 وCl 2 وHCl. الدواء قابل للذوبان بشدة في الماء، قابل للذوبان في الكحول الإيثيلي، الجلسرين وثنائي إيثيل الأثير.

يتم وضع 70 جرامًا من سلك الحديد غير الرقيق جدًا، المجفف عند درجة حرارة 110 درجة مئوية والمبرد في مجفف، في أنبوب 4 مصنوع من الزجاج المقاوم للحرارة (الشكل 20) (من الأفضل استخدام نشارة حديد ارمكو). يتم توصيل هذا الأنبوب باستخدام سدادة مطاطية إلى جرة واسعة العنق 5 بسعة 1 لتر. ويتصل الطرف الآخر من الأنبوب رقم 4 بنظام تجفيف الكلور، ويتكون من الغسالة رقم 1 ذات المخروط. H2SO4 والأنابيب 3 مع P2O5؛ القارورة 2 عبارة عن دورق أمان في حالة انسداد الأنبوب 4 بالتسامي FeCl 3. يتم إزاحة الهواء من الجهاز بالكلور ويتم تسخين الأنبوب 4 بلهب الموقد، مع الحفاظ على تدفق الكلور بحيث تمر فقاعات الغاز النادرة فقط عبر دورق الامتصاص 8 مع محلول NaOH.

يتم تسامي FeCl 3 الناتج إلى الجرة 5. مباشرة بعد نهاية التفاعل، يتم فصل الجرة 5 وإغلاقها على الفور بسدادة أرضية معدة مسبقًا.

العائد ~ 200 جم (حوالي 100٪). للتنقية النهائية، يمكن إخضاع FeCl 3 للتسامي المتكرر في تيار من الكلور، ولكن حتى بدون ذلك، يكون المستحضر مناسبًا تمامًا لمعظم الأغراض.

أولاً، يتم تحضير محلول FeCl2 عن طريق إذابة الحديد المعدني في حمض الهيدروكلوريك، ثم أكسدته بالكلور:

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 ب

2FeCl 2 + Cl 2 = 2FeCl 3

في دورق مخروطي سعة 1 لتر يحتوي على 740 مل من حمض الهيدروكلوريك 25% (درجة تحليلية)، أضف 120 جم من برادة الحديد النقي في أجزاء صغيرة ( قابل للاشتعال - الهيدروجين!). عندما تنتهي فترة التفاعل السريع، يتم تسخين المحلول إلى 80-90 درجة مئوية، ثم يتم ترشيحه ويتم إضافة الكلور إلى محلول FeCl 2 الناتج (حوالي 700 مل) في الجهاز الموضح في الشكل. 21.

تتم تغذية محلول FeCl 2 من زجاجة الضغط 1 إلى جهاز الامتصاص 3 بمعدل 5 مل/دقيقة. الماص عبارة عن عمود ارتفاعه 100 سم وقطره 4 سم مملوء بقصاصات من الأنابيب الزجاجية قطر 6-8 مم وطول 3 سم ويتم إدخال الكلور إلى العمود من الأسفل بمعدل 6 لتر/ دقيقة. للغسيل، يتم أولاً امتصاص الغاز من خلال الدورق رقم 2 مع الماء. تتم إزالة الكلور الزائد في المسودة من خلال زجاجة Tishchenko 4.

يتدفق المحلول المكلور من العمود من خلال سيفون إلى جهاز الاستقبال 5. ويجب ضبط العملية بحيث تكتمل الأكسدة (يجب ألا تعطي العينة السائلة راسبًا أزرق مع محلول K 3 Fe (CN) 6).

يتم نقل المحلول من جهاز الاستقبال 5 إلى كوب خزفي ويتم تبخيره عند درجة حرارة 90-95 درجة مئوية تمامًا حتى pl. 1.659 (عند 25 درجة مئوية). سيؤدي عدم الامتثال لهذا الشرط إلى حقيقة أن المحلول لن يتبلور، أو سيتم إطلاق هيدرات بلورية أخرى شبه مستقرة. يتم تبريد المحلول المتبقي إلى 4 درجات مئوية، مع التحريك من حين لآخر. يتم امتصاص البلورات المنطلقة باستخدام قمع بوخنر ونقلها إلى وعاء بسدادة أرضية.

العائد 500 جرام (66٪ حديد). عادة ما يتوافق الدواء الناتج مع كاشف من الدرجة التحليلية، ولكن في بعض الأحيان يكون من الممكن الحصول على الدواء X. ح.

كلوريد الحديديك (كلوريد الحديديك، ثلاثي كلوريد الحديديك، FeCl 3) هو كاشف كيميائي يحتوي على حامض الهيدروكلوريكوالحديد الحديديك. يظهر كلوريد الحديديك كشكل بلوري ناعم من اللون البنفسجي أو الأخضر أو ​​البني المحمر أو البني الداكن مع بريق معدني، وهو استرطابي. عند التفاعل مع الهواء، فإنه يشبه الرمال الرطبة - فإنه يكتسب صبغة صفراء. الهيدرات المتكونة شديدة الذوبان في الماء والأثير والأسيتون والكحول. النطاق من نقطة الغليان إلى نقطة الانصهار هو من 319 درجة مئوية إلى -309 درجة مئوية. مصدر طبيعيللحصول على كلوريد الحديديك هو الموليزيت (المعدن). إن أبسط طريقة للحصول على هذا الكاشف الكيميائي هي تسخين الغدة بالكلور إلى درجة حرارة معينة. كمنتج ثانوي، يتم الحصول عليه نتيجة للكلورة الساخنة أو أكسدة FeCl 2 مع المزيد من تبخر كلوريد الحديديك.

مجالات التطبيق

بفضل تركيبته الفريدة، وجد الكاشف الكيميائي مكانته تطبيق واسعفي العديد من الصناعات:
- النسيج (عند صباغة الأقمشة)؛
- مادة كيميائية (في صناعة أصباغ الحديد وأملاح الحديد الأخرى)؛
- إلكتروني (عند العمل مع لوحات الدوائر المطبوعة)؛
- بيئية (عند التنظيف مياه الصرف);
- الأغذية (الدقيق المحسن في التصنيع منتجات المخبز);
- إنتاج النشر (ككاشف في التصوير الفوتوغرافي)؛
- إنتاج المجوهرات.
- علم المعادن (لتشغيل المعادن)؛
- مصنع الجعة.

كلوريد الحديديك في الصيدلة والطب

كلوريد الحديديك هو عنصر أساسي للأداء الطبيعي للجسم. نقصه يمكن أن يؤدي إلى أمراض خطيرة. بفضل الحديد الموجود على شكل أملاح، يقوم الجسم بتجديده بسرعة ويشارك في العمليات التالية:
- مصدر إضافي للحديد في الجسم (إذا كان محتواه منخفضا - فقر الدم)؛
- ينظم تفاعلات الأكسدة والاختزال (يربط الأكسجين)، ويحفز تكون الكريات الحمر.
- يعيد فقدان الدم من الإصابات.
- عندما ينخفض ​​امتصاص الحديد (خلال فترات النمو المكثف، أثناء الحمل)؛
- لوقف النزيف (ضع قطعة من القطن بالمحلول على الجرح).

الاحتياطات عند العمل مع كلوريد الحديديك

نظرا لتأثير تلطيخ شديد عند ملامسة الكلور مع الحديد، يجب أن تتذكر: من أجل تجنب سواد الأسنان، يجب أن يؤخذ المنتج الطبي الذي يعتمد على مثل هذا الكاشف الكيميائي عن طريق الفم فقط من خلال الأنبوب. إذا تغير البراز، يجب تقليل الجرعة المفردة، ولكن يجب زيادة تكرار الإعطاء. لا ينصح بتناول الدواء في حالة وجود خلل في الجهاز الهضمي. إذا لامس كلوريد الحديديك بشرتك، اغسلها جيدًا بالماء والصابون. في حالة ملامسته للأغشية المخاطية قد يسبب حروقا. يوصى به كإسعافات أولية - الشطف الغزير بالماء النظيف ثم العلاج من قبل الطبيب.

عليك أيضًا أن تتذكر أن هذه المادة الكيميائية عبارة عن نار ومتفجرة. يجب تخزين كلوريد الحديديك في عبوات مغلقة بعيدا عن أشعة الشمس وأجهزة التدفئة.

صنع كلوريد الحديديك في المنزل أو في المختبر

1 الطريق. ضع الصدأ العادي في الأواني الزجاجية للمختبر أو الأواني الزجاجية للمختبر وقم بتخفيفه بحمض الهيدروكلوريك بنسبة 1:3. الكاشف الكيميائي الناتج ( ميزة مميزة- اللون بني مصفر) بعد 2-3 أيام، قم بتصفيته، وإذا لزم الأمر، قم بتمريره عبر ورق الترشيح.

الطريقة 2. يُسكب حمض الهيدروكلوريك في وعاء زجاجي للمختبر ويُضاف الرصاص الأحمر بكميات صغيرة. من المهم أن نتذكر أنه عند العمل مع المواد الكيميائية الكاوية، وهذا يشمل حمض الهيدروكلوريك، ينبغي مراعاة احتياطات السلامة. يجب أن يتم العمل المخبري مرتديًا أختام الفحص أو قفازات النتريل ومئزرًا وقناعًا واقيًا.

بعد العمل المختبرييجب أن تكون الغرفة جيدة التهوية، حيث أن بخار الحديد يمكن أن يسبب ضرراً للجهاز التنفسي والرؤية والجلد.

حيث لشراء كلوريد الحديديك في موسكو?

المتجر المثالي حيث يمكنك شراء كلوريد الحديديك في موسكو هو متجر الكواشف الكيميائية للبيع بالتجزئة في موسكو "Prime Chemicals Group". يقدم متجرنا عبر الإنترنت جميع أنواع المعدات والأدوات المخبرية، والأواني الزجاجية المخبرية، والأواني الزجاجية المخبرية، والمنتجات المطاطية، والزجاج المعملي. لقد اجتازت جميع المنتجات مراقبة الجودة في الشركة المصنعة وتفي بجميع معايير GOST.