Železov(III) klorid
Železov(III) klorid ali feriklorid je spojina s kemijsko formulo FeCl3. Kristali železovega triklorida so v odbiti svetlobi temno zeleni, v prepuščeni svetlobi pa škrlatno rdeči. Brezvodna spojina je zelo higroskopna in v vlažnem zraku tvori meglo vodikovega klorida. V naravi se pojavlja kot zelo redek mineral molizit in v nekaterih fumarolah.

V vodi hidrolizira. Reakcija je eksotermna. Raztopina je rjavo obarvana, kisla in jedka tekočina, ki se uporablja kot flokulant za obdelavo odpadnih voda in pripravo pitne vode, sredstvo za jedkanje bakra in njegovih zlitin in tiskanih vezij. Brezvoden železov(III) klorid je precej močna Lewisova kislina, ki se uporabja kot katalizator v organskih sintezah.

Nomenklatura
Deskriptorja brezvoden in hidrat povesta, da je sol brezvodna ali ima vezano kristalno vodo. Bolj natančen je deskriptor heksahidrat, ki pove, da ima molekula vezanih šest molekul kristalne vode, se pravi da je njena formula FeCl3•6H2O. Spojina se piše tudi kot trans-[Fe(H2O)4Cl2]Cl•2H2O in s sistematskim imenom tetraakvadikloroželezov(III) klorid dihidrat, ki natančno opišeta tudi njeno zgradbo.

Zgradba in lastnosti
Brezvodni FeCl3 ima oktaedrične Fe(III) centre, ki so med seboj povezani z dvema koordinatnima kloridnima ligandoma. Heksahidrat je sestavljen iz kationskih kompleksov trans-[Fe(H2O)4Cl2]+ in kloridnih anionov. Preostali dve molekuli vode sta vrinjeni v monoklinsko kristalno mrežo.

Železov(III) klorid ima relativno nizko tališče in vre pri približno 315 °C. Pare so sestavljene iz dimera Fe2Cl6, ki z naraščajo temperaturo vedno bolj disociira v monomerni FeCl3 (molekularna točkovna simetrija D3h) oziroma njegova konkurenčna reverzibilna razpadna produkta železov(II) klorid (FeCl2) in elementarni klor (Cl2).

Priprava
Brezvodni FeCl3 se lahko pripravi iz elementarnega železa in klora:

2 Fe(s) + 3 Cl2(g) → 2 FeCl3(s)

Raztopine FeCl3 se industrijsko proizvajajo ali iz železa ali železove rude v zaključenem krožnem procesu, ki je sestavljeni iz  
 raztapljanja čistega železa v raztopini železovega(III) klorida
Fe(s) + 2 FeCl3(aq) → 3 FeCl2(aq)
 ali raztapljanja železove rude v klorovodikovi kislini
Fe3O4(s) + 8 HCl(aq) → FeCl2(aq) + 2 FeCl3(aq) + 4 H2O
 in oksidacije železovega(II) klorida s klorom 
2 FeCl2(aq) + Cl2(g) → 2 FeCl3(aq)
 ali oksidacije železovega(II) klorida s kisikom 
FeCl2(aq) + ¼O2 + HCl → FeCl3(aq) + ¼H2O
 Kot oksidant se lahko uporabi tudi vodikov peroksid.

FeCl3•6H2O se lahko pretvori v brezvodno sol s protitočnim izpiranjem s tionil kloridom. Pretvorba heksahidrata v brezvodno sol s segrevanjem ni mogoča, ker razpade na HCl in železov oksiklorid.

Reakcije

Železov (III) klorid hidrolizira in daje kislo raztopino. Pri segrevanju z železovim(III) oksidom pri 350 ° C nastane železov oksiklorid FeOCl:

FeCl3 + Fe2O3 → 3 FeOCl

Je srednje močna Lewisova kislina in tvori z Lewisovimi bazami adukte. V reakciji na primer s trifenilfosfin oksidom nastane adukt FeCl3(OPPh3)2 (Ph = fenil). Reagira tudi s kloridi in tvori rumeno obarvan tetraedričen ion .  Soli  v klorovodikovi kislini se lahko ekstrahirajo z dietil etrom. 

Z alkalnimi kovinskimi alkoksidi tvori kovinske alkoksidne komplekse z različno kompleksnostjo. Spojine so lahko dimerne ali trimerne. V nazivno stehiometrični reakciji med FeCl3 in natrijevim etoksidom so v trdni fazi odkrili različne komplekse z več jedri.

FeCl3 + 3 [C2H5O]−Na+ → Fe(OC2H5)3 + 3 NaCl

Oksalati hitro reagirajo z raztopino FeCl3 in tvorijo ione  [Fe(C2O4)3]3−.  Druge karboksilatne soli, na primer citrati in tartrati, tvorijo komplekse.

Oksidacija
Železov(III) klorid je šibek oksidant in lahko oksidira na primer bakrov(I) klorid v bakrov(II) klorid:

FeCl3 + CuCl → FeCl2 + CuCl2

Reagira tudi z železom in tvori železov(II) klorid:

2 FeCl3 + Fe → 3 FeCl2

Reducenti, na primer hidrazin, pretvorijo železov(III) klorid v komplekse železa(II).

Uporaba

Industrija

Železov(III) klorid se uporablja za obdelavo odpadnih voda in pripravo pitne vode. V rahlo bazični vodi reagira s hidroksidnimi ioni in tvori kosmiče železovega(III) hidroksida, natančneje  FeO(OH)−, na katerega se vežejo suspendirani delci.  

[Fe(H2O)6]3+ + 4 HO− → [Fe(H2O)2(HO)4]− + 4 H2O → [Fe(H2O)O(HO)2]− + 6 H2O

V kloridni hidrometalurgiji se uporablja kot sredstvo za izluževanje, na primer za proizvodnjo silicija iz ferosilicija (FeSi, Silgrainov postopek).
 
Železov(III) klorid je pomemben reagent za jedkanje bakra na tiskanih vezjih. Redoks reakcija poteka v dveh stopnjah, v prvi do bakrovega(I) klorida in v drugi do bakrovega(II) klorida:
 
FeCl3 + Cu → FeCl2 + CuCl
FeCl3 + CuCl → FeCl2 + CuCl2

V reakciji etena s klorom, v kateri nastane 1,2-dikloroetan, služi kot katalizator:

H2C=CH2 + Cl2 → ClCH2CH2Cl

Nastala spojina se uporablja predvsem za industrijsko proizvodnjo vinil klorida, surovine za proizvodnjo polivinil klorida (PVC).

Laboratorij
V laboratoriju se FeCl3 običajno uporablja kor Lewisova kislina za kataliziranje na primer kloriranja aromatskih spojin in Friedel-Craftsove reakcije aromatov. Je manj učinkovit kot aluminijev klorid, v nekaterih primerih, na primer pri alkiliranju benzena, pa ravno zato daje boljše izkoristke:

 

Feri kloridni test je tradicionalen kolorimetričen test za fenole. Zanj se uporablja 1 % raztopina FeCl3, ki se nevtralizira z natrijevim hidroksidom, dokler se ne začne  rahlo obarjati FeO(OH). Suspenzija se pred uporabo prefiltrira. Organska snov se raztopi v vodi, metanolu ali etanolu. Raztopini se doda nevtralizirana raztopina FeCl3. Sprememba barve, običajno v škrlatno, zeleno ali modro, dokazuje prisotnost fenola ali enola.

Reakcija se uporablja tudi v Trinderjevem testu, s katerim se ugotavlja prisotnost salicilatov, še posebej salicilne kisline, ki vsebujejo fenolne OH skupine.

Drugo
 Brezvodni železov(III) klorid se uporablja kot sušilno sredstvo v nekaterih reakcijah.
 V organskih sintezah se uporablja za ugotavljanje prisotnosti fenolnih spojin, na primer za ugotavljanje čistosti sintetskega aspirina.
 Pri obdelavi pitne vode in odpadnih vod se uporablja za obarjanje fosfatov kot železov(III) fosfat.
 Ameriški numizmatiki z njim ugotavljajo letnico kovancev za pet centov, ki so tako obrabljeni, da letnica ni več  vidna.

 Kovači in umetniki, ki kujejo hladno orožje iz več vrst jekla, z njim jedkajo svoje izdelke, da vidijo sloje kovin in morebitne napake. 
 Uporablja se tudi za jedkanje Widmanstättenovih vzorcev  v železovih meteoritih, tiskarskih plošč in valjev in tiskanih vezij.
 V veterini se uporablja za zdravljenje pregloboko odrezanih parkljev, še posebej, če parklji krvavijo.
 S ciklopentadienilmagnezijevim bromidom tvori ferocen.
 Na Japonskem se je uporabljal za barvanje lončenine, predvsem čajnikov, v rožnato, rjavo in oranžno barvo. 
 Uporablja se za ugotavljanje odpornosti nerjavnih jekel in drugih zlitin na točkasto in razpočno korozijo.
 Skupaj z natrijevim jodidom in acetonitrilom se uporablja za blago redukcijo organskih azidov v primarne amine.
 Uporablja se tudi pri raziskavah tromboze pri živalih.

Varnost
Železov(III) klorid je strupen, kisel in zelo jedek. Brezvoden je učinkovito sušilno sredstvo.
 
Čeprav so poročila o zastrupitvah redka, lahko zaužitje povzroči resno obolelost in celo smrt. Napačno označevanje in skladiščenje lahko povzroči nenamerno zaužitje ali napačno zdravniško diagnozo, kar je še posebej nevarno pri težjih zastrupitvah.

Opombe

Sklici

Viri 
 Handbook of Chemistry and Physics, 71. izdaja.  CRC Press, Ann Arbor, Michigan, 1990.
 The Merck Index, 7. izdaja. Merck & Co, Rahway, New Jersey, USA, 1960.
 D. Nicholls (1973). Complexes and First-Row Transition Elements. Macmillan Press, London.
 
 J. March (1992). Advanced Organic Chemistry, 4. izdaja. Wiley, New York. Str. 723.
 H. J. Reich, J. H. Rigby, urednika (1999). Handbook of Reagents for Organic Synthesis: Acidic and Basic Reagents. Wiley, New York.

Železove spojine
Kloridi
Železov ( III ) klorid ali feriklorid je spojina s kemijsko formulo FeCl3. Kristali železovega triklorida so v odbiti svetlobi temno zeleni , v prepuščeni svetlobi pa škrlatno rdeči . Brezvodna spojina je zelo higroskopna in v vlažnem zraku tvori meglo vodikovega klorida . V naravi se pojavlja kot zelo redek mineral molizit in v nekaterih fumarolah . V vodi hidrolizira . Reakcija je eksotermna . Raztopina je rjavo obarvana , kisla in jedka tekočina , ki se uporablja kot flokulant za obdelavo odpadnih voda in pripravo pitne vode , sredstvo za jedkanje bakra in njegovih zlitin in tiskanih vezij . Brezvoden železov ( III ) klorid je precej močna Lewisova kislina , ki se uporabja kot katalizator v organskih sintezah . Nomenklatura Deskriptorja brezvoden in hidrat povesta , da je sol brezvodna ali ima vezano kristalno vodo . Bolj natančen je deskriptor heksahidrat , ki pove , da ima molekula vezanih šest molekul kristalne vode , se pravi da je njena formula FeCl3•6H2O. Spojina se piše tudi kot trans - [ Fe ( H2O ) 4Cl2 ] Cl•2H2O in s sistematskim imenom tetraakvadikloroželezov ( III ) klorid dihidrat , ki natančno opišeta tudi njeno zgradbo . Zgradba in lastnosti Brezvodni FeCl3 ima oktaedrične Fe ( III ) centre , ki so med seboj povezani z dvema koordinatnima kloridnima ligandoma . Heksahidrat je sestavljen iz kationskih kompleksov trans - [ Fe ( H2O ) 4Cl2 ] + in kloridnih anionov . Preostali dve molekuli vode sta vrinjeni v monoklinsko kristalno mrežo . Železov ( III ) klorid ima relativno nizko tališče in vre pri približno °C. Pare so sestavljene iz dimera Fe2Cl6 , ki z naraščajo temperaturo vedno bolj disociira v monomerni FeCl3 ( molekularna točkovna simetrija D3h ) oziroma njegova konkurenčna reverzibilna razpadna produkta železov ( II ) klorid ( FeCl2 ) in elementarni klor ( Cl2 ) . Priprava Brezvodni FeCl3 se lahko pripravi iz elementarnega železa in klora : 2 Fe( s ) +Cl2( g ) →FeCl3( s ) Raztopine FeCl3 se industrijsko proizvajajo ali iz železa ali železove rude v zaključenem krožnem procesu , ki je sestavljeni iz raztapljanja čistega železa v raztopini železovega ( III ) klorida Fe( s ) +FeCl3( aq ) →FeCl2( aq ) ali raztapljanja železove rude v klorovodikovi kislini Fe3O4( s ) +HCl( aq ) → FeCl2( aq ) +FeCl3( aq ) +H2O in oksidacije železovega ( II ) klorida s klorom 2 FeCl2( aq ) + Cl2( g ) →FeCl3( aq ) ali oksidacije železovega ( II ) klorida s kisikom FeCl2( aq ) + ¼O2 + HCl → FeCl3( aq ) + ¼H2O Kot oksidant se lahko uporabi tudi vodikov peroksid . FeCl3•6H2O se lahko pretvori v brezvodno sol s protitočnim izpiranjem s tionil kloridom . Pretvorba heksahidrata v brezvodno sol s segrevanjem ni mogoča , ker razpade na HCl in železov oksiklorid . Reakcije Železov ( III ) klorid hidrolizira in daje kislo raztopino . Pri segrevanju z železovim ( III ) oksidom pri ° C nastane železov oksiklorid FeOCl : FeCl3 + Fe2O3 →FeOCl Je srednje močna Lewisova kislina in tvori z Lewisovimi bazami adukte . V reakciji na primer s trifenilfosfin oksidom nastane adukt FeCl3( OPPh3 )2 ( Ph = fenil ) . Reagira tudi s kloridi in tvori rumeno obarvan tetraedričen ion \ . Soli v klorovodikovi kislini se lahko ekstrahirajo z dietil etrom . Z alkalnimi kovinskimi alkoksidi tvori kovinske alkoksidne komplekse z različno kompleksnostjo . Spojine so lahko dimerne ali trimerne . V nazivno stehiometrični reakciji med FeCl3 in natrijevim etoksidom so v trdni fazi odkrili različne komplekse z več jedri . FeCl3 + [ C2H5O ] −Na + → Fe ( OC2H5 )3 +NaCl Oksalati hitro reagirajo z raztopino FeCl3 in tvorijo ione [ Fe ( C2O4 )3 ] 3− . Druge karboksilatne soli , na primer citrati in tartrati , tvorijo komplekse . Oksidacija Železov ( III ) klorid je šibek oksidant in lahko oksidira na primer bakrov ( I ) klorid v bakrov ( II ) klorid : FeCl3 + CuCl → FeCl2 + CuCl2 Reagira tudi z železom in tvori železov ( II ) klorid : 2 FeCl3 + Fe →FeCl2 Reducenti , na primer hidrazin , pretvorijo železov ( III ) klorid v komplekse železa ( II ) . Uporaba Industrija Železov ( III ) klorid se uporablja za obdelavo odpadnih voda in pripravo pitne vode . V rahlo bazični vodi reagira s hidroksidnimi ioni in tvori kosmiče železovega ( III ) hidroksida , natančneje FeO( OH ) − , na katerega se vežejo suspendirani delci . [ Fe ( H2O ) 6 ] 3+ +HO− → [ Fe ( H2O ) 2( HO )4 ] − +H2O → [ Fe ( H2O ) O ( HO )2 ] − +H2O V kloridni hidrometalurgiji se uporablja kot sredstvo za izluževanje , na primer za proizvodnjo silicija iz ferosilicija ( FeSi , Silgrainov postopek ) . Železov ( III ) klorid je pomemben reagent za jedkanje bakra na tiskanih vezjih . Redoks reakcija poteka v dveh stopnjah , v prvi do bakrovega ( I ) klorida in v drugi do bakrovega ( II ) klorida : FeCl3 + Cu → FeCl2 + CuCl FeCl3 + CuCl → FeCl2 + CuCl2 V reakciji etena s klorom , v kateri nastane2 - dikloroetan , služi kot katalizator : H2C=CH2 + Cl2 → ClCH2CH2Cl Nastala spojina se uporablja predvsem za industrijsko proizvodnjo vinil klorida , surovine za proizvodnjo polivinil klorida ( PVC ) . Laboratorij V laboratoriju se FeCl3 običajno uporablja kor Lewisova kislina za kataliziranje na primer kloriranja aromatskih spojin in Friedel - Craftsove reakcije aromatov . Je manj učinkovit kot aluminijev klorid , v nekaterih primerih , na primer pri alkiliranju benzena , pa ravno zato daje boljše izkoristke : Feri kloridni test je tradicionalen kolorimetričen test za fenole . Zanj se uporablja % raztopina FeCl3 , ki se nevtralizira z natrijevim hidroksidom , dokler se ne začne rahlo obarjati FeO( OH ) . Suspenzija se pred uporabo prefiltrira . Organska snov se raztopi v vodi , metanolu ali etanolu . Raztopini se doda nevtralizirana raztopina FeCl3. Sprememba barve , običajno v škrlatno , zeleno ali modro , dokazuje prisotnost fenola ali enola . Reakcija se uporablja tudi v Trinderjevem testu , s katerim se ugotavlja prisotnost salicilatov , še posebej salicilne kisline , ki vsebujejo fenolne OH skupine . Drugo Brezvodni železov ( III ) klorid se uporablja kot sušilno sredstvo v nekaterih reakcijah . V organskih sintezah se uporablja za ugotavljanje prisotnosti fenolnih spojin , na primer za ugotavljanje čistosti sintetskega aspirina . Pri obdelavi pitne vode in odpadnih vod se uporablja za obarjanje fosfatov kot železov ( III ) fosfat . Ameriški numizmatiki z njim ugotavljajo letnico kovancev za pet centov , ki so tako obrabljeni , da letnica ni več vidna . Kovači in umetniki , ki kujejo hladno orožje iz več vrst jekla , z njim jedkajo svoje izdelke , da vidijo sloje kovin in morebitne napake . Uporablja se tudi za jedkanje Widmanstättenovih vzorcev v železovih meteoritih , tiskarskih plošč in valjev in tiskanih vezij . V veterini se uporablja za zdravljenje pregloboko odrezanih parkljev , še posebej , če parklji krvavijo . S ciklopentadienilmagnezijevim bromidom tvori ferocen . Na Japonskem se je uporabljal za barvanje lončenine , predvsem čajnikov , v rožnato , rjavo in oranžno barvo . Uporablja se za ugotavljanje odpornosti nerjavnih jekel in drugih zlitin na točkasto in razpočno korozijo . Skupaj z natrijevim jodidom in acetonitrilom se uporablja za blago redukcijo organskih azidov v primarne amine . Uporablja se tudi pri raziskavah tromboze pri živalih . Varnost Železov ( III ) klorid je strupen , kisel in zelo jedek . Brezvoden je učinkovito sušilno sredstvo . Čeprav so poročila o zastrupitvah redka , lahko zaužitje povzroči resno obolelost in celo smrt . Napačno označevanje in skladiščenje lahko povzroči nenamerno zaužitje ali napačno zdravniško diagnozo , kar je še posebej nevarno pri težjih zastrupitvah . Opombe Sklici Viri Handbook of Chemistry and Physics , izdaja . CRC Press , Ann Arbor , Michigan , The Merck Index , izdaja . Merck & Co , Rahway , New Jersey , USA , D. Nicholls Complexes and First - Row Transition Elements . Macmillan Press , London . J. March Advanced Organic Chemistry , izdaja . Wiley , New York . Str. H. J. Reich , J. H. Rigby , urednika Handbook of Reagents for Organic Synthesis : Acidic and Basic Reagents . Wiley , New York . Železove spojine Kloridi