Хлорид заліза(III)

Хлорид заліза(III) (ферум(ІІІ) хлорид) — неорганічна сполука з формулою FeCl₃. Сполука є сіллю слабкого гідроксиду заліза(III) і сильної хлоридної кислоти. Речовина сильно гігроскопічна і здатна утворювати кристалогідрати FeCl₃·nH₂O (де n = 4, 5, 6, 7, 12), з яких найпоширенішим є гексагідратШаблон:Джерело. У неполярних розчинниках, у рідкому та газоподібному станах хлорид існує у вигляді димеру Fe₂Cl₆.

Фізичні властивості

Розчиняється в SO₂, AsCl₃, PBr₃, CS₂. Проявляє властивості окисника. Сполука сильно гігроскопічна, для неї відомі кристалогідрати FeCl₃·4Н₂О, FeCl₃·5Н₂О, FeCl₃·6Н₂О, FeCl₃·7Н₂О, FeCl₃·12Н₂О. При збільшенні вмісту кристалізаційної води, колір кристалогідратів змінюється від червоного до лимонно-жовтого та знижується їхня температура плавлення.

Молярна електропровідність при нескінченному розведенні при 25 °C дорівнює 433,05 См·см²/моль. Сіль (як утворена слабкою основою і сильною кислотою) має кислу реакцію, у водному розчині сильно гідролізована (продуктами є основні хлориди та гідроксокомплекси).

Отримання

Хлорид заліза(III) отримують взаємодією хлору із залізом або його дією на Fe₂O₃ з вугіллям (за підвищених температур хлорид існує у формі димеру):

$\mathrm{2}\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\stackrel{400-500^{o}C}{\to }\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{6}}$

$\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{C}\stackrel{400-450^{o}C}{\to }\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{C}\mathrm{O}$

Сполука також утворюється при пропусканні хлору крізь розплав FeCl₂ або його дії на пірит:

$\mathrm{2}\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\stackrel{500^{o}C}{\to }\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{6}}$

$\mathrm{2}\mathrm{F}\mathrm{e}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{5}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\stackrel{900^{o}C}{\to }\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}$

Також FeCl₃ можна синтезувати дією агентів хлорування на оксид заліза(III):

$\mathrm{2}\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{S}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\stackrel{t}{\to }\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

$\mathrm{2}\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{C}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{4}}\stackrel{t}{\to }\mathrm{2}\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

Хімічні властивості

Хлорид заліза(III) гідролізується у водному розчині з утворенням гідроксиду заліза(III):

$\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}3\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}+\mathrm{F}\mathrm{e}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_3\mathrm{v}$

При сильному нагріванні сполука розкладається до хлориду FeCl₂, а також окиснюється:

$\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{6}}\stackrel{500^{o}C}{\to }\mathrm{2}\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}$

$\mathrm{2}\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{}{\to }\mathrm{2}\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{6}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}$

FeCl₃ взаємодіє з кислотами, а також реагує із лугами з утворенням гідратів оксиду (або спрощено гідроксиду Fe(OH)₃):

$\mathrm{2}\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\stackrel{}{\to }\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{6}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{\uparrow }$

$\mathrm{2}\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{6}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{(}\mathrm{n}\mathrm{-}\mathrm{3}\mathrm{)}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\stackrel{}{\to }\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\cdot }\mathrm{n}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{6}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Хлорид заліза(III) є окисником по відношенню до багатьох галогенідів та сполук сірки:

$\mathrm{2}\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{6}\mathrm{K}\mathrm{I}\stackrel{}{\to }\mathrm{2}\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{I}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\downarrow }\mathrm{+}\mathrm{6}\mathrm{K}\mathrm{C}\mathrm{l}$

$\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\stackrel{t}{\to }\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{S}\mathrm{\downarrow }\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

FeCl₃ взаємодіє з тіоціанатами з утворенням комплексу із характерним «кривавим» забарвленням — ця реакція є якісною у виявленні тіоціанатів:

$\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{n}\mathrm{K}\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{N}\mathrm{+}\mathrm{m}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\stackrel{}{\to }{\mathrm{K}}_{\mathrm{n}\mathrm{-}\mathrm{3}}\mathrm{[}\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{(}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{m}}\mathrm{(}\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{N}{\mathrm{)}}_{\mathrm{n}}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}\mathrm{-}\mathrm{n}}\mathrm{+}\mathrm{n}\mathrm{K}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Реакція Фріделя — Крафтса

Хлорид заліза(III) у суміші з хлоридом алюмінію виступає каталізатором у процесі алкілювання ароматичних сполук.

Аналітична якісна реакція на таніни

Хлорид заліза(III) (рідко) використовується для якісного визначання танінів в чаї, фруктах, рослинах. При взаємодії хлориду заліза (III) і танінів в осаді буде зелено-чорний органічний барвник. Цю якісну реакцію відкрив і вивчав хімік Роберт Бойль.

Токсичність

Хлорид заліза(III) проявляє токсичні властивості, є висококорозійним та кислотним агентом.

Застосування

Використовується у дуже багатьох галузях:

• для очищення стічних вод від фосфатів шляхом їх осадження, також як коагулянт;
• для травлення (наприклад, на фотогравюрах, при створенні друкованих плат);
• у текстильному виробництві як протрава при фарбуванні тканин;
• в медицині: як частина комплексного лікування анемії;
• в хімічній лабораторії:
  • в безводній формі як осушувач реагентів в певних реакціях;
  • реагент для виявлення SCN^–, Sn²⁺, H₂O₂, фенолів та енолів;
  • як каталізатор у реакції Фріделя — Крафтса;
  • разом з NaI в ацетонітрилі для м'якого відновлення органічних азидів до первинних амінів.

Див. також

• Реакція Фріделя — Крафтса

Джерела

• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-ru
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-ru
• Справочник химика / Никольский Б. П., 1971, 1168 с.Шаблон:Ref-ru
• Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона, 1890—1907. Шаблон:Ref-ru
• Шаблон:ХЭ