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.M. D. Lind (1967). Crystal Structure of Ferric Chloride Hexahydrate. J. Chem. Phys. 47: 990. doi: 10.1063/1.1712067.
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: B. R. Tarr, H.S. Booth, A. Dolance (1950). Anhydrous Iron(III) Chloride. Inorganic Syntheses. Inorganic Syntheses 3: 191–194. doi: 10.1002/9780470132340.ch51. ISBN 978-0-470-13234-0.
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.A.R. Pray, R.F. Heitmiller, S. Strycker (1990). Anhydrous Metal Chlorides. Inorganic Syntheses 28: 321–323. doi 10.1002/9780470132593.ch80. ISBN 978-0-470-13259-3. Pretvorba heksahidrata v brezvodno sol s segrevanjem ni mogoča, ker razpade na HCl in železov oksiklorid.
Reakcije thumb|left|Raztopina železovega(III) klorida je kisla (pH = 2-3) 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.N.Y. Torova. The chemistry of metal alkoxides. Spojine so lahko dimerne ali trimerne.D. Bradley, R.C. Mehrotra. Alkoxo and Aryloxo Derivatives of Metals. V nazivno stehiometrični reakciji med FeCl3 in natrijevim etoksidom so v trdni fazi odkrili različne komplekse z več jedri. M. Veith, F. Grätz, V. Huch (2001). Fe9O3(OC2H5)21•C2H5OH — A New Structure Type of an Uncharged Iron(III) Oxide-Alkoxide Cluster. European Journal of Inorganic Chemistry, 2001 (2): 367–368.G.A. Seisenbaevaa, S. Gohila, E.V. Suslova, T.V. Rogovab, N.Y. Turovab, V.G. Kesslera (2005). The synthesis of iron (III) ethoxide revisited: Characterization of the metathesis products of iron (III) halides and sodium ethoxide. Inorganica Chimica Acta 358 (12): 3506–3512.
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 thumb|right|Granuliran železov(III) klorid heksahidrat
Železov(III) klorid se uporablja za obdelavo odpadnih voda in pripravo pitne vode. Water Treatment Chemicals . Akzo Nobel Base Chemicals. 2007. Pridobljeno 26. oktobra 2007. 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,Separation and Purification Technology 51 (2006): 332–337. na primer za proizvodnjo silicija iz ferosilicija (FeSi, Silgrainov postopek).Chem. Eng. Sci. 61 (2006): 229–245.
Železov(III) klorid je pomemben reagent za jedkanje bakra na tiskanih vezjih.N.N. Greenwood, A. Earnshaw (1997). Chemistry of the Elements. 2. izdaja. Oxford: Butterworth-Heinemann. 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:
400px|Železov(III) klorid kot katalizator
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).B. S. Furnell in drugi (1989). Vogel's Textbook of Practical Organic Chemistry. 5. izdaja. New York: Longman/Wiley. 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.
thumb|right|Rezilo kovaško varjenega noža, na katerem so po jedkanju vidni temnejši sloji ogljikovega jekla in svetlejši sloji nikljevega jekla 15N20
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.T.J. Kealy, P.L. Pauson (1951). A New Type of Organo-Iron Compound. Nature 168 (4285): 1040. doi: 10.1038/1681039b0. 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.A. Kamal, K. Ramana, H. Ankati, A. Ramana (2002). Mild and efficient reduction of azides to amines: synthesis of fused [2,1-b]quinazolines. Tetrahedron Letters 43 (38): 6961. doi: 10.1016/S0040-4039(02)01454-5. Uporablja se tudi pri raziskavah tromboze pri živalih.M. Tseng, A. Dozier, B. Haribabu, U. M. Graham (2006). Transendothelial migration of ferric ion in FeCl3 injured murine common carotid artery. Thrombosis Research 118 (2): 275–280. doi: 10.1016/j.thromres.2005.09.004. PMID 16243382.
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.
Kategorija:Železove spojine Kategorija:Kloridi