الحديد (3) كلوريد: الهيكل ، الخصائص ، الإنتاج ، الاستخدامات - كيمياء - 2025

و كلوريد الحديد (III) هو مركب غير العضوية التي تتكون من عناصر الحديد (الحديد) والكلور (الكلور). صيغته الكيميائية هي FeCl ₃. وهي مادة صلبة بلورية يمكن أن يكون لونها من البرتقالي إلى البني الداكن.

يذوب FeCl ₃ بسهولة في الماء ، مكونًا محاليل مائية حمضية يمكن أن يؤدي فيها زيادة درجة الحموضة ، مما يجعلها أكثر قلوية ، إلى تكوين مادة صلبة من أكسيد الحديديك.

كلوريد الحديد (III) أو صلب FeCl ₃ كلوريد الحديديك. Егор Осин / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

يستخدم كلوريد الحديد (III) لترشيح الجسيمات الملوثة للمياه من النفايات البلدية أو الصناعية. يقال أنه يسمح بإزالة بعض الطفيليات ويعمل على وقف فقدان الدم من الجروح في الحيوانات وللتئامها.

يتم استخدامه لاستخراج النحاس (II) من خامات كبريتيد النحاس. كما أنه يستخدم في العديد من التفاعلات والتحليلات الكيميائية في المختبرات البيولوجية والكيميائية. على سبيل المثال ، يتم استخدامه لاكتشاف المركبات مثل الفينولات في الزيوت المستخرجة من النباتات. يتم استخدامه في الدوائر الإلكترونية ودباغة الجلود والتصوير الفوتوغرافي.

لأن FeCl ₃ مركب حمضي ، فهو مادة أكالة للجلد والأغشية المخاطية. يجب تجنب استنشاق غبار هذا المركب. لا ينبغي التخلص منها في البيئة.

بناء

الحديد (III) كلوريد أو FeCl ₃ كلوريد الحديديك هو مركب أيوني وتتكون من واحد الحديد ³⁺ أيون الحديديك وثلاثة الكلور ^- أيونات الكلوريد. الحديد في حالة أكسدة +3 وكلور له تكافؤ -1.

كلوريد الحديد (III) أو كلوريد الحديديك. المؤلف: Marilú Stea.

التسمية

• كلوريد الحديد (III)
• كلوريد الحديديك
• ثلاثي كلوريد الحديد
• مورات الحديد

الخصائص

الحالة الفيزيائية

برتقالي إلى بني مسود بلوري صلب.

كلوريد الحديديك FeCl ₃ لا مائي (بدون ماء). Leiem / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

الوزن الجزيئي الغرامي

FeCl ₃ اللامائي = 162.2 جم / مول

نقطة الانصهار

FeCl ₃ اللامائي = 304 درجة مئوية

سداسي هيدرات FeCl _{3 •} 6H ₂ O = 37 درجة مئوية

نقطة الغليان

FeCl ₃ اللامائي = حوالي 316 درجة مئوية

FeCl _{3 •} 6H ₂ O سداسي هيدرات = 280-285 درجة مئوية

كثافة

FeCl ₃ اللامائي = 2.90 جم / سم ³ عند 25 درجة مئوية

الذوبان

شديد الذوبان في الماء: 74.4 جم / 100 جم من الماء عند درجة حرارة 0 درجة مئوية ؛ 535.7 جم / 100 جم ماء عند 100 درجة مئوية. قابل للذوبان في الأسيتون والإيثانول والأثير والميثانول. قابل للذوبان بشكل ضعيف في المذيبات غير القطبية مثل البنزين والهكسان.

الرقم الهيدروجيني

محاليلها المائية حمضية للغاية. محلول من 0.1 مول من FeCl ₃ لكل لتر من الماء له أس هيدروجيني 2.0.

الخواص الكيميائية

عندما يذوب FeCl ₃ في الماء ، فإنه يتحلل ؛ أي أنه ينفصل إلى Fe ³⁺ و 3 Cl ^- أيونات. الحديد ³⁺ يشكل أيون سداسي الحديد ³⁺ لكن هذا يجمع مع OH ^- الأيونات من المياه تشكيل الأنواع المختلطة، وإطلاق سراح H ⁺ البروتونات.

لهذا السبب فإن حلولهم حمضية. إذا زاد الرقم الهيدروجيني ، فإن هذه الأنواع تشكل مادة هلامية وأخيراً راسب أو صلب من أشكال أكسيد الحديد المائي Fe ₂ O _{3 •} nH ₂ O.

بلورات كلوريد الحديد (III) هي مادة استرطابية ، أي أنها تمتص الماء من البيئة. عندما تكون رطبة فإنها تسبب تآكل الألومنيوم والعديد من المعادن

يمكن أن تكون محاليل FeCl ₃ حمضية جدًا ومسببة للتآكل ، لأنها تحتوي على حمض الهيدروكلوريك. Kanesskong / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

محاليل FeCl ₃ المائية شديدة الحموضة ومسببة للتآكل لمعظم المعادن. لديهم رائحة خافتة من حمض الهيدروكلوريك حمض الهيدروكلوريك. عند تسخينه للتحلل ، ينبعث FeCl _{3 من} غازات HCl عالية السمية.

الحصول

ينتج كلوريد الحديد (III) بالكلور المباشر للحديد عن طريق تفاعل الكلور الجاف (Cl ₂) مع الحديد الخردة (Fe) عند 500-700 درجة مئوية.

يتم إجراء التفاعل في مفاعل مقاوم للأحماض. الخطوة الأولى هي إذابة خليط من كلوريد الحديد (III) (FeCl ₃) وكلوريد البوتاسيوم (KCl) عند 600 درجة مئوية.

يجب تحضير FeCl ₃ في حاويات شديدة المقاومة للأحماض مثل الفولاذ المقاوم للصدأ. المؤلف: يوهانس بلينيو. المصدر: Pixabay.

ثم يذوب الحديد الخردة (Fe) في الخليط المنصهر المذكور حيث يتفاعل الحديد مع FeCl ₃ ويصبح كلوريد حديدوز (FeCl ₂).

Fe + 2 FeCl ₃ → 3 FeCl ₂

ثم يتفاعل FeCl ₂ مع الكلور Cl ₂ مكونًا FeCl ₃ الذي يتصاعد (ينتقل مباشرة من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية) ويتم تجميعه في غرف تكثيف خاصة.

2 FeCl ₂ + Cl ₂ → 2 FeCl ₃

يمكن أيضًا تفاعل كبريتات الحديدوز FeSO ₄ مع الكلور Cl ₂.

يمكن الحصول على FeCl _{3 •} 6H ₂ O سداسي هيدرات عن طريق تبخير محلول مائي من Fe ³⁺ و Cl ^- أيونات في حمام بخار.

الوجود في الطبيعة

يوجد كلوريد الحديديك أو كلوريد الحديد (III) في الطبيعة على شكل موليسيت معدني ، والذي يوجد في الحمم البركانية من البراكين النشطة. من بين البراكين التي يمكن العثور عليها جبل فيزوف.

FeCl ₃ هو جزء من الموليسيت المعدني الموجود في البراكين النشطة. المؤلف: Skeeze. المصدر: Pixabay.

التطبيقات

في معالجة مياه الصرف الصحي

يستخدم كلوريد الحديديك لمعالجة مياه الصرف الصحي البلدية أو الصناعية عن طريق الترسيب الكيميائي.

يعمل كمخثر يفضل اتحاد عدة جسيمات مع بعضها البعض ، وبهذه الطريقة تتشكل التكتلات أو الجزيئات الأكبر التي تميل إلى التندب أو الرواسب (تنخفض بوزنها إلى قاع الماء الذي تتم معالجته).

يستخدم FeCl ₃ لفصل المواد غير المرغوب فيها عن مياه الصرف الصحي من قبل المجتمعات أو الصناعات. المؤلف: 后 园 卓. المصدر: Pixabay.

بهذه الطريقة ، يفضل فصل المواد الصلبة عن الماء وهذا خالي من المواد غير المرغوب فيها.

يمكن أن يسهل هذا النوع من العلاج إزالة الطفيليات ، مثل البروتوزوا ، وهي كائنات دقيقة تتكون من خلية واحدة ، مثل الأميبات ، التي تسبب المرض.

لهذا السبب ، يستخدم FeCl ₃ أيضًا لتنقية المياه.

في الإجراءات العلاجية البيطرية

يستخدم كلوريد الحديد (III) لشفاء جروح الحيوانات.

إنه بمثابة دواء قابض موضعي (يمكنه سحب الأنسجة ويعمل كمضاد للالتهابات والشفاء) ومرقئ (يوقف النزيف أو فقدان الدم).

يتم استخدامه في المساحيق لوقف فقدان الدم أو عند قطع قرون الماشية. كما أنها تستخدم في شكل محلول لوقف النزيف عند قطع المخالب أو إزالة الثآليل.

يستخدم FeCl ₃ في مساحيق توضع على قرون الأبقار المقطوعة لمنع العدوى. المؤلف: JacLou DL. المصدر: Pixabay.

كما أنه يستخدم لعلاج التهاب البلعوم (التهاب البلعوم) أو التهاب الفم (التهاب الغشاء المخاطي للفم) ولزيادة الهيموجلوبين في الدم لدى بعض الطيور.

في استخراج المعادن

كلوريد الحديد (III) أو كلوريد الحديديك FeCl ₃ يستخدم لاستخراج النحاس (II) من خام النحاس المحتوي على كبريتيدات النحاس.

إنها طريقة مؤكسدة مناسبة لتجنب إطلاق غاز ثاني أكسيد الكبريت السام (SO ₂) ، لأنه بدلاً من هذا الكبريت (S) يتولد. يتم إنتاج المحاليل بتركيزات عالية من FeCl ₂ و FeCl ₃ و CuCl ₂ وكلوريدات معدنية أخرى.

4 FeCl ₃ + Cu ₂ S 4 FeCl ₂ + 2 CuCl ₂ + S

ككاشف معمل كيميائي وبيولوجي

من بين العديد من استخداماته في الكيمياء ، فإنه يعمل على الإشارة إلى وجود مجموعة –OH الفينولية (أي مجموعة –OH المرتبطة بحلقة بنزين).

يذوب المركب المراد تحليله في الإيثانول وتضاف بضع قطرات من محلول FeCl ₃. عندما يحتوي المركب على مجموعة -OH مرتبطة بحلقة بنزين (أي أنه فينول) ، يتشكل لون أخضر مزرق.

يسمح هذا الاختبار بتحليل وجود الفينولات في المستخلصات النباتية.

يعطي FeCl ₃ في وجود الفينولات لونًا أخضر مزرقًا. المؤلف: إيوا أوربان. المصدر: Pixabay.

كما أنه يستخدم في الاختبارات لتحديد النشاط المضاد للأكسدة لبعض الزيوت المستخلصة من الخضروات.

ومن تطبيقاته الأخرى أنه يسمح بتحضير مركبات كيميائية أخرى. يمكن أن يعمل أيضًا كعامل مؤكسد وكلور (يوفر الكلور) والتكثيف (لربط جزيئين أو أكثر معًا).

كما أنه يعمل كمحفز أو مسرع لتفاعلات الكيمياء العضوية.

في تطبيقات مختلفة

يستخدم كلوريد الحديديك في الدوائر الإلكترونية المطبوعة. نظرًا لتلوين أشكاله المائية المختلفة ، فإنه يعمل بمثابة صبغة ويستخدم في دباغة الجلود.

يستخدم FeCl ₃ في دباغة الجلود. المؤلف: Pexels. المصدر: Pixabay.

إنه مطهر. يتم استخدامه لعلاج اضطرابات الجلد ويستخدم أيضًا في التصوير الفوتوغرافي.

المخاطر

غبار FeCl ₃ مهيج للعينين والأنف والفم. إذا تم استنشاقه فقد يسبب السعال أو صعوبة التنفس. إنه مركب أكّال ، لذا فإن ملامسته للجلد والعينين أو الأغشية المخاطية لفترات طويلة يمكن أن يسبب احمرارًا وحروقًا.

إنه غير قابل للاشتعال ، ولكن عند تسخينه إلى درجات حرارة عالية ينتج غاز كلوريد الهيدروجين ، وهو مادة سامة ومسببة للتآكل بدرجة كبيرة.

FeCl ₃ ضار بالكائنات المائية والبرية. إذا تم التخلص منه بالصدفة في البيئة ، يجب معادلة حموضته بالمركبات الأساسية.

المراجع

1. المكتبة الوطنية الأمريكية للطب. (2019). كلوريد الحديديك. تعافى من pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. كيرك أوتمير (1994). موسوعة التكنولوجيا الكيميائية. المجلد 19. الطبعة الرابعة. جون وايلي وأولاده.
3. موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية. (1990). الطبعه الخامسة. المجلد A22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. نجاميني ، ب. وآخرون. (2013). مركبات الفلافونويد والمركبات ذات الصلة من النباتات الطبية في أفريقيا. توصيف مركبات الفلافونويد في المستخلصات النباتية. اختبار كلوريد الحديديك. في بحوث النباتات الطبية في أفريقيا. تعافى من sciencedirect.com.
5. أجيار ، سي وآخرون. (2017). Petroselinum crispum: مراجعة. النشاط المضاد للأكسدة. في البهارات الطبية والخضروات من أفريقيا. تعافى من sciencedirect.com.
6. ستوت ، ر. (2003). مصير وسلوك الطفيليات في أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي. الترسيب بمساعدة كيميائيا. في كتيب علم الأحياء الدقيقة للمياه ومياه الصرف الصحي. تعافى من sciencedirect.com.
7. تاسكر ، با وآخرون. (2003). تطبيقات كيمياء التنسيق. استخراج النحاس ^الثاني من محاليل الكلوريد. في كيمياء التنسيق الشامل. تعافى من sciencedirect.com.
8. قطن ، ف.ألبرت وويلكينسون ، جيفري. (1980). كيمياء غير عضوية متقدمة. طبعة رابعة. جون وايلي وأولاده.