Хлорид железа(III)

Хлорид железа(III) (хлорное железо, также — трихлорид железа) FeCl₃ — средняя соль трёхвалентного железа и соляной кислоты, слабое амфотерное соединение.

Хлорид железа​(III)​
Общие
Систематическое наименование	Хлорид железа​(III)​
Хим. формула	FeCl3
Физические свойства
Состояние	твердый
Молярная масса	162.5 г/моль
Плотность	2,8 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	306 °C
• кипения	315 °C
Химические свойства
Растворимость
• в воде	92 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	7705-08-0
PubChem	24380
Рег. номер EINECS	231-729-4
SMILES	Cl[Fe](Cl)Cl
InChI	InChI=1S/3ClH.Fe/h3*1H;/q;;;+3/p-3 RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K
RTECS	LJ9100000
ChEBI	30808
ChemSpider	22792
Безопасность
ЛД50	440 мг/кг (крысы, орально)
Пиктограммы ECB
NFPA 704	0 3 0 COR
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Хлорид железа(III) гексагидрат

Физические свойстваПравить

 

Хлорид железа(III)

Мерцающие, черно-коричневые, либо темно-красные, либо фиолетовые в проходящем свете, зеленые в отраженном свете листочки с металлическим блеском. Сильно гигроскопичен, на воздухе превращается в гидрат FeCl₃· 6Н₂О — гигроскопичные жёлтые, по другим источникам желто-коричневые кристаллы, хорошо растворимые в воде (при 20 °C в 100 г воды растворяется 91,9 г безводной соли). T_пл 309 °C.

Методы полученияПравить

• Самым простым методом получения трихлорида железа является действие на железные опилки или раскалённую железную проволоку газообразным хлором. При этом, в отличие от действия соляной кислоты, образуется соль трёхвалентного железа — выделяется бурый дым из мельчайших её частиц. Также можно получить трихлорид железа взаимодействием железа с хлором на свету. Так как молекулы хлора распадаются в присутствии света на высокореакционноспособные атомы-радикалы:

$\mathsf{2}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\stackrel{\mathsf{h}\mathrm{\nu <!--\; \nu \; -->}\mathsf{,}\mathsf{+}{\mathsf{250}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {2Fe+3Cl_{2}\ \xrightarrow {h\nu ,+250^{o}C} \ 2FeCl_{3}}}$ 

• Также трихлорид получается при окислении хлором хлорида железа(II):

$\mathsf{2}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{2}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {2FeCl_{2}+Cl_{2}\rightarrow 2FeCl_{3}}}$ 

• Также существует метод окисления оксидом серы(IV):

$\mathsf{4}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{4}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{S}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {4FeCl_{2}+SO_{2}+4HCl\rightarrow 4FeCl_{3}+S+2H_{2}O}}$ 

• Другим способом получения трихлорида железа (FeCl3) является взаимодействие оксида железа(III) с соляной кислотой, сопровождающееся выделением воды и энергии в виде тепла:

$\mathsf{F}{\mathsf{e}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{2}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {Fe_{2}O_{3}+6HCl\rightarrow 2FeCl_{3}+3H_{2}O}}$ 

Химические свойстваПравить

• При нагревании в атмосферном давлении до температуры плавления начинается медленное разложение трихлорида железа с образованием дихлорида и молекулярного хлора:

$\mathsf{2}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{2}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {2FeCl_{3}\rightarrow 2FeCl_{2}+Cl_{2}\uparrow }}$ 

• За счёт того, что трихлорид железа является сильной кислотой Льюиса, он вступает во взаимодействие с некоторыми другими хлоридами, при этом образуются комплексные соли тетрахлороферратной кислоты:

$\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{l}}^{\mathsf{-<!--\; -\; -->}}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{[}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{]}}^{\mathsf{-<!--\; -\; -->}}$${\mathsf {FeCl_{3}+Cl^{-}\rightarrow [FeCl_{4}]^{-}}}$ 

• При нагревании до 350 °C с оксидом железа(III) образуется оксохлорид железа:

$\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{F}{\mathsf{e}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{3}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{O}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {FeCl_{3}+Fe_{2}O_{3}\rightarrow 3FeOCl}}$ 

• Соли трёхвалентного железа являются слабыми окислителями, в частности, трихлорид железа хорошо окисляет металлическую медь, переводя её в растворимые хлориды:

$\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{C}\mathsf{u}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}\mathsf{u}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {FeCl_{3}+Cu\rightarrow FeCl_{2}+CuCl}}$ 

$\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{C}\mathsf{u}\mathsf{C}\mathsf{l}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}\mathsf{u}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {FeCl_{3}+CuCl\rightarrow FeCl_{2}+CuCl_{2}}}$ 

• реагирует с иодоводородом:

$\mathsf{2}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{I}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{2}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{I}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {2FeCl_{3}+2HI\rightarrow 2FeCl_{2}+I_{2}+2HCl\uparrow }}$ 

Восстанавливается сернистым газом, сульфитами и органическими спиртами:

$\mathsf{2}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{2}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {2FeCl_{3}+SO_{2}+2H_{2}O\longrightarrow 2FeCl_{2}+H_{2}SO_{4}+2HCl\uparrow }}$ 

$\mathsf{2}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{2}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {2FeCl_{3}+Na_{2}SO_{3}+H_{2}O\longrightarrow 2FeCl_{2}+Na_{2}SO_{4}+2HCl\uparrow }}$ 

$\mathsf{4}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{C}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{5}}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{4}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {4FeCl_{3}+C_{2}H_{5}OH+H_{2}O\longrightarrow 4FeCl_{2}+CH_{3}COOH+4HCl\uparrow }}$ 

$\mathsf{6}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{6}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {6FeCl_{3}+CH_{3}OH+H_{2}O\longrightarrow 6FeCl_{2}+CO_{2}\uparrow +6HCl\uparrow }}$ 

ПрименениеПравить

 

Хлорид железа (III) в роли катализатора реакции электрофильного замещения Фриделя-Крафтса

• Хлорид железа(III) применяется при травлении печатных плат (радиотехника, системотехника).
• Используется для травления печатных форм (офорт, цинкография), как альтернатива азотной кислоте, реакция с которой сопровождается выделением высокотоксичных паров («лисий хвост»).
• Используется в кузнечном деле для проявления рисунка железа.
• Применяется как протрава при крашении тканей.
• В промышленных масштабах применяется как коагулянт для очистки воды.
• За счёт чётко выраженных кислотных свойств широко применяется в качестве катализатора в органическом синтезе. Например, для реакции электрофильного замещения в ароматических углеводородах.

БезопасностьПравить

Хлорид железа(III) является токсичным, высококоррозионным соединением. Безводная соль служит осушителем.

На вкус представляет терпкую безвкусную массу. Язык приобретает сильную сухость и становится губкой.

См. такжеПравить

• Хлорид железа(II)