EISENCHLORID (FECL2): STRUKTUR, VERWENDUNG, EIGENSCHAFTEN - CHEMIE - 2025

Das Eisenchlorid ist ein anorganischer Feststoff, der durch Bindung eines Kations Fe ²⁺ und zweier Chloridanionen Cl ^{- gebildet wird} . Seine chemische Formel lautet FeCl ₂ . Es neigt dazu, Wasser aus der Umwelt aufzunehmen. Eines seiner Hydrate ist FeCl _{2 ·} 4H ₂ O- Tetrahydrat, ein grünlicher Feststoff.

Es ist zu beachten, dass es in Wasser sehr gut löslich ist und in Gegenwart von Luft leicht oxidiert und Eisenchlorid FeCl _{3 bildet} . Da es leicht oxidierbar ist und daher als Reduktionsmittel wirken kann, wird es häufig in chemischen und biologischen Forschungslabors verwendet.

Eisenchloridtetrahydrat FeCl _{2 ·} 4H ₂ O fest. Feige. Quelle: Wikimedia Commons.

Eisenchlorid hat mehrere Verwendungszwecke, unter anderem, um anderen Wirkstoffen bei der Oxidation von Schlamm aus Abwasser oder Abwasserbehandlung zu helfen. Es wird auch im Prozess der Eisenbeschichtung von Metallen verwendet und hat einige Anwendungen in der pharmazeutischen Industrie.

Die Verwendung von FeCl ₂ bei der Rückgewinnung wertvoller Metalle aus verbrauchten Katalysatoren in den Auspuffrohren von Fahrzeugen mit Benzin- oder Dieselantrieb wurde ebenfalls experimentiert .

Es wird in der Textilindustrie verwendet, um die Farben in einigen Stoffarten zu fixieren.

Struktur

Eisenchlorid besteht aus einem eisenhaltigen Fe ²⁺ -Ion und zwei Cl ^- Chlorid - Ionen durch ionische Bindungen verbunden sind .

Eisenchlorid FeCl _2, wo die Ionen beobachtet werden, aus denen es besteht. Epop. Quelle: Wikimedia Commons.

Das Eisenion Fe ²⁺ hat die folgende elektronische Struktur:

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶ 3d ⁶ , 4s ⁰

wo es zu sehen ist, dass es zwei Elektronen aus der 4s-Schale verloren hat.

Diese Konfiguration ist nicht sehr stabil und neigt aus diesem Grund dazu, zu oxidieren, dh ein anderes Elektron zu verlieren, diesmal aus der 3d-Schicht, und das Fe ³⁺ -Ion zu bilden .

Das Chloridion Cl ^- hat seinerseits folgende elektronische Struktur:

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶

wo Sie sehen können, dass es ein zusätzliches Elektron in der 3p-Schale aufgenommen hat, um es zu vervollständigen. Diese Konfiguration ist sehr stabil, da alle elektronischen Schichten vollständig sind.

Nomenklatur

- Eisenchlorid

- Eisen (II) chlorid

- Eisendichlorid

- Eisenchlorid-Tetrahydrat: FeCl _{2 ·} 4H ₂ O.

Eigenschaften

Körperlicher Status

Farbloser bis hellgrüner Feststoff, Kristalle.

Molekulargewicht

126,75 g / mol

Schmelzpunkt

674 ºC

Siedepunkt

1023 ºC

Bestimmtes Gewicht

3,16 bei 25 ºC / 4 ºC

Löslichkeit

In Wasser sehr gut löslich: 62,5 g / 100 ml bei 20 ºC. Löslich in Alkohol, Aceton. In Benzol schwer löslich. In Äther praktisch unlöslich.

Andere Eigenschaften

Wasserfreies FeCl ₂ ist sehr hygroskopisch. Es absorbiert leicht Wasser aus der Umgebung und bildet eine Vielzahl von Hydraten, insbesondere das Tetrahydrat, an das für jedes FeCl ₂ -Molekül 4 H ₂ O- Moleküle gebunden sind (FeCl _{2 •} 4H ₂ O).

In Gegenwart von Luft oxidiert es langsam zu FeCl ₃ . Dies bedeutet, dass das Fe ²⁺ -Ion leicht zum Fe ³⁺ -Ion oxidiert wird .

Wenn es in Gegenwart von Luft erhitzt wird, bildet es schnell Eisenchlorid FeCl ₃ und Eisenoxid Fe ₂ O ₃ .

FeCl ₂ ist ätzend gegenüber Metallen und Geweben.

Erhalten

Es wird erhalten, indem ein Überschuss an Eisenmetall Fe mit einer wässrigen Lösung von Salzsäure-HCl bei hohen Temperaturen behandelt wird.

Fe ⁰ + 2 HCl → FeCl ₂ + 2 H ⁺

Aufgrund der Anwesenheit von Wasser durch dieses Verfahren wird jedoch Eisenchlorid-Tetrahydrat FeCl _{2 ·} 4H ₂ O erhalten.

Um es wasserfrei zu erhalten (ohne Wasser in den Kristallen), haben einige Forscher beschlossen, die Reaktion von Eisenpulver mit wasserfreier HCl (ohne Wasser) im Lösungsmittel Tetrahydrofuran (THF) bei einer Temperatur von 5 ° C durchzuführen.

Auf diese Weise wird die Verbindung FeCl _{2 ·} 1,5THF erhalten, die beim Erhitzen auf 80-85 ºC unter Vakuum oder in einer Stickstoffatmosphäre (um die Anwesenheit von Wasser zu vermeiden) wasserfreies FeCl _{2 erzeugt} .

Anwendungen

Eisenchlorid hat verschiedene Verwendungszwecke, die im Allgemeinen auf seiner Reduktionskapazität beruhen, dh es kann leicht oxidiert werden. Es wird zum Beispiel in Farben und Beschichtungen verwendet, da es hilft, sie an der Oberfläche zu befestigen.

Eisen ist ein essentieller Mikronährstoff für die Gesundheit von Mensch und Tier. Es ist an der Proteinsynthese, der Atmung und der Vermehrung von Zellen beteiligt.

Aus diesem Grund wird FeCl ₂ in pharmazeutischen Präparaten verwendet. Das Fe ²⁺ -Ion als solches wird im Darm besser absorbiert als das Fe ³⁺ -Ion .

Es wird zur Herstellung von FeCl _{3 verwendet} . Es wird in der Metallurgie und in Eisenbeschichtungsbädern verwendet, um eine duktilere Ablagerung bereitzustellen.

Hier sind andere Verwendungszwecke.

Bei der Färbung von Stoffen

FeCl ₂ wird in einigen Gewebetypen als Beizmittel oder Farbstofffixiermittel verwendet. Das Beizmittel reagiert chemisch und bindet gleichzeitig an den Farbstoff und das Gewebe, wobei eine unlösliche Verbindung darauf gebildet wird.

Auf diese Weise bleibt der Farbstoff am Stoff fixiert und seine Farbe wird intensiver.

Mit Eisenchlorid FeCl ₂ können Farben auf Stoffen fixiert werden . Gina Pina. Quelle: Wikimedia Commons.

In der Abwasserbehandlung

FeCl ₂ wird in Abwasser- oder Kläranlagen (Abwasser) eingesetzt.

In dieser Anwendung ist Eisenchlorid durch einen als Fenton-Oxidation bezeichneten Prozess an der Oxidation des Schlamms beteiligt. Diese Oxidation verursacht den Bruch der Schlammflocken und ermöglicht die Freisetzung des stark daran gebundenen Wassers.

Abschnitt einer Kläranlage, in dem der Schlamm beobachtet werden kann. Manchmal wird dies mit Eisenchlorid FeCl _{2 behandelt,} damit es leichter vom Wasser getrennt werden kann. Evelyn Simak / Sewage arbeitet nördlich von Dickleburgh. Quelle: Wikimedia Commons.

Der Schlamm kann dann getrocknet und umweltfreundlich entsorgt werden. Die Verwendung von Eisenchlorid hilft, die Prozesskosten zu senken.

Kürzlich wurde auch vorgeschlagen, es zu verwenden, um die Bildung von Schwefelwasserstoffgas oder Schwefelwasserstoff in den Abwässern zu verringern.

Auf diese Weise würden die durch dieses Gas erzeugte Korrosion und auch unangenehme Gerüche verringert.

In chemischen Studien

Aufgrund seiner reduzierenden Eigenschaften (das Gegenteil von Oxidation) wird FeCl ₂ häufig in verschiedenen Untersuchungen in Laboratorien für Chemie, Physik und Technik eingesetzt.

Einige Wissenschaftler verwendeten Eisenchloriddämpfe, um wertvolle Metalle wie Platin, Palladium und Rhodium aus verbrauchten Katalysatoren in benzin- oder dieselbetriebenen Fahrzeugen zu extrahieren.

Diese Katalysatoren werden verwendet, um Gase zu entfernen, die für Mensch und Umwelt schädlich sind. Sie befinden sich im Auspuff von Autos und Lastwagen, die mit Benzin oder Diesel betrieben werden.

Auspuffrohr eines Fahrzeugs, in dem ein voluminöserer Abschnitt beobachtet wird, in dem sich der Katalysator befindet, um schädliche Gase in umweltfreundliche Gase umzuwandeln. Ahanix1989 bei englischer Wikipedia. Quelle: Wikimedia Commons.

Nach einer gewissen Zeit nutzt sich der Katalysator des Fahrzeugs ab und verliert seine Wirksamkeit und muss ersetzt werden. Der verbrauchte Katalysator wird verworfen und es werden Anstrengungen unternommen, um die darin enthaltenen wertvollen Metalle wiederzugewinnen.

Keramikgitter des Katalysators, in dem sich die Spuren wertvoller Metalle befinden, die mit FeCl _{2 gewonnen werden sollen} . Global-Kat Recycling. Quelle: Wikimedia Commons.

Den Forschern zufolge bildeten diese Metalle mit dem Eisen aus Eisenchlorid magnetische Legierungen.

Die Legierungen konnten mit Magneten extrahiert und dann die wertvollen Metalle nach bekannten Verfahren gewonnen werden.

In biochemischen Studien

Da FeCl ₂ das Fe ²⁺ -Kation enthält , das bei Menschen und einigen Tieren ein wichtiger Mikronährstoff ist, wird es in biochemischen und medizinischen Studien verwendet.

Bestimmte Studien haben gezeigt, dass Eisenchlorid die fungizide Wirksamkeit von kaltem Argonplasma verbessert.

Kaltes Plasma ist eine Technologie zur Sterilisation von medizinischen Oberflächen und Instrumenten. Es basiert auf der Bildung von Hydroxylradikalen OH · aus der Luftfeuchtigkeit. Diese Radikale reagieren mit der Zellwand des Mikroorganismus und verursachen dessen Tod.

In dieser Untersuchung verbesserte FeCl ₂ die Wirkung von kaltem Plasma und beschleunigte die Eliminierung eines Pilzes, der gegen andere Desinfektionsmethoden resistent ist.

Einige Wissenschaftler fanden heraus, dass die Verwendung von FeCl _{2 es} ermöglicht, die Ausbeute in den Reaktionen zu erhöhen, um Glucose ausgehend von Zuckerrohrbagasse zu erhalten.

In diesem Fall würde Fe ²⁺ , da ^es ein wesentliches Mikroelement für die menschliche Gesundheit ist, seine Anwesenheit in Spuren im Produkt den Menschen nicht beeinträchtigen.

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