氯化鐵

氯化鐵

氯化鐵是一種共價化合物。化學式:FeCl3。又名三氯化鐵,是黑棕色結晶,也有薄片狀,熔點306℃、沸點315℃,易溶于水並且有強烈的吸水性,能吸收空氣裏的水分而潮解。FeCl3從水溶液析出時帶六個結晶水為FeCl3·6H2O,六水合三氯化鐵是橘黃色的晶體。氯化鐵是一種很重要的鐵鹽。

  • 中文名稱
    氯化鐵
  • 化學式
    FeCl3
  • CAS登錄號
    7705-08-0
  • 面板
    棕黑色結晶
  • 熔點
    306°C
  • 別稱
    三氯化鐵;無水三氯化鐵
  • 分子量
    162.204
  • 英文名
    ferric chloride
  • 沸點
    315°C
  • 化合物類型
    共價型
  • 密度
    2.90g/cm3
  • EINECS登錄號
    231-729-4
  • 水溶性
    易溶于水

理化性質

物理性質

面板與性狀:黑棕色結晶,粉狀也略帶塊狀,

InChI=1/3ClHFe/h3*1H/q+3/p-3

熔點(℃):306

相對密度(水=1):2.90

沸點(℃):319

相對蒸氣密度(空氣=1):5.61

溶解性:易溶于水,不溶于甘油,易溶于甲醇、乙醇丙酮、乙醚。

化學性質

1.與鹼反應

Fe +3OH=Fe(OH)3

FeCl3+3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4Cl

2.與還原劑反應

2FeCl3+SO2+2H2O=2FeCl2+H2SO4+2HCl

2FeCl3+H2S=2FeCl2+S↓+2HCl

3.氯化鐵與苯酚發生顯色反應

具有羥基與sp雜化碳原子相連的結構( -C=C-OH)結構的化合物能與FeCl3的水溶液顯示特殊的顏色:苯酚、均苯三酚顯紫色;鄰苯二酚、對苯二酚顯綠色;甲苯酚顯藍色。也有些酚不顯色。

4.三價鐵離子的檢驗

FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl

溶液由黃色(Fe)變為血紅色(Fe(SCN)3)

5.氯化鐵與相對于Fe的活潑金屬

鎂:3Mg+2FeCl3=3MgCl2+2Fe

溶液由黃色變成無色。

鋁:Al+FeCl3=AlCl3+Fe

溶液由黃色變成無色。

鋅:3Zn+2FeCl3=3ZnCl2+2Fe

溶液由黃色變成無色。

(以上均為金屬過量)

6.氯化鐵與其它金屬

銅:Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2

溶液由黃色變成藍色(FeCl2的淺綠色被掩蓋)。

鐵:Fe+2FeCl3=3FeCl2

溶液由黃色變成淺綠色。

註:氯化鐵不能與K、Ca、Na、Ba反應。

7.水解反應

氯化鐵是初高中範圍內接觸到的鹽中水溶液酸性最強的之一,這是由于Fe的強烈水解反應造成的:

Fe+3H2O==可逆==Fe(OH)3+3H

FeCl3+3H2O==可逆==Fe(OH)3+3HCl

(因為水解生成的Fe(OH)3量極少,不能沉淀出來,所以不寫沉淀符號)

這也是蒸發氯化鐵溶液隻能得到氫氧化鐵或鹼式氯化鐵的原因(如需得到氯化鐵需在氯化氫氛圍內蒸發,抑製水解)

FeCl3·6H2O==加熱==Fe(OH)Cl2+HCl+5H2O (若繼續加熱,則會繼續脫去HCl得到氫氧化鐵)

實驗室可利用氯化鐵的水解反應製成氫氧化鐵膠體

製備

固體產品採用氯化法,低共熔混合物反應法和四氯化鈦副產法,液體產品採用鹽酸法和一步氯化法。

將含鐵酸洗液或廢鹽酸置于反應釜裝置中,同時加入鐵粉或鐵屑,酸與鐵發生放熱反應產生的熱能對物料預加熱,然後加入催化劑並通入氧氣,再開啓迴圈泵,使反應液迴圈3-5小時,待聚合反應完全;將反應液轉入沉淀槽沉淀或以過濾方式對產品進行分離和富集。採用含鐵酸洗液或廢鹽酸生產聚合氯化鐵的方法降低生產成本,實現廢物的資源綜合利用。

1.氯化法

以廢鐵屑和氯氣為原料,在一立式反應爐裏反應,生成的氯化鐵蒸氣和尾氣由爐的頂部排出,進入捕集器冷凝為固體結晶,即是成品。尾氣中含有少量未反應的遊離氯化鐵。用氯化亞鐵溶液吸收氯氣,得到氯化鐵溶液作為副產品。生產操作中氯化鐵蒸氣與空氣中水分接觸後強烈發熱,並放出鹽酸氣,因此通路和設備要密封良好。整個系統在負壓下操作。

2.低共熔混合物反應法(熔融法)

在一個帶有耐酸襯裏的反應器中,令鐵屑和幹燥氯氣在氯化亞鐵與氯化鉀或氯化鈉的低共熔混合物(例如,70%FeCl2和30%KCl)內進行反應。成氯化鐵,升華被收集在冷凝室中,該法製得的氯化鐵純度高。

3.氯化鐵溶液的合成方法

將鐵屑溶于鹽酸中,先生成氯化亞鐵,再通往氯氣氧化成氯化鐵。

冷卻氯化鐵濃溶液,便產生氯化鐵的六水物結晶。

4.復分解法

用氧化鐵與鹽酸反應結晶得氯化鐵成品。

用途

主要用于金屬蝕刻,污水處理.其中蝕刻包括銅,不銹鋼,鋁等材料的蝕刻,對低油度的原水處理,具有效果好、價格便宜等優點,但帶來水色泛黃的缺點。也用于印染滾筒刻花、電子工業線路板及熒光數位筒生產等。建築工業用于製備混凝土,以增強混凝土的強度、抗腐蝕性和防水性。也能與氯化亞鐵氯化鈣氯化鋁硫酸鋁、鹽酸等配製成泥凝土的防水劑,無機工業用作製造其他鐵鹽和墨水。染料工業用作印地科素染料染色時的氧化劑。印染工業用作媒染劑。冶金工業用作提取金、銀的氯化侵取劑。有機工業用作催化劑、氧化劑和氯化劑。玻璃工業用作玻璃器皿熱態著色劑。製皂工業用作肥皂廢液回收甘油的凝聚劑

氯化鐵的另外一個重要用途就是五金蝕刻,蝕刻產品如:眼鏡架鍾表電子元件,標牌銘牌。

檢驗

檢測方法

原子吸收法 《食品中增加劑的分析方法》,馬家驤等譯。

比色法(EPA方法 9250)

滴定法(EPA方法 9252)

檢驗標準

GB 4482-2006

氯化鐵(FeCl3)的質量分數/% ≥

96.0

41.0

93.0

38.0

氯化亞鐵(FeCl2)的質量分數/% ≤

2.0

0.30

3.5

0.40

不容物的質量分數 ≤

1.5

0.50

3.0

0.50

遊離酸(以HCl計)的質量分數/% ≤

-

0.40

-

0.50

砷(As)的質量分數/% ≤

0.0004

0.0002

--

鉛(Pb)的質量分數/% ≤

0.002

0.001

--

汞(Hg) 的質量分數/% ≤

0.00002

0.00001

--

鎘(Cd)的質量分數/% ≤

0.0002

0.0001

--

鉻[Cr(VI)]的質量分數/% ≤

0.001

0.0005

--

表格參考資料來源:分析化學

安全風險

健康危害

侵入途徑:吸入、食入、經皮吸收。

健康危害:吸入該品粉塵對整個呼吸道有強烈刺激腐蝕作用,損害粘膜組織,引起化學性肺炎等。對眼有強烈腐蝕性,重者可導致失明。皮膚接觸可致化學性灼傷。口服灼傷口腔和消化道,出現劇烈腹痛、嘔吐和虛脫。

慢性影響:長期攝入有可能引起肝腎損害。

毒理學資料及環境行為。

急性毒性:LD50:1872mg/kg(大鼠經口)

危險特徵:受高熱分解產生有毒的腐蝕性氣體氯化氫。

燃燒(分解)產物:氯化物

泄漏處理

隔離泄漏污染區,周圍設警告標志,建議應急處理人員戴好防毒面具,穿化學防護服。不要直接接觸泄漏物,避免揚塵,收集運至廢物處理場所處置。使其溶于a.水、b.酸、或c.氧化成水溶液狀態,再加硫化物發生沉淀反應,然後廢棄。也可以用大量水沖洗,經稀釋的洗水放入廢水系統。如大量泄漏,收集回收或無害處理後廢棄。

防護措施

呼吸系統防護:可能接觸其粉塵時,應該佩帶防塵口罩。必要時佩帶防毒面具。

眼睛防護:戴化學安全防護眼鏡。

防護服:穿工作服(防腐材料製作)。

手防護:戴橡皮手套。

其它:工作後,淋浴更衣。單獨存放被毒物污染的衣服,洗後再用。保持良好的衛生習慣。

急救措施

皮膚接觸:立即用水沖洗至少15分鍾。若有灼傷,就醫治療。

眼睛接觸:立即提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗至少15分鍾。就醫。

吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。必要時進行人工呼吸。就醫。

食入:患者清醒時立即漱口,給飲牛奶或蛋清。就醫。

滅火方法:霧狀水、火場周圍可用的滅火介質。

風險術語

R22吞食有害。

R38刺激皮膚。

R41對眼睛有嚴重傷害。

安全術語

S26不慎與眼睛接觸後,請立即用大量清水沖洗並征求醫生意見。

S39戴護目鏡或面具。

S36/37/39穿戴適當的防護服、手套和護目鏡或面具。

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