תמיסת כלוריד ברזל, המכונה גם ברזל(III) כלוריד או FeCl3, היא תרכובת כימית הקיימת בצורה של תמיסה מימית, המשמשת בעיקר ביישומים תעשייתיים ומעבדתיים שונים. זהו נוזל צהוב עד חום -אדום, תלוי בריכוזו ובנוכחות של זיהומים, עם ריח חריף. הפתרון מסיס מאוד במים, וכתוצאה מכך ניתוק של יוני ברזל (Fe3+) ויוני כלוריד (Cl-).
תרכובת רב-תכליתית זו מציגה תכונות חמצון חזקות, מה שהופך אותה לחומר קצף וקרישה יעיל בתהליכי טיפול במים, שם היא מסייעת בסילוק חלקיקים מרחפים, קולואידים וחומרים אורגניים מגופי מים. בתעשייה, הוא מוצא יישומים בתחריט חומרים המבוססים על נחושת-, כחומר מלחיץ בתהליכי צביעה ובייצור כימיקלים אחרים המבוססים על ברזל-.
יֶתֶר עַל כֵּן,תמיסת כלוריד ברזלמשמש כזרז במספר תגובות כימיות, כולל תהליך Fischer-Tropsch לסינתזה של פחמימנים מפחמן חד חמצני ומימן. זה גם ממלא תפקיד בהכנת פיגמנטים, במיוחד תחמוצות ברזל המשמשות בצבעים ובציפויים.
במחקר רפואי, כלוריד פרי נוצל כדי לגרום ללחץ חמצוני בתאים לחקר מנגנוני נוגדי חמצון והשפעות של נזק חמצוני. עם זאת, בשל אופיו המאכל, אמצעי זהירות נאותים חיוניים כדי למנוע מגע עם העור והעין, כמו גם משאיפת האדים שלו.
|
|
|
|
נוסחה כימית |
Cl3Fe |
|
מסה מדויקת |
160.84 |
|
משקל מולקולרי |
162.20 |
|
m/z |
160.84 (100.0%), 162.84 (95.9%), 164.84 (30.6%), 158.85 (6.4%), 160.84 (6.1%), 166.83 (3.3%), 161.84 (2.3%), 163.84 (2.2%), 162.84 (2.0%) |
|
ניתוח אלמנטים |
Cl, 65.57; פה, 34.43 |
כלוריד ברזל הוא תרכובת רב-תכליתית עם יישומים רבים בטיפול במים, צביעה והדפסה, מתכות, כרייה, תעשייה כימית, אלקטרוניקה, בנייה ואפילו רפואה. תכונותיו הייחודיות הופכות אותו למרכיב חיוני בתהליכים ומוצרים תעשייתיים רבים.
טיפול במים וטיהור שפכים
- טיהור מים: כלוריד ברזל משמש כחומר קרישה או קצף בתהליכי טיפול במים להסרת מוצקים מרחפים, קולואידים וחומרים אורגניים מהמים. המטען החיובי הגבוה שלו מנטרל למעשה חלקיקים בעלי מטען שלילי, וכתוצאה מכך להיווצרות של קבוצות גדולות הניתנות להתיישבות בקלות.
- טיפול בשפכים: במפעלי טיהור שפכים, הוא משמש להסרת מזהמים, מתכות כבדות וזרחן מזרמי שפכים תעשייתיים ועירוניים.
צביעה והדפסה
- כלוריד ברזל משמש כחומר מחמצן ומוריד בתהליכי צביעה, במיוחד עבור צבעים טבעיים כמו אינדיגו. זה עוזר לתקן צבעים על בדים, לשפר את יציבות הצבע ועמידות.
- בהדפסה, הוא עשוי לשמש כחומר תחריט עבור מעגלים מודפסים ויישומי דיוק אחרים.
מטלורגיה וכרייה
- כחומר הכלרה, כלוריד ברזל משמש בהפקת מתכות מהעפרות שלהם, במיוחד בשטיפה של זהב, כסף ומתכות יקרות אחרות.
- הוא משמש גם לטיהור נחושת ומתכות אחרות באמצעות היווצרות כלורידים בלתי מסיסים.
תעשייה כימית
- כלוריד ברזל הוא חומר גלם חיוני בייצור כימיקלים שונים, כולל זרזים מבוססי ברזל, פיגמנטים ומלחי ברזל אחרים.
- הוא מוצא יישומים בסינתזה של תרכובות אורגניות וכמגיב במעבדות.
אֶלֶקטרוֹנִיקָה
- בתעשיית האלקטרוניקה, כלוריד ברזל משמש כחומר תחריט עבור מיקרו-מעגלים, מעגלים מודפסים ורכיבים אלקטרוניים מדויקים אחרים.
- יכולתו להמיס נחושת ומתכות אחרות הופכת אותו לכלי יעיל בייצור מכשירים אלקטרוניים מורכבים.
בְּנִיָה
- כלוריד ברזל משמש לעתים כתוסף בבטון ובחומרי צמנטיים כדי לשפר את חוזקם ועמידותם.
- זה יכול לשמש גם כמסיר חלודה וסוכן טיפול משטח למתכות בפרויקטי בנייה.
רפואה ובריאות
- למרות שלא נעשה בו שימוש ישיר בטיפולים רפואיים, כלוריד ברזל ונגזרותיו עשויים למלא תפקיד בסינתזה של תרופות מסוימות או כחומרי ביניים בתהליכי ייצור תרופות.
- במסגרות מעבדה, הוא משמש לבדיקות אנליטיות ואבחון שונות.
יישומים אחרים
- כלוריד ברזל משמש גם לייצור דשנים, במיוחד אלה המכילים ברזל, כדי להשלים את רמות התזונה בקרקע.
- ניתן למצוא אותו ביישומי עיבוד מזון מסוימים, שבהם הוא משמש כתוסף מזון או בבירור של משקאות מסוימים.
שיטות סינתזה
1. שיטת הכלרה של סתימות ברזל:
הכניסו את גרוטאות הברזל לכור האנכי מפלדה לצורך הכלרה. החלק העליון של תנור התגובה הוא קטע החימום מראש, מרופד בחומרים עקשן; החלק התחתון הוא קטע התגובה עם ז'קט מקורר- במים. פסולת ברזל (חוטים) מתווספים מלמעלה כדי להגיב עם גז כלור שזורם במעלה הזרם בחלק התגובה התחתון. אדי הכלוריד הברזל וגז הזנב הנוצרים נפלטים מלמעלה, נכנסים למעבה וללכוד כדי להתעבות לגבישים מוצקים, ונגרדים מקיר הקבל ומלכודים על ידי המערבל כדי לייצר מוצרים מוגמרים של כלור ברזל נטול מים.
גז הזנב מכיל כמות קטנה של כלור חופשי וכלוריד ברזל שלא הגיב, אשר נספג בתמיסת כלור ברזל כדי להשיגתמיסת כלוריד ברזל. במהלך הייצור והתפעול, מכיוון שאדי הכלוריד הברזל מחומם בחוזקה לאחר מגע עם הלחות באוויר, ומשתחרר גז חומצה הידרוכלורית, יש לאטום היטב את הצינור והציוד, ולהפעיל את המערכת כולה בלחץ שלילי.
2. ניתן להכין אותו על ידי תגובה ישירה של ברזל וכלור. השתמש בזכוכית הסופר קשיחה בקוטר של 28 מ"מ ובאורך של יותר מ-1 מטר בתור צינור התגובה, וצור שניים עד שלושה צווארים לאורך צינור התגובה, כדי לשרוף את הצוואר לאחר סובלימציה של המוצר. כאשר הקוטר הפנימי של הצוואר קטן מ-10 מ"מ, הוא עלול להיחסם על ידי מוצרים. בנוסף, על מנת למנוע חסימה של זרימת הכלור עקב סתימת הצינור במהלך התגובה, שתגרום לפליטת הכלור מהממשק, בטוח יותר להקים נתיב מילוט נוסף של גז. אם יש להכין כמות גדולה של חומר נטול מים, יש להשתמש בבקבוק בעל פה רחב כמקלט, לחבר את שפופרת הסידן כלוריד הקצרה ללא צוואר ולהשתמש בתמיסה המימית המרוכזת של נתרן הידרוקסיד לספיגת כלור. יש למלא את צינור התגובה באוויר יבש מראש ולחמם כדי להוציא את המים בצינור. לאחר מכן הכניסו 35.5 גרם של חוט ברזל טהור מיובש ב-110 מעלות צלזיוס לקצה צינור התגובה, החליפו את האוויר בצינור בכלור, ולאחר מכן חממו אותו בזהירות מתחת לחוט הברזל עם מנורת גז כדי ליצור תגובה אקסותרמית במהירות. לכן יש לשים לב להתאמת הלהבה. אם התגובה הושלמה, הזיזו את הלהבה קדימה ואחורה תוך העברת כלור כדי להעביר את המוצר לחלק הסמוך של הצינור. חידד את המוצר שוב ושוב ואסוף את המוצר בקצה הצינור. לאחר הקירור, החלף את הכלור באוויר יבש או בחנקן, ולאחר מכן היתוך את החלק עם המוצר הסופי. הוצאת המוצר הסופי מצינור האיטום תתבצע בתנור הייבוש. התגובה מתבצעת על בסיס כמותי, אך עקב הצמדת מוצרים על דופן הצינור, אין מנוס מהפסד של כמה אחוזים.
3. הכניסו 20 גרם של הקסהידראט ברזל כלוריד אבקת לבקבוק תחתון עגול, והוסיפו 50 מ"ל של תיוניל כלוריד מזוקק טרי. אמנם דו תחמוצת הגופרית ומימן כלורי מיוצרים מיד בטמפרטורת החדר. כאשר הקצף מפסיק, התקן מעבה ריפלוקס על הבקבוק וחמם את הריפלוקס למשך 1 ~ 2 שעות. ניתן להסיר עודפי תיוניל כלוריד על ידי זיקוק ואקום. העבירו במהירות את המוצר בבקבוק למייבש המכיל נתרן הידרוקסיד, והנח אותו למשך 12 שעות לפחות כדי להסיר לחלוטין את התיוניל כלוריד. ניתן לחשב את התשואה באופן כמותי.
4. ניתן להכין אותו על ידי תגובה של חומצה הידרוכלורית עם תחמוצת ברזל או העברת גז כלור לתמיסת כלוריד ברזל.
מהן תופעות הלוואי של תרכובת זו?
1. רעילות חריפה
תמיסת כלוריד ברזליש רעילות חריפה מסוימת לאורגניזמים חיים. ה-LD50 האוראלי (מינון קטלני חציוני) לחולדות הוא 1872 מ"ג/ק"ג, כלומר לאחר האכלה של מנה מסוימת של החומר לחולדות, חצי מהן ימותו. נתונים אלה מצביעים על כך שיש לו השפעות רעילות משמעותיות על אורגניזמים בריכוזים גבוהים יותר.
2. מאכל
יש לו קורוזיביות חזקה, שהיא היבט חשוב של הרעילות שלו. כאשר החומר בא במגע ישיר עם עור, עיניים וכדומה, הוא עלול לגרום לכוויות כימיות. עבור העור, מגע עלול לגרום לאדמומיות, נפיחות, כאב, כיבים ואפילו נמק. לעיניים, זה יכול לגרום לגירוי חמור בעיניים וכוויות, ובמקרים חמורים, זה עלול להוביל לעיוורון.
3. סכנות בריאותיות
מערכת הנשימה
לשאיפת אבק כלוריד ברזל יש השפעה מגרה וקורוזיבית חזקה על כל דרכי הנשימה, מה שעלול לפגוע ברקמת הרירית ולגרום למחלות בדרכי הנשימה כגון דלקת ריאות כימית. שאיפה ארוכת טווח של אבק המכיל חומר זה עלולה להוביל גם למחלות נשימה כרוניות.
מערכת העיכול
מתן פומי של חומר זה עלול לגרום לכוויות בפה ובמערכת העיכול, וכתוצאה מכך כאבי בטן עזים, הקאות וקריסה. במקרים חמורים, זה עלול להוביל לתוצאות חמורות כגון ניקוב במערכת העיכול ודימום.
פגיעה בכבד ובכליות
צריכה ארוכת טווח של חומר זה עלולה לגרום לנזק לכבד ולכליות, ולהוביל לתפקוד לא תקין של הכבד והכליות.
מערכות נוירולוגיות והמטולוגיות
חשיפה ארוכת טווח או שאיפה של חומר זה עשויה לפגוע גם במערכות העצבים והדם של הגוף, ולהוביל למחלות קשורות.
4. אמצעי זהירות אחרים
- תגובות אלרגיות: זה עלול לגרום גם לתגובות אלרגיות כמו פריחה, קשיי נשימה וכו'. לאנשים עם אלרגיות, יש לשים לב במיוחד להימנעות ממגע עם כלוריד ברזל.
- מפגעים סביבתיים: אם התמיסה מוזרקת ישירות לסביבה, היא תגרום לזיהום גופי מים וקרקע, ותהיה לה השפעות שליליות על הסביבה האקולוגית.
שאלות נפוצות
למה משמש כלוריד ברזל?
כלוריד ברזל (FeCl₃), מלח ברזל אנאורגני, נמצא בשימוש נרחבחומר קרישה ומייבש. הוא מיוצר בעיקר כתוצר לוואי של כבישת פלדה, תהליך המסתמך על תחמוצת ברזל, חומצה הידרוכלורית וכלור. יישומי טיפול במים הם השימוש המסחרי העיקרי של כלוריד ברזל בארה"ב
מה השם של FeCl2 ו-FeCl3?
המכיל Fe3+, נקרא בשםברזל(III) כלוריד. מצד שני, התרכובת FeCl2, המכיל Fe2+, מוגדר כברזל(II) כלוריד. בכל אחד מהמקרים, הספרה הרומית בשם מציינת את המטען של יון המתכת הקיים.
האם ברזל הוא 2+ או 3+?
מצב החמצון +2 של ברזל ידוע גם בשם יון ברזל. ה+3מצב החמצון של ברזל ידוע גם בשם יון ברזל.
האם כלוריד ברזל רעיל לבני אדם?
השפעות כרוניות על בני אדם:החומר רעיל לריאות, לריריות. השפעות רעילות אחרות על בני אדם: מסוכן מאוד במקרה של בליעה. מסוכן במקרה של מגע בעור (מגרה), של שאיפה.
האם ברזל הוא בדרך כלל 2+ או 3+?
מצבי החמצון החשובים ביותר של ברזל הם+2 ו-+3, אם כי ידועים מספר מדינות +4 ו-+6.
איזה סוכן הפחתת חזק יותר, Cr3+ או Fe2+, ומדוע?
Cr³⁺ הוא חומר מפחית חזק יותר מ-Fe²⁺ מכיוון שיש לו פוטנציאל אלקטרודה סטנדרטי שלילי יותר (-0.74 V) בהשוואה ל-Fe²⁺ (-0.44 V).
תגיות פופולריות: תמיסת כלוריד ברזל cas 7705-08-0, ספקים, יצרנים, מפעל, סיטונאי, קניה, מחיר, בתפזורת, למכירה