DEMIR KLORÜR (FECL2): YAPISI, KULLANIMLARI, ÖZELLIKLERI - KIMYA - 2025

Demir klorür bir katyon Fe yapıştırılması ile oluşturulan bir inorganik katı olan ^{+ 2} ve iki klorür anyonlar Cl- ^- . Kimyasal formülü FeCl _2'dir . Çevreden su emme eğilimindedir. Hidratlarından biri yeşilimsi bir katı olan FeCl2 _• 4H ₂ O tetrahidrattır .

Su içinde çok çözünür ve FeC demir klorür oluşturma, hava varlığında kolayca okside eğiliminde olduğu belirtilmelidir ₃ . Kolayca oksitlenebildiğinden ve bu nedenle indirgeyici bir ajan olarak işlev görebildiğinden, kimyasal ve biyolojik araştırma laboratuvarlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Demirli klorür tetrahidrat FeCl2 _• 4H ₂ O katı. Craven. Kaynak: Wikimedia Commons.

Demirli klorürün, kanalizasyon veya kanalizasyon arıtımından elde edilen çamurun oksidasyonunda diğer ajanlara yardımcı olmak için öne çıkan çeşitli kullanımları vardır. Aynı zamanda metal kaplama işleminde kullanılır ve ilaç endüstrisinde bazı kullanımları vardır.

FeC kullanımı ₂ de deneyler edilmiş gazolin ya da dizel motorlu araç egzoz boruları bulunan harcanan katalizörler değerli metallerin geri kazanımının.

Tekstil sektöründe bazı kumaş türlerinde renkleri sabitlemek için kullanılmaktadır.

yapı

Demir klorür, bir demir Fe ²⁺ iyonu ve iyonik bağlarla bağlanmış iki Cl ^- klorür iyonundan oluşur .

Demir klorür FeCb ₂ kadar yapmak iyonlar görülmüştür. EpoP. Kaynak: Wikimedia Commons.

Demir iyonu Fe ²⁺ aşağıdaki elektronik yapıya sahiptir:

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

4s kabuğundan iki elektron kaybettiği görülebilir.

Bu konfigürasyon çok kararlı değildir ve bu nedenle oksitlenme, yani başka bir elektron kaybetme eğilimindedir, bu sefer 3B tabakadan Fe ³⁺ iyonunu oluşturur .

Klorür iyonu Cl ^- aşağıdaki elektronik yapıya sahiptir:

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶

3p kabuğunda fazladan bir elektron aldığını ve onu tamamladığını görebilirsiniz. Bu konfigürasyon çok kararlıdır çünkü tüm elektronik katmanlar tamamlanmıştır.

terminoloji

- Demir Klorür

- Demir (II) klorür

- Demir diklorür

- Demirli klorür tetrahidrat: FeCl _{2 •} 4H ₂ O

Özellikleri

Fiziksel durum

Renksiz ila soluk yeşil katı, kristaller.

Moleküler ağırlık

126,75 g / mol

Erime noktası

674ºC

Kaynama noktası

1023ºC

Özel ağırlık

25ºC / 4ºC'de 3,16

Çözünürlük

Suda çok çözünür: 20 ºC'de 62,5 g / 100 mL. Alkol, asetonda çözünür. Benzen içinde biraz çözünür. Eterde pratik olarak çözünmez.

Diğer özellikler

Susuz FeCl ₂ çok higroskopiktir. Kolayca her FeC için hangi hidratların çeşitli, özellikle tetrahidrat, şekillendirme, ortamdan su emer ₂ 4H vardır molekül ₂ O molekülleri , kendisine bağlı (FeCb _{2 •} 4H ₂ O).

Hava varlığında yavaşça FeCl _3'e okside olur . Bu, Fe ²⁺ iyonunun kolayca Fe ³⁺ iyonuna oksitlendiği anlamına gelir .

Hava varlığında ısıtılırsa, hızla demir klorür FeCl ₃ ve demir oksit Fe ₂ O _{3 oluşturur} .

FeCl ₂ metaller ve kumaşlar için aşındırıcıdır.

edinme

Fazla demir metal Fe'nin sulu bir hidroklorik asit HCl çözeltisi ile yüksek sıcaklıklarda işlenmesiyle elde edilir.

Fe ⁰ + 2 HCl → FeCl ₂ + 2 H ⁺

Ancak bu yöntemle suyun varlığından dolayı demirli klorür tetrahidrat FeCl2 _• 4H ₂ O elde edilir.

Susuz (kristallere su dahil edilmeden) elde etmek için, bazı araştırmacılar demir tozunun susuz HCl (susuz) ile çözücü tetrahidrofuran (THF) içindeki reaksiyonunu 5 ° C sıcaklıkta gerçekleştirmeyi seçmişlerdir.

Bu şekilde, bileşik FeC _{2 •} 1,5THF vakum altında veya bir azot atmosferi 80-85 ° C 'kadar ısıtıldığında (suyun yok etmek için) olan üretir elde edilir , susuz FeC ₂ .

Uygulamalar

Demirli klorürün, genellikle indirgeme kapasitesine bağlı olarak çeşitli kullanımları vardır, yani kolayca oksitlenebilir. Örneğin boya ve kaplamalarda yüzeye sabitlenmesine yardımcı olduğu için kullanılır.

Demir, insan ve bazı hayvan sağlığı için gerekli bir mikro besindir. Protein sentezinde, solunumda ve hücrelerin çoğalmasında rol oynar.

Bu nedenle FeCl ₂ , farmasötik preparatlarda kullanılır. Fe ²⁺ iyonu , bağırsakta Fe ³⁺ iyonundan daha iyi emilir .

FeCl ₃ üretimi için kullanılır . Metalurjide, demir kaplama banyolarında daha sünek bir birikinti sağlamak için kullanılır.

İşte diğer özellikli kullanımlar.

Kumaşların renklendirilmesinde

FeCl ₂ , bazı kumaş türlerinde mordan veya boya fiksatif olarak kullanılır. Mordan kimyasal olarak reaksiyona girer ve aynı anda boyaya ve kumaşa bağlanarak üzerinde çözünmeyen bir bileşik oluşturur.

Bu sayede boya kumaşa sabit kalır ve rengi yoğunlaşır.

Demirli Klorür FeCl ₂ renklerin kumaşlara sabitlenmesini sağlar. gina pina. Kaynak: Wikimedia Commons.

Atık su arıtımında

FeCl ₂ , kanalizasyon veya atık su arıtma tesislerinde (kanalizasyon suyu) kullanılır.

Bu uygulamada demirli klorür, Fenton oksidasyonu adı verilen bir işlemle çamurun oksidasyonuna katılır. Bu oksidasyon, çamur topaklarının yırtılmasına neden olur ve ona kuvvetle bağlı olan suyun salınmasına izin verir.

Çamurun görülebildiği bir kanalizasyon arıtma tesisi bölümü. Bazen bu, sudan daha kolay ayrılabilmesi için demir klorür FeCl ₂ ile işlenir . Evelyn Simak / Kanalizasyon, Dickleburgh'un kuzeyinde çalışıyor. Kaynak: Wikimedia Commons.

Çamur daha sonra kurutulabilir ve çevreye zarar vermeyecek şekilde bertaraf edilebilir. Demirli klorür kullanımı, işlemin maliyetlerini düşürmeye yardımcı olur.

Son zamanlarda, söz konusu kanalizasyon sularında hidrojen sülfür gazı veya hidrojen sülfit oluşumunu azaltmak için kullanılması önerilmiştir.

Bu şekilde, bu gazın ürettiği korozyon ve ayrıca hoş olmayan kokular da azalmış olacaktır.

Kimyasal çalışmalarda

İndirgeyici özelliklerinden dolayı (oksitlemenin tersi), FeCl ₂ kimya, fizik ve mühendislik laboratuvarlarında çeşitli araştırmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bazı bilim adamları, benzinli veya dizel motorlu araçlarda kullanılmış katalizörlerden platin, paladyum ve rodyum gibi değerli metalleri çıkarmak için demir klorür buharları kullandılar.

Bu katalizörler, insanlara ve çevreye zararlı gazları uzaklaştırmak için kullanılır. Benzinli veya dizel ile çalışan otomobillerin ve kamyonların egzoz borusunda bulunurlar.

Daha hacimli bir bölümün gözlendiği bir aracın egzoz borusu, zararlı gazları çevre ile dost gazlara dönüştürmek için katalizörün bulunduğu yerdir. Ahanix1989, İngilizce Wikipedia'da. Kaynak: Wikimedia Commons.

Belirli bir süre sonra, aracın katalitik konvertörü aşınır ve etkinliğini kaybeder ve değiştirilmesi gerekir. Harcanan katalizör atılıyor ve içerdiği değerli metalleri geri kazanmak için çaba gösteriliyor.

FeCl ₂ ile geri kazanılacak değerli metallerin izlerinin bulunduğu katalizörün seramik ızgarası . Global-Kat Geri Dönüşüm. Kaynak: Wikimedia Commons.

Araştırmacılara göre, demir klorürden elde edilen demir ile bu metaller manyetik alaşımlar oluşturdu.

Alaşımlar mıknatıslarla ekstrakte edilebilir ve daha sonra bilinen yöntemlerle değerli metaller geri kazanılabilir.

Biyokimyasal çalışmalarda

İnsanlarda ve bazı hayvanlarda önemli bir mikro besin olan Fe ²⁺ katyonuna sahip olduğu için FeCl ₂ biyokimyasal ve tıbbi çalışmalarda kullanılmaktadır.

Bazı çalışmalar, demir klorürün, soğuk argon plazmasının mantar öldürücü etkinliğini artırdığını göstermiştir.

Soğuk plazma, tıbbi yüzeylerin ve aletlerin sterilizasyonu için kullanılan bir teknolojidir. Ortamın neminden OH hidroksil radikallerinin oluşmasına dayanır. Bu radikaller mikroorganizmanın hücre duvarı ile reaksiyona girerek ölümüne neden olur.

Bu araştırmada FeCl ₂ , soğuk plazmanın etkisini artırmış ve diğer dezenfeksiyon yöntemlerine dirençli bir mantarın ortadan kaldırılmasını hızlandırmıştır.

Bazı bilim adamları, FeCl ₂ kullanımının, şeker kamışı küspesinden başlayarak glikoz elde etmek için reaksiyonlarda verimi artırmaya izin verdiğini keşfettiler .

Bu durumda Fe ²⁺ insan sağlığı için önemli bir mikro element olduğu için üründeki izlerde bulunması insanları etkilemeyecektir.

Referanslar

1. Fukuda, S. vd. (2019). Demirli klorür ve demir sülfat, soğuk atmosferik argon plazmasının melanize Aureobasidium pullulans üzerindeki mantar öldürücü etkinliğini iyileştirir. J Biosci Bioeng, 2019, 128 (1): 28-32. Ncbi.clm.nih.gov'dan kurtarıldı.
2. Ismal, OE and Yildirim, L. (2019). Metal mordanlar ve biyomordanlar. Tekstil Teknolojisi için Yeşil Kimyanın Etkisi ve Beklentilerinde. Bölüm 3, sayfa 57-82. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
3. Zhang, W. vd. (2019). Şeker kamışı küspesinden ksilo-oligosakaritler ve glikoz üretimi için magnezyum klorür ve demirli klorürün ortak katalizi. Bioresour Technol 2019, 291: 121839. Ncbi.nlm.nih.gov'dan kurtarıldı.
4. Zhou, X. vd. (2015). Peroksidasyon yoluyla çamur susuzlaştırılmasının iyileştirilmesinde yerli demirin rolü. Bilimsel Raporlar 5: 7516. Ncbi.nlm.nih.gov'dan kurtarıldı.
5. Rathnayake, D. vd. (2019). Oksijen ile reaksiyonu katalize ederek kanalizasyonda hidrojen sülfür kontrolü. Toplam Çevre Bilimi 689 (2019) 1192-1200. Ncbi.nlm.nih.gov'dan kurtarıldı.
6. Taninouchi, Y. ve Okabe, TH (2018). Platin Grubu Metallerin Demir Klorür Buhar İşlemiyle Kullanılmış Katalizörlerden Geri Kazanımı. Metall and Materi Trans B (2018) 49: 1781. Link.springer.com'dan kurtarıldı.
7. ABD Ulusal Tıp Kütüphanesi. (2019). Demir Klorür. Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov adresinden kurtarıldı.
8. Aresta, M. vd. (1977). Demir (0) Tetrahidrofuranda Hidrojen Klorür ile Oksidasyon: Susuz Demir (II) Klorür için Basit Bir Yol. Inorganic Chemistry, Cilt 16, No. 7, 1977. pubs.acs.org'dan kurtarıldı.
9. Cotton, F. Albert ve Wilkinson, Geoffrey. (1980). İleri İnorganik Kimya. Dördüncü baskı. John Wiley & Sons.