氯化鐵(三氯化鐵)

氯化鐵

三氯化鐵一般指本詞條

氯化鐵(ferric chloride),化學式FeCl3。是一種共價化合物。為黑棕色結晶,也有薄片狀,熔點306℃、沸點315℃,易溶於水並且有強烈的吸水性,能吸收空氣里的水分而潮解。FeCl3從水溶液析出時帶六個結晶水為FeCl3·6H2O,六水合氯化鐵是橘黃色的晶體。氯化鐵是一種很重要的鐵鹽

基本介紹

  • 中文名:氯化鐵
  • 英文名:ferric chloride
  • 別稱:無水氯化鐵
  • 化學式:FeCl3
  • 分子量:162.204
  • CAS登錄號:7705-08-0
  • EINECS登錄號:231-729-4
  • 熔點:306°C
  • 沸點:315°C
  • 水溶性:易溶於水
  • 密度:2.90g/cm3
  • 外觀:棕黑色結晶
理化性質,物理性質,化學性質,製備,用途,檢驗,檢測方法,檢驗標準,安全風險,健康危害,泄漏處理,防護措施,急救措施,風險術語,安全術語,

理化性質

物理性質

外觀與性狀:黑棕色結晶,粉狀也略帶塊狀
氯化鐵分子結構圖氯化鐵分子結構圖
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:易溶於水,不溶於甘油,易溶於甲醇、乙醇、丙酮乙醚

化學性質

1.與鹼反應
Fe3+ +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.氯化鐵與烯醇類發生顯色反應
具有羥基與sp2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.鐵離子的檢驗
FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl
溶液由黃色(Fe3+)變為血紅色[Fe(SCN)3]
5.氯化鐵與相對於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水溶液酸性最強的鹽之一,這是由於Fe3+的強烈水解反應造成的:
Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+
FeCl3+3H2O=⇌Fe(OH)3+3HCl
(因為水解是可逆反應,生成的Fe(OH)3量極少,不能沉澱出來,所以不寫沉澱符號
這也是蒸發氯化鐵溶液只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,抑制水解)
FeCl3·6H2O==△==Fe(OH)Cl2+HCl+5H2O (若繼續加熱,則會繼續脫去HCl得到氫氧化鐵)
FeCl3+3H2O=Fe(OH)3(膠體)+3HCl
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於反應釜裝置中,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,再開啟循環泵,使反應液循環3-5小時,待聚合反應完全;將反應液轉入沉澱槽沉澱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,在一立式反應爐里反應,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游離氯化鐵。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,因此管道和設備要密封良好。整個系統在負壓下操作。
2.低共熔混合物反應法(熔融法)
在一個帶有耐酸襯裡的反應器中,令鐵屑和乾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%FeCl3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
將鐵屑溶於鹽酸中,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.複分解法
用氧化鐵與鹽酸反應結晶得氯化鐵成品。

用途

主要用於金屬蝕刻,污水處理.其中蝕刻包括銅,不鏽鋼,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。也用於印染滾筒刻花、電子工業線路板及螢光數字筒生產等。建築工業用於製備混凝土,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。制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,鐘錶,電子元件,標牌銘牌。

檢驗

檢測方法

原子吸收法 《食品中添加劑的分析方法》,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
游離酸(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,損害黏膜組織,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)
危險特性: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,周圍設警告標誌,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。使其溶於a.水、b.酸、或c.氧化成水溶液狀態,再加硫化物發生沉澱反應,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分鐘。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分鐘。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徵求醫生意見。
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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