IJzer(III)chloride

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
IJzer(III)chloride
Structuurformule en molecuulmodel
Kristalstructuur van ijzer(III)chloride ██ Fe3+ ██ Cl-
Kristalstructuur van ijzer(III)chloride

██ Fe3+

██ Cl-

IJzer(III)chloride (hexahydraat)
IJzer(III)chloride (hexahydraat)
Algemeen
Molecuulformule
     (uitleg)
FeCl3
IUPAC-naam ijzer(III)chloride
Andere namen ijzertrichloride
Molmassa 162,204 g/mol
SMILES
Cl[Fe](Cl)Cl
InChI
1S/3ClH.Fe/h3*1H;/q;;;+3/p-3
CAS-nummer 10025-77-1
EG-nummer 231-729-4
PubChem 24380
Beschrijving Geelbruine vaste stof
Vergelijkbaar met IJzer(II)chloride
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Corrosief Schadelijk
Gevaar
H-zinnen H302 - H314
EUH-zinnen geen
P-zinnen P280 - P305+P351+P338 - P310
VN-nummer 1773
ADR-klasse Gevarenklasse 8
LD50 (ratten) (oraal) 450[1] mg/kg
Fysische eigenschappen
Dichtheid 2,89[1] g/cm³
Smeltpunt 306 °C
Kookpunt (ontleedt) 315 °C
Oplosbaarheid in water 920[1] g/L
Goed oplosbaar in water, aceton, methanol, ethanol, di-ethylether
Geometrie en kristalstructuur
Kristalstructuur hexagonaal
Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde

IJzer(III)chloride (FeCl3) is een zout van driewaardig ijzer en chloride. In watervrije toestand is het zout erg hygroscopisch en wordt in contact met water snel omgezet in het hexahydraat. IJzer(III)chloride komt in de natuur voor als het mineraal molysiet.

Synthese[bewerken]

Watervrij ijzer(III)chloride kan bereid worden uit de elementen:[2]

\mathrm{2\ Fe\ +\ 3\ Cl_2\ \longrightarrow\ 2\ FeCl_3}

Oplossingen van ijzer(III)chloride worden industrieel bereid uit ijzer of uit ijzererts via een cyclisch proces. De eerste reactie betreft een redoxreactie van zuiver ijzer met een oplossing van ijzer(III)chloride, waarbij ijzer(II)chloride wordt gevormd:

\mathrm{Fe\ +\ 2\ FeCl_3\ \longrightarrow\ 3\ FeCl_2}

Daarnaast wordt ijzererts opgelost in zoutzuur:

\mathrm{Fe_3O_4\ +\ 8\ HCl\ \longrightarrow\ FeCl_2\ +\ 2\ FeCl_3\ +\ 4\ H_2O}

De laatste stap betreft de oxidatie van ijzer(II)chloride met chloorgas:

\mathrm{2\ FeCl_2\ +\ Cl_2\ \longrightarrow\ 2\ FeCl_3}

IJzer(II)chloride kan ook met zwaveldioxide geoxideerd worden:

\mathrm{32\ FeCl_2\ +\ 8\ SO_2\ +\ 32\ HCl\ \longrightarrow\ 32\ FeCl_3\ +\ S_8\ +\ 16\ H_2O}

Zoals bij vele andere metaalchloridehydraten kan gehydrateerd ijzer(III)chloride omgezet worden in het watervrije zout door refluxen met thionylchloride.[3] Verhitten alleen is niet voldoende om het watervrije zout te vormen, omdat op die manier waterstofchloride wordt vrijgesteld en ijzer(III)oxychloride wordt gevormd.

Kristalstructuur en eigenschappen[bewerken]

In vaste toestand neemt ijzer(III)chloride de BiI3-structuur aan, waarbij octaëdrische Fe(III)-centra verbonden zijn door bidentaat chloride-liganden. De verbinding bezit dus een hexagonale kristalstructuur.

IJzer(III)chloride heeft wegens zijn overwegend covalent karakter een relatief laag smeltpunt (306°C). Bij het kookpunt (315°C) ontleedt het gedeeltelijk in ijzer(II)chloride en chloorgas.[4] De damp bestaat gedeeltelijk uit het dimeer Fe2Cl6.

Reacties[bewerken]

Watervrij ijzer(III)chloride is een relatief sterk Lewiszuur. Het reageert vlot met Lewisbasen zoals trifenylfosfine, met vorming van adducten.

IJzer(III)chloride reageert met een overmaat chloride-ionen tot het geelgekleurde tetraëdrische complexe ion tetrachloroferraat(III) (FeCl4-).

Als ijzer(III)chloride verhit wordt met ijzer(III)oxide wordt ijzer(III)oxychloride gevormd:

\mathrm{FeCl_3\ +\ Fe_2O_3\ \longrightarrow\ 3\ FeOCl}

IJzer(III)chloride is een milde oxidator. Het is bijvoorbeeld in staat koper(I)chloride te oxideren tot koper(II)chloride. IJzer(III)chloride kan zelf gereduceerd worden tot ijzer(II) door reductoren zoals hydrazine.

Wanneer ammoniak wordt toegevoegd aan een oplossing van ijzer(III)chloride, slaat het onoplosbare ijzer(III)hydroxide neer als een roestbruine vaste stof:

\mathrm{FeCl_3\ +\ 3\ NH_3\ +\ 3\ H_2O\ \longrightarrow\ Fe(OH)_3\ +\ 3\ NH_4Cl}

Toepassingen[bewerken]

In de industrie[bewerken]

IJzer(III)chloride wordt toegepast in de rioolwaterzuivering en drinkwaterproductie.[5] Het vormt met licht basisch water een neerslag van FeO(OH)-. Deze neerslag neemt in het water gesuspendeerd materiaal mee. In de waterzuivering kan ijzer(III)chloride worden gebruikt als coagulant om emulsies te breken.

\mathrm{Fe^{3+}\ +\ 4\ OH^-\ \longrightarrow\ Fe(OH)_4^-\ \longrightarrow\ FeO(OH)_2^- \cdot H_2O}

IJzer(III)chloride wordt gebruikt bij de productie van PCB's.[6] Deze toepassing steunt op de tweestapsredoxreactie tot koper(I)chloride en dan tot koper(II)chloride:

\mathrm{FeCl_3\ +\ Cu\ \longrightarrow\ FeCl_2\ +\ CuCl}
\mathrm{FeCl_3\ +\ CuCl\ \longrightarrow\ FeCl_2\ +\ CuCl_2}

IJzer(III)chloride wordt gebruikt als katalysator bij de reactie van etheen met chloorgas, waarbij 1,2-dichloorethaan wordt gevormd, een belangrijke grondstof voor vinylchloride, het monomeer van PVC.

\mathrm{H_2C{=}CH_2\ +\ Cl_2\ \longrightarrow\ ClH_2C{-}CH_2Cl}

In het laboratorium[bewerken]

Als Lewiszuur wordt ijzer(III)chloride vaak gebruikt als katalysator in elektrofiele substituties aan aromatische verbindingen. Het is een minder krachtig Lewiszuur dan aluminiumchloride, maar in sommige gevallen is deze mildheid een voordeel, bijvoorbeeld in de Friedel-Craftsalkylering van benzeen:

IJzer(III)chloride als katalysator in de Friedel-Craftsalkylering

De ijzer(III)chloridetest is een traditionele colorimetrische test voor fenolen.[7] De test gebruikt een 1% ijzer(III)chloride-oplossing die geneutraliseerd werd met natriumhydroxide tot een licht neerslag van IJzer(III)oxyhydroxide wordt gevormd. Dit mengsel wordt gefiltreerd en daarna toegevoegd aan een oplossing in water, ethanol of methanol van de organische verbinding. Een wegtrekkende of permanente paarse, groene of blauwe kleur is een aanwijzing voor de aanwezigheid van een fenol of enol.

Andere toepassingen[bewerken]

Watervrij ijzer(III)chloride wordt gebruikt als droogmiddel bij bepaalde chemische reacties.

IJzer(III)chloride is nodig voor het etsen van fotogravureplaten en rotogravurecilinders in de drukkerij.

De stof wordt gebruikt in de diergeneeskunde om wildgroei van klauwen te behandelen.

Toxicologie en veiligheid[bewerken]

IJzer(III)chloride reageert zuur en is licht corrosief. Bij contact met de huid kan irritatie optreden. Indien er toch op de huid gemorst wordt dient langdurig met water gespoeld te worden. De stof is schadelijk bij inname.

Externe links[bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties
  1. a b c (en) Gegevens van ijzer(III)chloride in de GESTIS-stoffendatabank van het Duitse Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) (geraadpleegd op 31 januari 2010) (JavaScript vereist)
  2. Tarr, B.R. (1950). Anhydrous Iron(III) Chloride. Inorganic Syntheses 3: 191–194 .
  3. Pray, Alfred R., Richard F. Heitmiller, Stanley Strycker. Anhydrous Metal Chlorides. Inorganic Syntheses 28: 321–323 . DOI:10.1002/9780470132593.ch80.
  4. Holleman, A.F.; Wiberg, E., Inorganic Chemistry, Academic Press, San Diego. ISBN 0-12-352651-5, 2001
  5. , Water Treatment Chemicals, Akzo Nobel Base Chemicals, 2007 Geraadpleegd op 2007-10-26.
  6. Greenwood, N.N.; A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, 1997
  7. Furnell, B.S.; et al., Vogel's Textbook of Practical Organic Chemistry, 5th edition, Longman/Wiley, New York, 1989