- estructura
- Nomenclatura
- propietats
- estat físic
- pes molecular
- Punt de fusió
- Punt d'ebullició
- pes específic
- solubilitat
- altres propietats
- obtenció
- usos
- A la coloració de teles
- En el tractament d'aigües residuals
- En estudis químics
- En estudis bioquímics
- referències
El clorur ferrós és un sòlid inorgànic format per la unió d'un catió Fe 2+ i dues anions clorur Cl -. La seva fórmula química és FeCl 2. Tendeix a absorbir aigua de l'ambient. Un dels seus hidrats és el tetrahidrato FeCl 2 • 4H 2 O el qual és un sòlid verdós.
Cal destacar que és molt soluble en aigua i tendeix a oxidar fàcilment en presència d'aire formant el clorur fèrric FeCl 3. Per ser fàcilment oxidable i per tant capaç d'actuar com a reductor és molt utilitzat en els laboratoris d'investigació química i biològica.
Clorur ferrós tetrahidratat FeCl 2 • 4H 2 O sòlid. Craven. Font: Wikimedia Commons.
El clorur ferrós té diversos usos entre els quals destaca el d'ajudar a altres agents en l'oxidació dels llots derivats de l'tractament d'aigües residuals o cloacals. També s'usa en el procés de recobriment amb ferro de metalls i posseeix alguns usos en la indústria farmacèutica.
També s'ha experimentat la utilització de FeCl 2 en la recuperació de metalls valuosos dels catalitzadors gastats que es troben en els tubs d'escapament dels vehicles que funcionen amb gasolina o dièsel.
S'empra en la indústria tèxtil per fixar els colors en alguns tipus de tela.
estructura
El clorur ferrós està format per un ió ferrós Fe 2+ i dos ions clorur Cl - units mitjançant enllaços iònics.
Clorur ferrós FeCl 2 on s'observen els ions que el conformen. Epop. Font: Wikimedia Commons.
L'ió ferrós Fe 2+ posseeix la següent estructura electrònica:
1s 2, 2s 2 2p 6, 3s 2 3p 6 3d juny, 4s 0
on es pot observar que va perdre dos electrons de la capa 4s.
Aquesta configuració no és molt estable, i per aquesta raó tendeix a oxidar-se, és a dir, perdre un altre electró, aquest cop de la capa 3d, formant el ió Fe 3+.
Per la seva banda el ió clorur Cl - posseeix la següent estructura electrònica:
1s 2, 2s 2 2p 6, 3s 2 3p 6
on es pot veure que va adquirir un electró addicional a la capa 3p, completant. Aquesta configuració és molt estable perquè totes les capes electròniques estan completes.
Nomenclatura
- Clorur ferrós
- Clorur de ferro (II)
- Diclorur de ferro
- Clorur ferrós tetrahidratat: FeCl 2 • 4H 2 O
propietats
estat físic
Sòlid de incolor a verd pàl·lid, vidres.
pes molecular
126,75 g / mol
Punt de fusió
674 ºC
Punt d'ebullició
1023 ºC
pes específic
3,16 a 25 ° C / 4 ºC
solubilitat
Molt soluble en aigua: 62,5 g / 100 ml a 20 ºC. Soluble en alcohol, acetona. Lleugerament soluble en benzè. Pràcticament insoluble en èter.
altres propietats
El FeCl 2 anhidre és molt higroscòpic. Absorbeix aigua amb facilitat d'l'ambient, formant varietat d'hidrats, especialment el tetrahidrato, en el qual per cada molècula de FeCl 2 hi ha 4 molècules d'H 2 O unides a aquest (FeCl 2 • 4H 2 O).
En presència d'aire es va oxidant lentament a FeCl 3. Això vol dir que l'ió Fe 2+ s'oxida fàcilment a ió Fe 3+.
Si s'escalfa en presència d'aire forma ràpidament clorur fèrric FeCl 3 i òxid fèrric Fe 2 O 3.
El FeCl 2 és corrosiu per als metalls i teixits.
obtenció
S'obté tractant un excés de metall ferro Fe amb solució aquosa d'àcid clorhídric HCl a altes temperatures.
Fe 0 + 2 HCl → FeCl 2 + 2 H +
No obstant això, a causa de la presència d'aigua mitjançant aquest mètode s'obté el clorur ferrós tetrahidratat FeCl 2 • 4H 2 O.
Per obtenir-anhidre (sense aigua incorporada als vidres) alguns investigadors han optat per realitzar la reacció de pols de ferro amb HCl anhidre (sense aigua) en el solvent tetrahidrofurà (THF) a una temperatura de 5 ºC.
S'obté d'aquesta manera el compost FeCl 2 • 1,5THF, el qual a l'ésser escalfat a 80-85 ºC a el buit o en atmosfera de nitrogen (per evitar la presència d'aigua) produeix el FeCl 2 anhidre.
usos
El clorur ferrós posseeix diversos usos basats generalment en la seva capacitat reductora, és a dir, que pot ser fàcilment oxidat. S'usa per exemple en pintures i recobriments, ja que ajuda a fixar-los de la superfície.
El ferro és un micronutrient essencial per a la salut humana i d'alguns animals. Està involucrat en la síntesi de proteïnes, a l'respiració i en la multiplicació de les cèl·lules.
Per això el FeCl 2 s'empra en preparacions farmacèutiques. L'ió Fe 2+ com a tal s'absorbeix millor que l'ió Fe 3+ a l'intestí.
S'usa per a la manufactura de FeCl 3. És utilitzat en metal·lúrgia, en banys de recobriments de ferro, per proporcionar un dipòsit més dúctil.
A continuació altres usos destacats.
A la coloració de teles
El FeCl 2 és emprat com a mordent o fixador de colorants en alguns tipus de tela. El mordent reacciona químicament i s'uneix de forma simultània a el tint ia la tela formant un compost insoluble sobre aquesta.
D'aquesta manera, el colorant queda fix a la tela i s'intensifica el seu color.
El clorur ferrós FeCl 2 permet que es fixin els colors en les teles. gina pinya. Font: Wikimedia Commons.
En el tractament d'aigües residuals
El FeCl 2 s'empra en les plantes de tractament d'aigües residuals o de rebuig (aigües de claveguera).
En aquesta aplicació el clorur ferrós participa en l'oxidació de l'fang, mitjançant un procés anomenat oxidació de Fenton. Aquesta oxidació causa la ruptura dels flòculs de fang i permet l'alliberament d'l'aigua que es troba fortament unida a aquest.
Secció d'una planta de tractament d'aigües residuals on es pot observar el fang. En ocasions aquest és tractat amb clorur ferrós FeCl 2 perquè pugui separar-se més fàcilment de l'aigua. Evelyn Simak / Sewage works north of Dickleburgh. Font: Wikimedia Commons.
Després el fang pot assecar-se i rebutjar de manera ecològica. La utilització de l'clorur ferrós ajuda a disminuir els costos de el procés.
També s'ha proposat recentment emprar per disminuir la formació de gas sulfhídric o sulfur d'hidrogen en aquestes aigües de claveguera.
D'aquesta manera es disminuiria la corrosió produïda per aquest gas i també les olors desagradables.
En estudis químics
Per les seves propietats reductores (el contrari oxidant) el FeCl 2 és àmpliament usat en diverses investigacions en laboratoris de química, física i enginyeria.
Certs científics van utilitzar vapors de clorur ferrós per extreure metalls valuosos com platí, pal·ladi i rodi de catalitzadors gastats de vehicles que funcionen amb gasolina o dièsel.
Aquests catalitzadors s'usen per eliminar gasos nocius per a l'ésser humà i l'ambient. Estan ubicats al tub d'escapament dels automòbils i camions que funcionen amb gasolina o dièsel.
Tub d'escapament d'un vehicle on s'observa una secció més voluminosa que és on està ubicat el catalitzador per convertir els gasos nocius en gasos amigables amb l'ambient. Ahanix1989 at English Wikipedia. Font: Wikimedia Commons.
Passat cert temps el catalitzador de el vehicle es gasta i perd efectivitat i cal substituir-lo. El catalitzador gastat es rebutja i s'estan realitzant esforços per recuperar els metalls valuosos que aquest conté.
Reixeta de ceràmica de l'catalitzador on s'ubiquen les traces de metalls valuosos a recuperar amb FeCl 2. Global-Kat Recycling. Font: Wikimedia Commons.
Segons els investigadors, amb el ferro de l'clorur ferrós aquests metalls van formar aliatges magnètiques.
Els aliatges van poder ser extretes amb imants i després recuperats els metalls valuosos per mètodes ja coneguts.
En estudis bioquímics
Per posseir el catió Fe 2+, el qual és un micronutrient important en l'ésser humà i alguns animals, el FeCl 2 s'usa en estudis de bioquímica i medicina.
Certs estudis van permetre demostrar que el clorur ferrós millora l'eficàcia fungicida de l'plasma fred d'argó.
El plasma fred és una tecnologia utilitzada per a l'esterilització de superfícies i instruments mèdics. Està basada en la formació de radicals hidroxil OH · a partir de la humitat de l'ambient. Aquests radicals reaccionen amb la paret cel·lular de l'microorganisme i ocasionen la seva mort.
En aquesta investigació el FeCl 2 va millorar l'efecte de l'plasma fred i va accelerar l'eliminació d'un fong resistent a altres mètodes de desinfecció.
Alguns científics van trobar que la utilització de FeCl 2 permet augmentar el rendiment en les reaccions d'obtenció de glucosa partint de bagàs de canya de sucre.
En aquest cas, sent el Fe 2+ un microelement essencial per a la salut humana, la seva presència en traces en el producte no afectaria l'ésser humà.
referències
- Fukuda, S. et al. (2019). Ferrous chloride and Ferrous sulfate improve the fungicidal efficacy of cold atmospheric argon plasma on melanized Aureobasidium pullulans. J BIOSCI Bioeng, 2019, 128 (1): 28-32. Recuperat de ncbi.clm.nih.gov.
- Ismal, OE and Yildirim, L. (2019). Metall mordants and biomordants. In The Impact and Prospects of Green Chemistry for Textile Technology. Chapter 3, pp.57-82. Recuperat de sciencedirect.com.
- Zhang, W. et al. (2019). Co-catalysis of magnesium chloride and Ferrous chloride for Xylo-oligosaccharides and glucose production from Sugarcane Bagasse. Bioresour Technol 2019, 291: 121.839. Recuperat de ncbi.nlm.nih.gov.
- Zhou, X. et al. (2015). Rol dels indigenous iron in improving sludge dewaterability through peroxidation. Scientific Reports 5: 7516. Recuperat de ncbi.nlm.nih.gov.
- Rathnayake, D. et al. (2019). Hydrogen sulphide control in sewers by catalyzing the reaction with oxygen. Science of the Total Environment 689 (2019) 1192-1200. Recuperat de ncbi.nlm.nih.gov.
- Taninouchi, I. and Okabe, TH (2018). Recovery of Platinum Group Metals from Spent Catalysts Using Iron Chloride Vapor Treatment. Metall and Materi Trans B (2018) 49: 1781. Recuperat de link.springer.com.
- US National Library of Medicine. (2019). Ferrous Chloride. Recuperat de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Aresta, M. et al. (1977). Iron (0) Oxidation by Hydrogen Chloride in Tetrahydrofuran: a Simple Way to Anhydrous iron (II) Chloride. Inorganic Chemistry, Vol. 16, No. 7, 1977. Recuperat de pubs.acs.org.
- Cotton, F. Albert and Wilkinson, Geoffrey. (1980). Advanced Inorganic Chemistry. Fourth Edition. John Wiley & Sons.