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Eisen(III)-chlorid

Eisen(III)-chlorid ist eine chemische Verbindung von Eisen(III)- und Chloridionen. Die römische Ziffer III gibt die Oxidationszahl des Eisenions (in diesem Fall +3) an. Eisen(III)-chlorid gehört zur Gruppe der Eisenhalogenide.

Kristallstruktur
_ Fe3+0_ Cl
Allgemeines
Name Eisen(III)-chlorid
Andere Namen
  • Eisentrichlorid
  • Ferrichlorid
  • Eisensesquichlorid
  • FERRIC CHLORIDE (INCI)
Verhältnisformel FeCl3
Kurzbeschreibung
  • dunkle, hexagonale, in der Aufsicht grüne, in der Durchsicht rote Blättchen (wasserfrei)
  • schmutziggelbe, zerfließliche kristalline Stücke (Hexahydrat)
Externe Identifikatoren/Datenbanken
Eigenschaften
Molare Masse
  • 162,21 g·mol−1 (wasserfrei)
  • 270,29 g·mol−1 (Hexahydrat)
Aggregatzustand

fest

Dichte

2,89 g·cm−3

Schmelzpunkt

304 °C

Siedepunkt

319 °C, ab 120 °C Sublimation

Löslichkeit
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung

Gefahr

H- und P-Sätze H:302​‐​315​‐​318
P:280​‐​301+312+330​‐​302+352​‐​305+351+338+310
Toxikologische Daten

450 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Unter die Bezeichnung Eisenchlorid fällt auch die Verbindung Eisen(II)-chlorid (FeCl2).

Inhaltsverzeichnis

In der Natur kommt Eisen(III)-chlorid in Form der Minerale Molysit (Anhydrat) und Hydromolysit (Hexahydrat) vor.

Wasserfreies Eisen(III)-chlorid erhält man im Labor, indem man Chlor bei Temperaturen von 250 bis 400 °C über Eisendraht, -wolle oder Ähnliches leitet. Anschließend wird das Produkt zur Reinigung im Chlorstrom bei 220 bis maximal 300 °C resublimiert. Dabei ist darauf zu achten, dass Geräte und Chemikalien möglichst wasserfrei sind.

2 F e + 3 C l 2 2 F e C l 3 {\displaystyle \mathrm {2\ Fe+3\ Cl_{2}\longrightarrow 2\ FeCl_{3}} }

Alternativ kann die wasserfreie Verbindung über Umsetzung des Hexahydrats mit Thionylchlorid erfolgen:

FeCl 3 6 H 2 O + 6 SOCl 2 FeCl 3 + 6 SO 2 + 12 HCl {\displaystyle {\ce {FeCl3 * 6 H2O + 6 SOCl2 -> FeCl3 + 6 SO2 + 12 HCl}}}

Kristallwasserhaltiges Eisenchlorid kann auch durch Auflösen von Eisenpulver in Salzsäure

F e + 2 H C l F e C l 2 + H 2 {\displaystyle \mathrm {Fe+2\ HCl\longrightarrow FeCl_{2}+H_{2}} }

und nachfolgendes Einleiten von Chlor hergestellt werden, wobei das zunächst entstandene Eisen(II)-chlorid in Eisen(III)-chlorid übergeht:

2 F e C l 2 + C l 2 2 F e C l 3 {\displaystyle \mathrm {2\ FeCl_{2}+Cl_{2}\longrightarrow 2\ FeCl_{3}} }

Dieses kann anschließend durch Eindampfen der Lösung gewonnen werden. Zur technischen Produktion leitet man Chlor bei etwa 650 °C über Eisenschrott.

Ebenfalls ist es möglich, das Eisen(II)-Ion durch Wasserstoffperoxid zum Eisen(III)-Ion zu oxidieren:

2 F e C l 2 + H 2 O 2 + 2 H C l 2 F e C l 3 + 2 H 2 O {\displaystyle \mathrm {2\ FeCl_{2}+H_{2}O_{2}+2\ HCl\longrightarrow 2\ FeCl_{3}+2\ H_{2}O} }

Diese Reaktion kann zum Nachweis von Eisen in Wasser verwendet werden, da bei anschließender Zugabe einer Kalium- oder Ammoniumthiocyanat bei Gegenwart von Eisen eine blutrote Lösung von Eisen(III)-thiocyanat entsteht.

Wasserfreies Eisen(III)-chlorid wird zum Schutz vor Wasser unter Schutzgas (z. B. Stickstoff) bzw. unter Luftabschluss gelagert.

Wasserfreies Eisen(III)-chlorid ist eine schwarze, leicht stechend nach Salzsäure riechende Substanz. Als wasserfreie Verbindung ist es extrem hygroskopisch, entzieht also der Luft Wasser. Mit steigendem Wassergehalt nimmt die hygroskopische Natur ab und die Farbe verändert sich über rot-bräunlich bis hin zu gelblich, es entsteht Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat (FeCl3 · 6 H2O). Dieses reagiert durch Hydrolyse stark sauer. Beim Erhitzen zersetzt sich das Hydrat unter Abspaltung von Wasser und Chlorwasserstoff; es ist also auf diesem Weg nicht möglich, daraus wieder wasserfreies Eisen(III)-chlorid zu erhalten. Allerdings ist wasserfreies Eisen(III)-chlorid über das Hexahydrat zugänglich, wenn es unter Schutzgasatmosphäre mit einem Überschuss an Thionylchlorid (10 Äquivalente) versetzt wird. Die entstehenden Gase werden verkocht und durch Einleiten in eine gekühlte Natronlauge (ca. 0,5 – 1,0 M) neutralisiert.

F e C l 3 6 H 2 O + 6 S O C l 2 F e C l 3 + 6 S O 2 + 12 H C l {\displaystyle \mathrm {FeCl_{3}\cdot 6H_{2}O+6\ SOCl_{2}\longrightarrow FeCl_{3}+6\ SO_{2}+12\ HCl} }
  • Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat granuliert

  • Wässrige FeCl3-Lösung

Eisen(III)-chlorid ist eine vorwiegend kovalente Verbindung mit Schichtstruktur. Oberhalb des Sublimationspunkts liegt sie vor allem als gasförmiges Fe2Cl6 vor, das mit steigender Temperatur zunehmend zu FeCl3 dissoziiert. Wasserfreies Eisen(III)-chlorid verhält sich chemisch ähnlich wie wasserfreies Aluminiumchlorid. Genau wie dieses ist es eine mäßig starke Lewis-Säure.

Schichtstruktur

Eisen(III)-chlorid bildet mit Eisen(II)-chlorid ein bei 297,5 °C schmelzendes Eutektikum mit 13,4 Mol-% Eisen(II)-chlorid.

Das Ätzen einer Strichradierung mit Eisen(III)-chlorid-Lösung

Eisen(III)-chlorid kann Kupfer oxidieren und lösen; deshalb kann man wässrige Eisen(III)-chlorid-Lösungen zum schonenden Ätzen von Leiterplatten und Druckplatten verwenden:

C u + 2 F e C l 3 C u C l 2 + 2 F e C l 2 {\displaystyle \mathrm {Cu+2\ FeCl_{3}\longrightarrow CuCl_{2}+2\ FeCl_{2}} }

Eisen(III)-chlorid wird zur Bindung von Schwefelwasserstoff, zur Phosphatfällung und weiterhin als Fällmittel bei der Simultanfällung sowie allgemein bei der biologischen Abwasserreinigung als Flockungsmittel verwendet. In der chemischen Industrie wird es als selektiv wirkender Katalysator bei vielen Friedel-Crafts-Reaktionen eingesetzt. Viele Phenole ergeben mit Eisen(III)-chlorid grün oder blau gefärbte Komplexe und können so nachgewiesen werden (Eisenchloridtest). Durch Zusatz von Kaliumhexacyanoferrat(II) kann das Pigment Berliner Blau erzeugt werden (s. u.).

In wässriger Lösung wird es beim Textildruck als Oxidationsmittel und Farbbeize eingesetzt, in der Medizin zur intravenösen Substitution bei schweren Mangelzuständen und als blutstillendes Mittel (Hämostyptikum bzw. Adstringens, in Deutschland nicht mehr im Handel), für Korrosionsprüfungen (nach ASTM G48A) und zum Ätzen von Metallen (z. B. beim Kupfertiefdruck) und von Platinen bei gedruckten Schaltungen und bei der Herstellung von Farbstoffen (z. B. Anilinschwarz).

Eisen(III)-chlorid ist gesundheitsschädlich beim Verschlucken und reizt die Haut. Es besteht die Gefahr ernster Augenschäden. In Verbindung mit Alkalimetallen, Allylchlorid und Ethylenoxid besteht Explosionsgefahr.

Über Fe3+-Ionen

Gibt man zu Eisen(III)-chloridlösung Kaliumhexacyanidoferrat(II), entsteht ein tiefblauer Niederschlag des Pigments Berliner Blau:

F e ( a q ) 3 + + [ F e ( C N ) 6 ] ( a q ) 4 + K ( a q ) + K F e I I I [ F e I I ( C N ) 6 ] ( s ) {\displaystyle \mathrm {Fe_{(aq)}^{3+}+[Fe(CN)_{6}]_{(aq)}^{4-}+K_{(aq)}^{+}\longrightarrow KFe^{III}[Fe^{II}(CN)_{6}]_{(s)}} } .

Ein weiterer sehr empfindlicher Nachweis geschieht mittels Thiocyanat-Ionen (SCN):

[ F e ( H 2 O ) 6 ] ( a q ) 3 + + S C N ( a q ) [ F e ( S C N ) ( H 2 O ) 5 ] ( a q ) 2 + + H 2 O {\displaystyle \mathrm {[Fe(H_{2}O)_{6}]_{(aq)}^{3+}+SCN_{(aq)}^{-}\longrightarrow [Fe(SCN)(H_{2}O)_{5}]_{(aq)}^{2+}+H_{2}O} } .

Die gebildeten komplexen Pentaaquathiocyanatoeisen(III)-Ionen erscheinen intensiv rot.

Ein weiterer Nachweis wäre der rot-braune Niederschlag von Eisen(III)-oxidhydrat ("Eisen(III)-hydroxid"), der bei Reaktion mit OH-Ionen entsteht.

Die Reaktion mit 3-Chlorsalicylsäure ergibt eine intensive violette Farbe.

  1. Eintrag zu FERRIC CHLORIDE in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 28. Dezember 2020.
  2. Eintrag zuEisenchloride. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 30. Mai 2014.
  3. Eintrag zuEisen(III)-chlorid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 8. Januar 2021. (JavaScript erforderlich)
  4. Arnold Willmes, Taschenbuch Chemische Substanzen, Harri Deutsch, Frankfurt (M.), 2007.
  5. Georg Brauer: Handbuch der präparativen anorganischen Chemie. 3., umgearb. Auflage.BandIII. Enke, Stuttgart 1981, ISBN 3-432-87823-0,S.1641.
  6. Alfred R. Pray: Anhydrous metal chlorides. In: Therald Moeller (Hrsg.): Inorganic Syntheses.Band5. McGraw-Hill, Inc., 1957,S.153–156 (englisch).
  7. Wilhelm Uphoff: Chemisch-technisches Praktikum: Mit 36 Bildern. Vieweg, 1966,S.21 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  8. N. Walker, G. H. Wiltshire: The decomposition of 1-chloro- and 1-bromonaphthalene by soil bacteria. In: Journal of General Microbiology. 12(3), 1955, S. 478–483, doi:10.1099/00221287-12-3-478, PMID 14392303.

Eisen(III)-chlorid
eisen, chlorid, chemische, verbindung, sprache, beobachten, bearbeiten, eine, chemische, verbindung, eisen, chloridionen, römische, ziffer, gibt, oxidationszahl, eisenions, diesem, fall, gehört, gruppe, eisenhalogenide, kristallstruktur, allgemeinesname, ander. Eisen III chlorid chemische Verbindung Sprache Beobachten Bearbeiten Eisen III chlorid ist eine chemische Verbindung von Eisen III und Chloridionen Die romische Ziffer III gibt die Oxidationszahl des Eisenions in diesem Fall 3 an Eisen III chlorid gehort zur Gruppe der Eisenhalogenide Kristallstruktur Fe3 0 Cl AllgemeinesName Eisen III chloridAndere Namen Eisentrichlorid Ferrichlorid Eisensesquichlorid FERRIC CHLORIDE INCI 1 Verhaltnisformel FeCl3Kurzbeschreibung dunkle hexagonale in der Aufsicht grune in der Durchsicht rote Blattchen wasserfrei 2 schmutziggelbe zerfliessliche kristalline Stucke Hexahydrat 2 Externe Identifikatoren DatenbankenCAS Nummer 7705 08 0 wasserfrei 10025 77 1 Hexahydrat ECHA InfoCard 100 028 846PubChem 24380DrugBank DB15536Wikidata Q399771EigenschaftenMolare Masse 162 21 g mol 1 wasserfrei 270 29 g mol 1 Hexahydrat Aggregatzustand festDichte 2 89 g cm 3 3 Schmelzpunkt 304 C 4 Siedepunkt 319 C 4 ab 120 C Sublimation 3 4 Loslichkeit leicht in Wasser 920 g l 1 bei 20 C 3 gut in Ethanol Aceton und Diethylether 2 SicherheitshinweiseGHS Gefahrstoffkennzeichnung 3 GefahrH und P Satze H 302 315 318P 280 301 312 330 302 352 305 351 338 310 3 Toxikologische Daten 450 mg kg 1 LD50 Ratte oral 3 Soweit moglich und gebrauchlich werden SI Einheiten verwendet Wenn nicht anders vermerkt gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen Unter die Bezeichnung Eisenchlorid fallt auch die Verbindung Eisen II chlorid FeCl2 Inhaltsverzeichnis 1 Vorkommen 2 Gewinnung und Darstellung 3 Eigenschaften 4 Verwendung 5 Sicherheitshinweise 6 Nachweis 6 1 Uber Fe3 Ionen 7 Literatur 8 EinzelnachweiseVorkommen BearbeitenIn der Natur kommt Eisen III chlorid in Form der Minerale Molysit Anhydrat und Hydromolysit Hexahydrat vor Gewinnung und Darstellung BearbeitenWasserfreies Eisen III chlorid erhalt man im Labor indem man Chlor bei Temperaturen von 250 bis 400 C uber Eisendraht wolle oder Ahnliches leitet Anschliessend wird das Produkt zur Reinigung im Chlorstrom bei 220 bis maximal 300 C resublimiert Dabei ist darauf zu achten dass Gerate und Chemikalien moglichst wasserfrei sind 5 2 F e 3 C l 2 2 F e C l 3 displaystyle mathrm 2 Fe 3 Cl 2 longrightarrow 2 FeCl 3 Alternativ kann die wasserfreie Verbindung uber Umsetzung des Hexahydrats mit Thionylchlorid erfolgen 6 FeCl 3 6 H 2 O 6 SOCl 2 FeCl 3 6 SO 2 12 HCl displaystyle ce FeCl3 6 H2O 6 SOCl2 gt FeCl3 6 SO2 12 HCl Kristallwasserhaltiges Eisenchlorid kann auch durch Auflosen von Eisenpulver in Salzsaure F e 2 H C l F e C l 2 H 2 displaystyle mathrm Fe 2 HCl longrightarrow FeCl 2 H 2 und nachfolgendes Einleiten von Chlor hergestellt werden wobei das zunachst entstandene Eisen II chlorid in Eisen III chlorid ubergeht 2 F e C l 2 C l 2 2 F e C l 3 displaystyle mathrm 2 FeCl 2 Cl 2 longrightarrow 2 FeCl 3 Dieses kann anschliessend durch Eindampfen der Losung gewonnen werden Zur technischen Produktion leitet man Chlor bei etwa 650 C uber Eisenschrott Ebenfalls ist es moglich das Eisen II Ion durch Wasserstoffperoxid zum Eisen III Ion zu oxidieren 7 2 F e C l 2 H 2 O 2 2 H C l 2 F e C l 3 2 H 2 O displaystyle mathrm 2 FeCl 2 H 2 O 2 2 HCl longrightarrow 2 FeCl 3 2 H 2 O Diese Reaktion kann zum Nachweis von Eisen in Wasser verwendet werden da bei anschliessender Zugabe einer Kalium oder Ammoniumthiocyanat bei Gegenwart von Eisen eine blutrote Losung von Eisen III thiocyanat entsteht 7 Wasserfreies Eisen III chlorid wird zum Schutz vor Wasser unter Schutzgas z B Stickstoff bzw unter Luftabschluss gelagert Eigenschaften BearbeitenWasserfreies Eisen III chlorid ist eine schwarze leicht stechend nach Salzsaure riechende Substanz Als wasserfreie Verbindung ist es extrem hygroskopisch entzieht also der Luft Wasser Mit steigendem Wassergehalt nimmt die hygroskopische Natur ab und die Farbe verandert sich uber rot braunlich bis hin zu gelblich es entsteht Eisen III chlorid Hexahydrat FeCl3 6 H2O Dieses reagiert durch Hydrolyse stark sauer Beim Erhitzen zersetzt sich das Hydrat unter Abspaltung von Wasser und Chlorwasserstoff es ist also auf diesem Weg nicht moglich daraus wieder wasserfreies Eisen III chlorid zu erhalten Allerdings ist wasserfreies Eisen III chlorid uber das Hexahydrat zuganglich wenn es unter Schutzgasatmosphare mit einem Uberschuss an Thionylchlorid 10 Aquivalente versetzt wird Die entstehenden Gase werden verkocht und durch Einleiten in eine gekuhlte Natronlauge ca 0 5 1 0 M neutralisiert F e C l 3 6 H 2 O 6 S O C l 2 F e C l 3 6 S O 2 12 H C l displaystyle mathrm FeCl 3 cdot 6H 2 O 6 SOCl 2 longrightarrow FeCl 3 6 SO 2 12 HCl Eisen III chlorid Hexahydrat granuliert Wassrige FeCl3 Losung Eisen III chlorid ist eine vorwiegend kovalente Verbindung mit Schichtstruktur Oberhalb des Sublimationspunkts liegt sie vor allem als gasformiges Fe2Cl6 vor das mit steigender Temperatur zunehmend zu FeCl3 dissoziiert Wasserfreies Eisen III chlorid verhalt sich chemisch ahnlich wie wasserfreies Aluminiumchlorid Genau wie dieses ist es eine massig starke Lewis Saure Schichtstruktur Eisen III chlorid bildet mit Eisen II chlorid ein bei 297 5 C schmelzendes Eutektikum mit 13 4 Mol Eisen II chlorid 5 Verwendung Bearbeiten Das Atzen einer Strichradierung mit Eisen III chlorid Losung Eisen III chlorid kann Kupfer oxidieren und losen deshalb kann man wassrige Eisen III chlorid Losungen zum schonenden Atzen von Leiterplatten und Druckplatten verwenden C u 2 F e C l 3 C u C l 2 2 F e C l 2 displaystyle mathrm Cu 2 FeCl 3 longrightarrow CuCl 2 2 FeCl 2 Eisen III chlorid wird zur Bindung von Schwefelwasserstoff zur Phosphatfallung und weiterhin als Fallmittel bei der Simultanfallung sowie allgemein bei der biologischen Abwasserreinigung als Flockungsmittel verwendet In der chemischen Industrie wird es als selektiv wirkender Katalysator bei vielen Friedel Crafts Reaktionen eingesetzt Viele Phenole ergeben mit Eisen III chlorid grun oder blau gefarbte Komplexe und konnen so nachgewiesen werden Eisenchloridtest Durch Zusatz von Kaliumhexacyanoferrat II kann das Pigment Berliner Blau erzeugt werden s u In wassriger Losung wird es beim Textildruck als Oxidationsmittel und Farbbeize eingesetzt in der Medizin zur intravenosen Substitution bei schweren Mangelzustanden und als blutstillendes Mittel Hamostyptikum bzw Adstringens in Deutschland nicht mehr im Handel fur Korrosionsprufungen nach ASTM G48A und zum Atzen von Metallen z B beim Kupfertiefdruck und von Platinen bei gedruckten Schaltungen und bei der Herstellung von Farbstoffen z B Anilinschwarz Sicherheitshinweise BearbeitenEisen III chlorid ist gesundheitsschadlich beim Verschlucken und reizt die Haut Es besteht die Gefahr ernster Augenschaden In Verbindung mit Alkalimetallen Allylchlorid und Ethylenoxid besteht Explosionsgefahr 3 Nachweis BearbeitenUber Fe3 Ionen Bearbeiten Gibt man zu Eisen III chloridlosung Kaliumhexacyanidoferrat II entsteht ein tiefblauer Niederschlag des Pigments Berliner Blau F e a q 3 F e C N 6 a q 4 K a q K F e I I I F e I I C N 6 s displaystyle mathrm Fe aq 3 Fe CN 6 aq 4 K aq longrightarrow KFe III Fe II CN 6 s Ein weiterer sehr empfindlicher Nachweis geschieht mittels Thiocyanat Ionen SCN 7 F e H 2 O 6 a q 3 S C N a q F e S C N H 2 O 5 a q 2 H 2 O displaystyle mathrm Fe H 2 O 6 aq 3 SCN aq longrightarrow Fe SCN H 2 O 5 aq 2 H 2 O Die gebildeten komplexen Pentaaquathiocyanatoeisen III Ionen erscheinen intensiv rot Ein weiterer Nachweis ware der rot braune Niederschlag von Eisen III oxidhydrat Eisen III hydroxid der bei Reaktion mit OH Ionen entsteht Die Reaktion mit 3 Chlorsalicylsaure ergibt eine intensive violette Farbe 8 Literatur BearbeitenGerhart Jander Ewald Blasius et al Einfuhrung in das anorganisch chemische Praktikum 14 neu bearb Aufl Hirzel Stuttgart 1995 ISBN 3 7776 0672 3 Michael Binnewies Manfred Jackel et al Allgemeine und Anorganische Chemie Spektrum Akademischer Verlag 2003 ISBN 3 8274 0208 5 Einzelnachweise Bearbeiten Eintrag zu FERRIC CHLORIDE in der CosIng Datenbank der EU Kommission abgerufen am 28 Dezember 2020 a b c Eintrag zu Eisenchloride In Rompp Online Georg Thieme Verlag abgerufen am 30 Mai 2014 a b c d e f g Eintrag zu Eisen III chlorid in der GESTIS Stoffdatenbank des IFA abgerufen am 8 Januar 2021 JavaScript erforderlich a b c Arnold Willmes Taschenbuch Chemische Substanzen Harri Deutsch Frankfurt M 2007 a b Georg Brauer Handbuch der praparativen anorganischen Chemie 3 umgearb Auflage Band III Enke Stuttgart 1981 ISBN 3 432 87823 0 S 1641 Alfred R Pray Anhydrous metal chlorides In Therald Moeller Hrsg Inorganic Syntheses Band 5 McGraw Hill Inc 1957 S 153 156 englisch a b c Wilhelm Uphoff Chemisch technisches Praktikum Mit 36 Bildern Vieweg 1966 S 21 eingeschrankte Vorschau in der Google Buchsuche N Walker G H Wiltshire The decomposition of 1 chloro and 1 bromonaphthalene by soil bacteria In Journal of General Microbiology 12 3 1955 S 478 483 doi 10 1099 00221287 12 3 478 PMID 14392303 Eisen Halogenide Oxidationsstufe II Eisen II fluorid Eisen II chlorid Eisen II bromid Eisen II iodid Oxidationsstufe III Eisen III fluorid Eisen III chlorid Eisen III bromid Eisen III iodid andere Oxidationsstufen Eisen II III fluorid Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Eisen III chlorid amp oldid 216811398, wikipedia, wiki, deutsches

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