三氯化铁性质、用途与生产工艺
三氯化铁为黑棕色六方晶系结晶,在透射光线下呈石榴红色,反射光线下呈金属绿色。易溶于水、甲醇、乙醇、丙酮和乙醚。溶于液体二氧化硫、三溴化磷、三氯氧磷、乙胺、苯胺,微溶于二硫化碳,不溶于甘油。主要用作水处理剂,还用作媒染剂、催化剂、氯化剂,并用于制造其他铁盐等。
三氯化铁号称化学界的“变色龙,作为一种盐类,可以与可以和碱、盐等发生复分解反应。例如三氯化铁和硝酸银生成氯化银白色沉淀,三氯化铁和氢氧化钠生成氢氧化铁红褐色沉淀。
三价铁离子具有极高的氧化性,可以与一些还原剂发生氧化还原反应。如可以将铁氧化成二价铁呈现绿色;可以将硫离子氧化成硫单质呈现淡黄色;可以将碘离子氧化成碘单质呈现蓝色。
具有羟基与sp2杂化碳原子相连的结构(—C=C—OH)结构的化合物能与FeCl3的水溶液显示特殊的颜色。如苯酚呈现紫色;邻苯二酚、对苯二酚呈现绿色;三氯化钾中滴入硫氰化钾(KSCN),会使黄色的Fe3+变成血红色[Fe(SCN)3]。
三氯化铁常见的变色反应:
FeCl3+KSCN == [Fe(SCN)]Cl2+KCl (络合离子呈红色)
FeCl3+3AgNO3 == 3AgCl↓+Fe(NO3)3 (乳白色沉淀)
FeCl3+6C6H5OH → H3[Fe(C6H5O)6] +3HCl (络合离子呈紫色)
2FeCl3+Cu == 2FeCl2+CuCl2 (蓝绿色)
2FeCl3+2KI == FeCl2+ 2KCl + I2(蓝色)
FeCl3+3KOH == Fe(OH)3↓+3KCl (红棕色沉淀)
2FeCl3+Na2S == 2FeCl2+2NaCl+S↓ (乳黄色沉淀)
4FeCl3+3K4[Fe(CN)6] == Fe4[Fe(CN)6]3↓+12KCl (蓝色)
三氯化铁(FeCl3)溶液,是一种很特殊的溶液。之所以说它特殊,是因为Fe3+这家伙在水中的水解程度很大。生成了大量的H+。反应方程式如下:
Fe3+ + 3H2O==(可逆)==Fe(OH)3+3H+
所以,为了防止它的水解,在配制一定浓度的三氯化铁溶液时候,先将三氯化铁固体溶于浓HCl,转移至容量瓶,再加水稀释,最终配成三氯化铁(FeCl3)溶液。 此时,溶液在三氯化铁(FeCl3)浓度不大的情况下(一般小于1mol/L),呈现出的就是我们理论上的黄色。
盐酸法将盐酸和铁屑加入反应器中进行反应,生成二氯化铁溶液,经澄清,把氯气通人清液进行氯化反应,生成三氯化铁溶液,再经澄清,制得三氯化铁溶液成品。其 Fe+2HCl→FeCl2+H2 2FeC12+C12→2FeC13 一步氯化法 将氯气直接通人浸泡铁屑的水中进行氯化反应,生成三氯化铁溶液,经澄清,制得液体三氯化铁成品。其 2Fe+3C12→2FeC13
不同温度(℃)时每100毫升水中的溶解克数:
74.4g/0℃;91.8g/20℃;107g/30℃
三氯化铁有腐蚀性。其粉尘能刺激黏膜引起炎症。生产操作人员和装卸搬运人员要穿工作服、橡皮围裙,戴乳胶手套等劳保用品,防止与皮肤接触。生产设备要密闭,车间通风良好。
化学性质
黑棕色六方晶系结晶。在透射光线下呈石榴红色,反射光线下呈金属绿色。 易溶于水、甲醇、乙醇、丙酮和乙醚。溶于液体二氧化硫、三溴化磷、三氯氧磷、乙胺、苯胺,微溶于二硫化碳,不溶于甘油。
三氯化铁广泛应用于多种工业部门,主要用于金属蚀刻、污水处理、媒染剂、催化剂、氯化剂、印刷制板、颜料、染料,并用于制造混凝土,其他铁盐等。
用途
有机合成催化剂。分析铜、硒和砷,测定酚、胆固醇和胆碱时作指示剂。
用途
主要用作水处理剂,还用作媒染剂、催化剂、氯化剂,并用于制造其他铁盐等 主要用于净水,也用于印刷制板、颜料、染料及药物等
用途
三氯化铁主要用作饮水的净水剂和废水的处理净化沉淀剂。印染工业用作靛蓝染料染色时的氧化剂和印染媒染剂。有机合成二氯乙烷等生产的催化剂。银矿和铜矿的氯化浸提剂。照相和印刷制版的刻蚀剂。制造磷酸铁等铁盐、医药、颜料和墨水的原料。在建筑混凝土中渗入其溶液后能增加建筑物强度、抗腐蚀性和防止渗水。用于电子工业线路板及荧光数字筒生产。生产肥皂的废液回收甘油时的凝聚剂。
用途
用作分析试剂和薄层色层显色剂
用途
营养增补剂(铁质强化剂)。用于婴儿奶粉、离乳食品等。
能与乳中的β-球蛋白结合形成蛋白铁,体内容易吸收。因酸性较强,不宜直接添加,通常与乳清作用制成乳清铁后添加,调整至1g乳清铁约含铁4mg。在上述食品中的乳清铁添加量1.0%~1.5%。
铁一般会促进食品中脂肪氧化。与蛋白质结合的乳清铁则不会促进氧化。
生产方法
铁屑氯化法将废铁屑放人钢制立式反应炉内进行氯化。反应炉上部为预热段,内衬耐火材料;下部为反应段,有水冷夹套。废铁屑(丝)从顶部加入,与逆流而上的氯气在下部反应段进行反应。生成的三氯化铁蒸气和尾气由顶部排出,进人冷凝捕集器中冷凝为固体结晶,经搅拌器从冷凝捕集器壁上刮下,制得无水三氯化铁成品。其
2Fe+3C12→2FeC13
尾气中含有少量未反应的游离氯和三氯化铁,用氯化亚铁溶液吸收氯气,得到三氯化铁溶液。生产操作中,因三氯化铁蒸气与空气中水分接触后强烈发热,并放出盐酸气,因此管道和设备要密封良好,整个系统在负压下操作。
生产方法
盐酸法将盐酸和铁屑加入反应器中进行反应,生成二氯化铁溶液,经澄清,把氯气通人清液进行氯化反应,生成三氯化铁溶液,再经澄清,制得三氯化铁溶液成品。其
Fe+2HCl→FeCl2+H2
2FeC12+C12→2FeC13
一步氯化法 将氯气直接通人浸泡铁屑的水中进行氯化反应,生成三氯化铁溶液,经澄清,制得液体三氯化铁成品。其
2Fe+3C12→2FeC13
生产方法
在由铁屑与盐酸制得的氯化亚铁溶液内,通入氯气,转变成氯化铁溶液。再加铁还原成氯化亚铁溶液,重新通入氯气制成氯化铁溶液。重复这一操作至氯化铁的浓度提高到约60%,放冷析出三氯化铁晶体(含水物)。
类别
腐蚀物品
毒性分级
中毒
急性毒性
口服-大鼠 LD50: 450 毫克/公斤; 口服-小鼠 LD50: 895 毫克/公斤
爆炸物危险特性
有腐蚀性
可燃性危险特性
高温分解有毒氯气
储运特性
库房通风低温干燥
灭火剂
水、二氧化碳、泡沫
职业标准
TLV-TWA 1 毫克(铁)/立方米; TWA 1 毫克(铁)/立方米
三氯化铁
上下游产品信息
上游原料
下游产品
焦磷酸铁
敌稗
聚丁噻吩
乳酸亚铁
间三氟甲基三氯甲苯
2,5-二氯苯甲酰氯
2-氨基-1,3,4-噻二唑-5-甲酸乙酯
丁烯酯甲酸
2-氯-6-硝基甲苯
氯乙烯
(1S)-(+)-3-蒈烯
2,5-二氯对二甲苯
3,4-己二酮
2,3-二氯-1,4-萘醌
2-氯-4-硝基苯甲酸
田安
对氯苯基对氯苯磺酸酯
2,3,4-三甲氧基苯硼酸
4-(三氟甲氧基)苯乙酮
氯醚菊酯
邻甲氧基苯丙酮
2,2'-联吡啶
磷酸亚铁
酮麝香
乙二胺四乙酸铁钠
3-氯对甲苯胺
间氯三氟甲苯
苯胺黑
甜菊糖苷
6-甲基-2-吡啶腈
聚(3-烷基噻吩)纤维
3,4-噻吩二羧酸
5,12-二氢-5,7,12,14-四氮杂并五苯
塞曲司特
环烷酸铁
6-甲氧基-4-甲基喹啉
2-氨基-3-羟基吩嗪
2,3-二氨基酚嗪
2-氨基-5-羧基-1,3,4-噻二唑
反式-1,4-二氯-2-丁烯