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氯化铁

氯化铁亦称氯化高铁、三氯化铁、高氯化铁。化学式FeCl3。一种强吸湿性的红褐色六方晶系晶体。在自然界中以铁盐矿物存在于火山地区的熔岩中。密度2.898克/厘米3,熔点309℃,加热至100℃显著挥发,315℃时分解为二氯化铁和氯。易潮解,易溶于水、乙醇、乙醚、丙酮吡啶、苯基氰、硫酰氯、甘油,难溶于苯。易生成具有强吸湿性的水合物,常见的为六水合三氯化铁(FeCl3·6H2O),黄棕色晶体,熔点37℃,沸点200~285℃,易潮解。水溶液因水解而呈酸性,并显黄褐色。能溶解在有机溶剂中, 且具有挥发性, 这说明具有相当程度的共价性。能沉淀蛋白质,故可用作止血剂。三氯化铁极易水解,溶液显酸性。它由铁和氯气直接反应制取。

【水中溶解度】0℃时 74.4、10℃时81.8、20℃时96.9、25℃时99、30℃ 时282、50℃时315、60℃时373、80℃时526、 100℃时536。

【毒性】大鼠经口LD50900mg/kg。

氯化铁用作净水的凝聚剂。因它水解生成的沉淀有强吸附性,在碱性介质中凝聚作用更好。也可用来净化含硫、亚硫酸盐和硫化物的水,并用作干燥下水道污水滤渣时的添加剂。同样可用于净化工业气体,以除去其中的硫化氢并回收制得元素硫。在医药上利用其凝聚性作止血剂,因它能使蛋白质迅速凝聚。在电子工业中三氯化铁在印刷电路中用作铜版的侵蚀剂,即与铜版上需要去掉的部分反应,使Cu变成CuCl2而溶解,反应如下:
Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2

氯化铁是铜、银有机化合物的氯化剂,有机染料工业的氧化剂和媒染剂。它和酚反应能显示颜色,用于检定酚类物质。例如与苯酚的反应显紫色(生成紫色的配离子),可检定苯酚。三氯化铁在有机合成中用作催化剂,它可催化苯的氯化反应制取氯苯。

纯品氯化铁是带有绿色闪光的紫黑色结晶。露置于空气中易潮解、吸水性极强,易溶于水、醇;水溶液呈酸性、有腐蚀性、水解后生成氢氧化铁,其凝聚力极强。工业上常用作净水处理。应存放在干燥处,与怕腐蚀、污染的货物隔离,包装必须密封,搬漏物要及时清除。装卸时要轻装轻卸,防止雨湿受潮。
消防方法:可用水或泡沫。
氯化铁还分液态和无水两种形态,液体三氯化铁又称三氯化铁溶液,是红棕色液,易与水混和,对金属有腐蚀作用。
无水三氯化铁又称无水氯化铁,或无水氯化高铁。易溶于水和吸潮。
本品主要由铁屑与氯气反应制取。广泛用于净水剂、印染的媒染剂,印刷制版时的腐蚀剂,在化学工业中还可制造其他铁盐,及处理肥皂提取粗甘油等。

联合国编号 (UN No.)1773/8086,8类,属腐蚀品。

【用途】
氯化铁用作制染料的氧化剂、中间体的缩合剂、媒染剂、有机合成催化剂,还用于照相、工业污水处理、生活污水脱臭、银矿及铜矿的氯化,及制其他铁盐、蚀刻剂、颜料、墨水等。其六水合物用作医药的收敛剂、止血药、苯酮尿的诊断手段。

【制备方法】
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。

【氯化铁防水剂】
以三氧化铁、氯化亚铁为主的能增加水泥砂浆或混凝土密实性、显著提高抗渗性(抗水和抗汽油)的一种防水剂。以三氯化铁、氯化亚铁为主并加入少量的氯化钙、氯化铝、盐酸等配制而成。属于氯化物金属盐类。为一种深棕色液体,相对密度不小于1.30,呈酸性,对金属有腐蚀作用,在钢筋混凝土中掺量不宜过多,以掺入水泥重量的0.75%~1.5%为宜。在一般防水水泥砂浆或混凝土中掺量可为水泥重量的3%,但最大不应超过5%。使用时先与水搅拌均匀,然后再拌和砂浆或混凝土,适用于屋面、地下室、水池、水塔等工程的防水或堵漏。

【网络知识参考】
氯化铁(FeCl3)又称三氯化铁,是三价铁的氯化物。它易潮解,在潮湿的空气会水解,溶于水时会释放大量热,并产生一个啡色的酸性溶液。这个溶液可蚀刻铜制的金属,甚至不锈钢。
无水的氯化铁是很强的路易斯酸,可用作有机合成的催化剂。啡黄色的六水物是氯化铁常见的商业制品,其结构为[FeCl2(H2O)4]Cl·2H2O(参见三氯化铬)。
加热至约315℃,氯化铁便熔,然后变成气态。气体内含有一些Fe2Cl6(参见氯化铝),会渐渐分解成氯化亚铁(FeCl2)和氯气(Cl2)。
氯化铁是颇强的路易斯酸,跟路易斯碱,例如氧化三苯基膦,可组成稳定的FeCl3(OP-Ph3)2(Ph = 苯基)。
氯化铁在盐酸中和氯又可组成FeCl4−配离子,它是黄色的,这就是工业浓盐酸显黄色的原因,可用乙醚萃取出来。
草酸根离子和氯化铁反应,可得到稳定的配位化合物如[Fe(C2O4)3]3−。
氯化铁是一般强度的氧化剂,可氧化氯化亚铜为氯化铜。还原剂如联胺,可以使氯化铁成为铁的配位化合物。


【参考资料】
袁润章 主编.中国土木建筑百科辞典·工程材料 上.北京:中国建筑工业出版社.
申泮文,王积涛 主编.化合物词典.上海:上海辞书出版社.2002.第177页.
http://www.chemicalbook.com/ProductChemicalPropertiesCB5444364.htm
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%AF%E5%8C%96%E9%93%81

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