كلوريد الحديد (III) مركب يتكون من اتحاد الحديد والكلور. يتم استخدامه كمحفز، في معالجة المياه وكاشف في التفاعلات الكيميائية.
| اسم الأيوباك | كلوريد الحديد (III). |
| الصيغة الجزيئية | FeCl₃ |
| CAS رقم | 7705-08-0 |
| المرادفات | كلوريد الحديديك، ثلاثي كلوريد الحديد، ثلاثي كلوروفير |
| إنتشي | InChI=1S/ClH.3Fe/h1H;;;/q;;3*+3/p-3 |
خواص كلوريد الحديد (III).
صيغة كلوريد الحديد (III).
صيغة ثلاثي كلوريد الحديد هي FeCl₃. وهو يمثل مزيجًا من ذرة حديد واحدة (Fe) وثلاث ذرات كلور (Cl). تشير هذه الصيغة إلى النسبة المتكافئة لكل عنصر في المركب.
كلوريد الحديد الثلاثي الكتلة المولية
يتم حساب الكتلة المولية لثلاثي كلوريد الحديد عن طريق إضافة الكتل الذرية لجميع العناصر المكونة له. يحتوي الحديد على كتلة ذرية تبلغ 55845 جم / مول، بينما تبلغ الكتلة الذرية للكلور 35453 جم / مول. ضرب الكتلة الذرية للحديد في واحد والكتلة الذرية للكلور في ثلاثة يعطي كتلة مولية قدرها 162.204 جم/مول لثلاثي كلوريد الحديد.
نقطة غليان كلوريد الحديد (III).
يحتوي ثلاثي كلوريد الحديد على نقطة غليان تبلغ حوالي 315 درجة مئوية (599 درجة فهرنهايت). عند درجة الحرارة هذه، يمر المركب بمرحلة انتقالية من السائل إلى الغاز. نقطة الغليان هي مقياس لضغط البخار الذي تمارسه المادة عندما تصل درجة حرارتها إلى قيمة محددة.
نقطة انصهار كلوريد الحديد (III).
تبلغ نقطة انصهار ثلاثي كلوريد الحديد حوالي 306 درجة مئوية (583 درجة فهرنهايت). تمثل درجة الحرارة هذه النقطة التي يتحول عندها المركب الصلب إلى سائل. نقطة الانصهار هي خاصية مميزة للمادة وتسمح بالتعرف عليها.
كثافة كلوريد الحديد (III) جم/مل
تبلغ كثافة ثلاثي كلوريد الحديد حوالي 2.90 جم / مل. يتم تعريف الكثافة على أنها كتلة المادة لكل وحدة حجم. تشير كثافة ثلاثي كلوريد الحديد إلى أنه مركب كثيف نسبيًا.
الوزن الجزيئي لكلوريد الحديد (III).
يتم حساب الوزن الجزيئي لثلاثي كلوريد الحديد عن طريق إضافة الأوزان الذرية للعناصر المكونة له. مع ذرة حديد واحدة تزن 55.845 جم/مول وثلاث ذرات كلور تزن كل منها 35.453 جم/مول، فإن الوزن الجزيئي لثلاثي كلوريد الحديد هو 162.204 جم/مول.
هيكل كلوريد الحديد (III).
يحتوي ثلاثي كلوريد الحديد على بنية شبكية بلورية. وهو يشكل رابطة أيونية، حيث تجذب ذرة الحديد (Fe³⁺) ثلاثة أيونات الكلور (Cl⁻). يعتمد المركب الناتج على ترتيب بلوري حيث تكون أيونات الحديد الموجبة الشحنة محاطة بأيونات كلوريد سالبة الشحنة.
ذوبان كلوريد الحديد (III).
ثلاثي كلوريد الحديد قابل للذوبان في الماء والإيثانول والمذيبات القطبية الأخرى. عندما يذوب في الماء، فإنه يخضع للتفكك، مكونًا كاتيونات Fe³⁺ وأنيونات Cl⁻. تتأثر قابلية ذوبان ثلاثي كلوريد الحديد في الماء بعوامل مثل درجة الحرارة والتركيز، حيث يؤدي ارتفاع درجات الحرارة والتركيزات إلى زيادة القابلية للذوبان.
| مظهر | أصفر-بني صلب |
| جاذبية معينة | 2.90 جرام/مل |
| لون | بني أصفر |
| يشم | عديم الرائحة |
| الكتلة المولية | 162,204 جرام/مول |
| كثافة | 2.90 جرام/مل |
| نقطة الانصهار | 306 درجة مئوية (583 درجة فهرنهايت) |
| نقطة الغليان | 315 درجة مئوية (599 درجة فهرنهايت) |
| نقطة فلاش | غير قابل للتطبيق |
| الذوبان في الماء | قابل للذوبان، ويتأثر بعوامل مثل درجة الحرارة والتركيز |
| الذوبان | قابل للذوبان في المذيبات القطبية |
| ضغط البخار | غير متاح |
| كثافة بخار | غير متاح |
| pKa | غير متاح |
| الرقم الهيدروجيني | حمض (حوالي 2) |
سلامة ومخاطر كلوريد الحديد (III).
يعرض ثلاثي كلوريد الحديد بعض اعتبارات السلامة والمخاطر. وهو مادة أكالة ويمكن أن يسبب تهيجًا خطيرًا للجلد والعين. قد يؤدي استنشاق غبارها أو أبخرتها إلى تهيج الجهاز التنفسي. ومن الضروري التعامل مع هذا المركب بحذر، وارتداء معدات الحماية المناسبة مثل القفازات ونظارات السلامة. تجنب الاتصال المباشر واستنشاق المادة. في حالة ملامسته للجلد أو العينين، اشطفيه بكمية كبيرة من الماء واستشيري الطبيب إذا لزم الأمر. يجب تخزين ثلاثي كلوريد الحديد في حاوية مغلقة بإحكام، بعيداً عن المواد غير المتوافقة. اتبع إجراءات التخلص المناسبة لتجنب التلوث البيئي.
| رموز الخطر | تآكل (ج) |
| وصف الأمان | يسبب حروقا جلدية شديدة وتلفا للعين. |
| أرقام تعريف الأمم المتحدة | UN3264 |
| رمز النظام المنسق | 2827.39.60 |
| فئة الخطر | 8 |
| مجموعة التعبئة | ثانيا |
| تسمم | سامة إلى حد ما للبشر |
طرق تصنيع كلوريد الحديد (III).
هناك طرق مختلفة لتصنيع ثلاثي كلوريد الحديد.
تتضمن الطريقة الشائعة التفاعل بين غاز الحديد والكلور . في بيئة خاضعة للرقابة، مثل المفاعل، تتحد برادة الحديد أو مسحوق الحديد مع غاز الكلور عند درجات حرارة عالية، عادة حوالي 300 إلى 500 درجة مئوية (572 إلى 932 درجة فهرنهايت)، والتي تبدأ بتسخين الخليط. يتفاعل الحديد مع الكلور ، مما يؤدي إلى تكوين ثلاثي كلوريد الحديد.
تتضمن الطريقة الأخرى التفاعل بين أكسيد الحديد، عادةً أكسيد الحديد (III) (Fe₂O₃)، وحمض الهيدروكلوريك (HCl) . لتعزيز التفاعل، يذيب حمض الهيدروكلوريك أكسيد الحديد ويتم تسخين الخليط. مع استمرار التفاعل، فإنه يشكل ثلاثي كلوريد الحديد مع إطلاق الماء.
يمكن الحصول على ثلاثي كلوريد الحديد أيضًا عن طريق تفاعل الحديد مباشرة مع حمض الهيدروكلوريك المركز. تؤدي إضافة الحديد إلى المحلول الحمضي إلى بدء التفاعل الذي يستمر بإطلاق غاز الهيدروجين. تسخين الخليط الناتج يسهل تحويل الحديد إلى ثلاثي كلوريد الحديد.
ومن المهم ملاحظة أن طرق التوليف هذه ينبغي تنفيذها مع احتياطات السلامة المناسبة وفي مناطق جيدة التهوية، حيث أن بعض التفاعلات تنطوي على استخدام مواد قابلة للتآكل وتوليد غازات سامة.
استخدامات كلوريد الحديد (III).
يجد ثلاثي كلوريد الحديد تطبيقات في مجالات مختلفة نظرًا لخصائصه المتنوعة. فيما يلي بعض الاستخدامات الشائعة:
- معالجة المياه: يستخدم التخثر في عمليات معالجة المياه على نطاق واسع ثلاثي كلوريد الحديد لإزالة الشوائب والجزيئات العالقة، مما يجعل المياه صالحة للشرب.
- النقش: تستخدم صناعة الإلكترونيات ثلاثي كلوريد الحديد كعنصر نقش لإنتاج لوحات الدوائر المطبوعة، وحفر النحاس بشكل انتقائي، وتمكين إنشاء تصميمات الدوائر.
- المحفز: ثلاثي كلوريد الحديد يحفز التفاعلات الكيميائية المختلفة، بما في ذلك تخليق المركبات العضوية وكلورة المركبات العطرية.
- إنتاج الأصباغ: إنتاج الأصباغ المختلفة، مثل اللون الأزرق الحديدي والأحبار المستخدمة في أحبار الطباعة، ينطوي على استخدام ثلاثي كلوريد الحديد.
- صناعة الأصباغ: يتم في تصنيع الأصباغ، خاصة لتلوين المنسوجات والجلود والورق، استخدام ثلاثي كلوريد الحديد.
- المعالجة السطحية للمعادن: تحسين مقاومة التآكل للمعادن، مثل الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ، ينطوي على استخدام ثلاثي كلوريد الحديد كعامل معالجة السطح.
- الكاشف المختبري: يستخدم ثلاثي كلوريد الحديد بشكل شائع ككاشف مختبري لمختلف الأغراض التحليلية والاصطناعية.
- التطبيقات الطبية: يستخدم في تحضير بعض المستحضرات الصيدلانية، مثل مكملات الحديد والأدوية المستخدمة في علاج فقر الدم، ثلاثي كلوريد الحديد طبياً.
- التصوير الفوتوغرافي: يعمل ثلاثي كلوريد الحديد كعامل تنغيم في عمليات التصوير الفوتوغرافي، مما يخلق درجات لون بني داكن في التصوير الفوتوغرافي بالأبيض والأسود.
- صناعة النسيج: يستخدم صباغة الأقمشة والصباغة في صناعة النسيج ثلاثي كلوريد الحديد لتحسين ثبات اللون وامتصاص الصبغة.
تسلط هذه التطبيقات المتنوعة الضوء على أهمية ثلاثي كلوريد الحديد في العديد من الصناعات والمجالات العلمية.
أسئلة:
س: ما هي الكتلة المولية لكلوريد الحديد (III)، FeCl₃؟
ج: الكتلة المولية لثلاثي كلوريد الحديد هي 162.204 جم/مول.
س: ما عدد ذرات الحديد الموجودة في وحدة صيغة كلوريد الحديد الثلاثي؟
ج: توجد ذرة حديد واحدة في وحدة صيغة واحدة من ثلاثي كلوريد الحديد.
س: ما هي صيغة كلوريد الحديد (III)؟
ج: صيغة ثلاثي كلوريد الحديد هي FeCl₃.
س: ما النسبة المئوية لتركيب الحديد في كلوريد الحديد (III)؟
ج: تبلغ نسبة كتلة الحديد في ثلاثي كلوريد الحديد حوالي 34.8%.
س: ما هي صيغة كلوريد الحديد (III)؟
ج: صيغة ثلاثي كلوريد الحديد هي FeCl₃.
س: ما هي الكتلة المولية لكلوريد الحديد (III)؟
ج: الكتلة المولية لثلاثي كلوريد الحديد هي 162.204 جم/مول.
س: كيف يتم تحضير كلوريد الحديد (III)؟
ج: يمكن تحضير ثلاثي كلوريد الحديد عن طريق تفاعل الحديد مع غاز الكلور أو إذابة أكسيد الحديد في حمض الهيدروكلوريك.
س: هل كلوريد الحديد (III) حمضي؟
ج: نعم، ثلاثي كلوريد الحديد حمضي ويمكن أن يخفض الرقم الهيدروجيني للمحلول.
س: ما هي منتجات التفاعل بين معدن الزنك وكلوريد الحديد (III)؟
ج: التفاعل بين الزنك المعدني وثلاثي كلوريد الحديد ينتج كلوريد الزنك والحديد المعدني.
س: هل كلوريد الحديد (III) سام؟
ج: ثلاثي كلوريد الحديد سام بشكل معتدل للإنسان وقد يسبب تهيج الجلد والعين.
س: هل كلوريد الحديد (III) ضار بالبيئة؟
ج: يمكن أن يكون ثلاثي كلوريد الحديد ضارًا بالبيئة إذا تم إطلاقه بكميات كبيرة لأنه يمكن أن يلوث مصادر المياه ويؤثر على الحياة المائية.
س: كيف يمكنني إزالة كلوريد الحديد (III)؟
ج: يجب التخلص من ثلاثي كلوريد الحديد بشكل صحيح وفقًا للوائح المحلية للتخلص من النفايات الخطرة. اتصل بالسلطات المختصة للحصول على المشورة.
س: ما هي الكتلة المولية لكلوريد الحديد (III)؟
ج: الكتلة المولية لثلاثي كلوريد الحديد هي 162.204 جم/مول.