เหล็ก(III) คลอไรด์

เหล็ก(III) คลอไรด์ (ปราศจากน้ำ) ไอรอน(III) คลอไรด์ (ไฮเดรต)
ชื่อ
ชื่อ IUPAC เหล็ก(III) คลอไรด์เหล็กไตรคลอไรด์
ชื่ออื่นๆ เฟอร์ริกคลอไรด์ โมลิไซต์ ฟลอเรส มาร์ติส
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	7705-08-0 วาย 10025-77-1 (เฮกซาไฮเดรต) วาย 54862-84-9 (ไดไฮเดรต) วาย 64333-00-2 (3.5 ไฮเดรต)
โมเดล 3 มิติ ( JSmol )	ภาพแบบโต้ตอบ
ชอีบี	เชบี:30808 วาย
เคมสไปเดอร์	22792 วาย
บัตรข้อมูล ECHA	100.028.846
หมายเลข EC	231-729-4
PubChem CID	24380
หมายเลข RTECS	แอลเจ9100000
มหาวิทยาลัย	U38V3ZVV3V วาย 0I2XIN602U  (เฮกซาไฮเดรต) วาย Y048945596  (ไดไฮเดรต) วาย
หมายเลข UN	1773 (ปราศจากน้ำ) 2582 (สารละลายในน้ำ)
แดชบอร์ด CompTox ( EPA )	DTXSID8020622
อินชิ นิ้วChI=1S/3ClH.Fe/h3*1H;/q;;;+3/p-3 วาย รหัส: RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K วาย นิ้วChI=1S/3ClH.Fe/h3*1H;/q;;;+3/p-3 รหัส: RBTARNINKXHZNM-DFZHHIFOAF รหัส: RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K
รอยยิ้ม Cl[Fe](Cl)Cl
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	เฟกอล
มวลโมลาร์	162.204  กรัม/โมล (ปราศจากน้ำ) 270.295  กรัม/โมล (เฮกซาไฮเดรต) [ 1 ]
รูปร่าง	สีเขียวดำเมื่อมองด้วยแสงสะท้อน สีม่วงแดงเมื่อมองด้วยแสงส่องผ่าน สีเหลืองในรูปของแข็งเฮกซาไฮเดรต สีน้ำตาลในรูปสารละลายในน้ำ
กลิ่น	กรดไฮโดรคลอริกเล็กน้อย
ความหนาแน่น	2.90  กรัม/ซม³ (ปราศจากน้ำ) 1.82  กรัม/ซม. 3 (เฮกซาไฮเดรต) [ 1 ]
จุดหลอมเหลว	307.6 °C (585.7 °F; 580.8 K) (ปราศจากน้ำ) 37 °C (99 °F; 310 K) (เฮกซาไฮเดรต) [ 1 ]
จุดเดือด	316 °C (601 °F; 589 K) (ปราศจากน้ำ สลายตัว) [ 1 ] 280 °C (536 °F; 553 K) (เฮกซาไฮเดรต สลายตัว)
ความสามารถในการละลายในน้ำ	912  กรัม/ลิตร (ปราศจากน้ำหรือเฮกซาไฮเดรต, 25  °C) [ 1 ]
ความสามารถ ในการละลาย ใน อะซิโตน เมทานอล เอทานอล ไดเอทิลอีเทอร์[ 1 ]	630 กรัม/ลิตร (18 °C) ละลายได้ดีมาก 830 กรัม/ลิตร ละลายได้ดีมาก
ความไวต่อสนามแม่เหล็ก (χ)	+13,450·10 −6  cm 3 /mol [ 2 ]
ความหนืด	12 c P (สารละลาย 40%)
อันตราย[ 4 ​​] [ 5 ] [หมายเหตุ 1 ]
การติดฉลากGHS :
ภาพสัญลักษณ์
คำสัญญาณ	อันตราย
คำเตือนเกี่ยวกับอันตราย	H290 , H302 , H314
คำเตือน	P234 , P260 , P264 , P270 , P273 , P280 , P301+P312 , P301+P330+P331 , P303+P361+ P353 , P304+P340 , P305+P351+P338 , P310 , P321 , P363 , P390 , P405 , P501
มาตรฐาน NFPA 704 (สัญลักษณ์รูปเพชรกันไฟ)	2 0 0
จุดวาบไฟ	ไม่ติดไฟ
NIOSH (ขีดจำกัดการสัมผัสต่อสุขภาพในสหรัฐอเมริกา):
REL (แนะนำ)	TWA 1 ม ก./ตร.ม. [ 3 ]
เอกสารข้อมูลความปลอดภัย (SDS)	ไอเอสซี1499
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง
แอนไอออนอื่นๆ	ไอรอน(III) ฟลูออไรด์ ไอรอน(III) โบรไมด์
ไอออนบวกอื่นๆ	เหล็ก(II) คลอไรด์ แมงกานีส(II) คลอไรด์ โคบอลต์(II) คลอไรด์ รูทีเนียม(III) คลอไรด์
สารที่ทำให้เกิดการแข็งตัวของเลือดที่เกี่ยวข้อง	ไอรอน(II) ซัลเฟต โพลีอะลูมิเนียมคลอไรด์
โครงสร้าง
โครงสร้างผลึก	หกเหลี่ยม , hR24
กลุ่มอวกาศ	R 3 , หมายเลข 148 [ 7 ]
ค่าคงที่แลตติส	a  = 0.6065  นาโนเมตร, b  = 0.6065  นาโนเมตร, c  = 1.742  นาโนเมตร α = 90°, β = 90°, γ = 120°
หน่วยสูตร ( Z )	6
เรขาคณิตเชิงพิกัด	ทรงแปดเหลี่ยม
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa) เอ็น ตรวจสอบ  (คืออะไร   ?) วายเอ็น ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

ไอรอน(III) คลอไรด์หรือเรียกอีกอย่างว่าเฟอร์ริกคลอไรด์สารประกอบอนินทรีย์ที่มีสูตรเคมีFeCl₃มันจะสร้างไฮเดรตเป็นFeCl₃·xH₂O สารประกอบเหล่านี้ เป็นสารประกอบของเหล็กที่สำคัญและพบได้ทั่วไปมากที่สุด มีทั้งในรูปปราศจากน้ำและในรูปไฮเดรต ซึ่งทั้งสองรูปดูดความชื้นได้มี เหล็กอยู่ใน สถานะออกซิเดชัน +3 อนุพันธ์ปราศจากน้ำเป็นกรดลูอิสในขณะที่ทุกรูปแบบเป็นสารออกซิไดซ์อ่อนๆ ใช้เป็นสารทำความสะอาดน้ำและ สาร กัดกร่อนโลหะ

เฟอร์ริกคลอไรด์ทุกรูปแบบเป็นพาราแมกเนติกเนื่องจากมีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ซึ่งอยู่ในออร์บิทัล 3d แม้ว่า Fe(III) คลอไรด์จะมีโครงสร้างแบบทรงแปดเหลี่ยมหรือทรงสี่เหลี่ยม (หรือทั้งสองแบบ ดูส่วนโครงสร้าง) แต่ทุกรูปแบบจะมีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ห้าตัว หนึ่งตัวต่อออร์บิทัล d ^การจัด เรียงอิเล็กตรอนแบบ สปินสูง d⁵ ทำให้การเปลี่ยนผ่านอิเล็กตรอน dd ถูกห้ามโดยสปินนอกเหนือจากการละเมิดกฎของลาปอร์ตการถูกห้ามสองครั้งนี้ส่งผลให้สารละลายมีสีอ่อน หรือกล่าวในเชิงเทคนิคมากขึ้น การเปลี่ยนผ่านทางแสงไม่เข้มข้นเฟอร์ริกซัลเฟตและเฟอร์ริกไนเตรตใน น้ำ ซึ่งมี[Fe(H₂O ₆ ³⁺ ^{เกือบ}ไม่มีสี ในขณะที่สารละลายคลอไรด์มีสีเหลือง ดังนั้นลิแกนด์คลอไรด์จึงมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติทางแสงของศูนย์กลางเหล็ก^{[ 8 ] [ 9 ]}

เหล็ก(III) คลอไรด์สามารถมีอยู่ได้ทั้งในรูปของสารที่ปราศจากน้ำและในรูปของสารประกอบไฮเดรตหลายชนิด ซึ่งส่งผลให้ได้โครงสร้างที่แตกต่างกัน

สารประกอบแอนไฮดรัสเป็นของแข็งผลึกดูดความชื้นที่มีจุดหลอมเหลว 307.6 °C สีขึ้นอยู่กับมุมมอง: เมื่อมองผ่านแสงสะท้อน ผลึกจะปรากฏเป็นสีเขียวเข้ม แต่เมื่อมองผ่านแสงส่องผ่านจะปรากฏเป็นสีม่วงแดง เหล็ก(III) คลอไรด์แอนไฮดรัสมี โครงสร้าง BiI โดยมี ศูนย์กลาง Fe(III) ทรง แปดเหลี่ยม ที่เชื่อมต่อกันด้วย ลิแกนด์คลอไรด์สองพิกัด^{[ 7 ] [ 10 ]}

เหล็ก(III) คลอไรด์มีจุดหลอมเหลวค่อนข้างต่ำ และเดือดที่ประมาณ 315 °C ไอระเหยประกอบด้วยไดเมอร์Fe Cl คล้าย กับ อะลูมิเนียมคลอไร ด์ ไดเมอร์นี้จะแตกตัวเป็นโมโนเมอร์FeCl (ที่มีสมมาตรโมเลกุลแบบ D ) ที่อุณหภูมิสูงขึ้น โดยแข่งขันกับการสลายตัวแบบย้อนกลับเพื่อให้ได้เหล็ก(II) คลอไรด์และก๊าซคลอรีน^{[ 11 ]}

เฟอร์ริกคลอไรด์จะเกิดเป็นไฮเดรตเมื่อสัมผัสกับน้ำ ซึ่งสะท้อนถึงความเป็นกรดแบบลูอิส ไฮเดรตทุกชนิดแสดง คุณสมบัติการ ดูดความชื้นหมายความว่าพวกมันจะกลายเป็นของเหลวเมื่อดูดซับความชื้นจากอากาศ การเกิดไฮเดรต จะให้สารอนุพันธ์ของ สารเชิงซ้อนอะควาที่มีสูตร[FeCl₂ H₂O ₄ ⁺ ^เสมอบวกนี้สามารถมีสเตอริโอเคมีแบบทรานส์หรือซิส ก็ได้ ซึ่งสะท้อนถึงตำแหน่งสัมพัทธ์ของลิแกนด์คลอไรด์บน ศูนย์กลางเหล็ก ทรงแปดเหลี่ยม ไฮเดรตสี่ชนิดได้รับการศึกษาลักษณะเฉพาะโดย ผลึกด้วยรังสีเอกซ์ ได้แก่ ไดไฮเดรตFeCl₃ · , ไดเซสควิไฮเดรตFeCl₃ 2.5H₂O ไตรเซ ส ควิไฮเดรต FeCl₃ · และเฮกซาไฮเดรตFeCl₃ · สารเหล่านี้แตกต่างกันในแง่ของสเตอริโอเคมีของไอออน บวก เหล็กทรง แปดเหลี่ยม ชนิดของแอนไอออน และการมีหรือไม่มีน้ำผลึก^{[ 9 ]}สูตรโครงสร้างคือ[ trans −FeCl (H O) ][FeCl ] , [ cis −FeCl (H O) ][FeCl ]·H O , [ cis −FeCl (H O) ][FeCl ]·H Oและ[ trans −FeCl (H O) ]Cl·2H Oสมาชิกสามตัวแรกของอนุกรมนี้มี แอนไอออนเตตระเฮดรั ลเตตระคลอโรเฟอร์ เรต ( [FeCl ] ⁻ ) ^{[ 12 ]}

เช่นเดียวกับไฮเดรตของแข็ง สารละลายเฟอร์ริกคลอไรด์ในน้ำก็ประกอบด้วย[FeCl (H O) ] ⁺ที่มีโครงสร้างเชิงสเตอริโอเคมีที่ไม่ระบุ^{[ 9 ]}การระบุชนิดของสารละลายเฟอร์ริกคลอไรด์ในน้ำอย่างละเอียดนั้นทำได้ยาก เนื่องจากส่วนประกอบแต่ละชนิดไม่มีลักษณะเฉพาะทางสเปกโทรสโกปี สารประกอบเหล็ก(III) ที่มีโครงสร้าง d ⁵ สปินสูง นั้นมีความเปราะบางทางจลนศาสตร์ ซึ่งหมายความว่าลิแกนด์จะแยกตัวและรวมตัวกันใหม่อย่างรวดเร็ว ความซับซ้อนอีกประการหนึ่งคือสารละลายเหล่านี้มีฤทธิ์เป็นกรดสูง ดังที่คาดไว้สำหรับสารประกอบอะควาของโลหะไตรแคทไอออนิก สารประกอบอะควาของเหล็กมีแนวโน้มที่จะเกิดโอเลชันซึ่งเป็นการก่อตัวของ อนุพันธ์ออก โซพอลิเมอร์ สารละลายเฟอร์ริกคลอไรด์เจือจางจะผลิตอนุภาคนาโนที่ละลายได้ซึ่งมีน้ำหนักโมเลกุล 10 ⁴ซึ่งแสดงคุณสมบัติของ "การแก่ตัว" กล่าวคือโครงสร้างเปลี่ยนแปลงหรือวิวัฒนาการไปตามกาลเวลา^{[ 13 ]} สารประกอบโพลีเมอร์ที่เกิดจากการไฮโดรไลซิสของเฟอร์ริกคลอไรด์เป็นกุญแจสำคัญในการใช้เฟอร์ริกคลอไรด์เพื่อการบำบัดน้ำ

ตรงกันข้ามกับพฤติกรรมที่ซับซ้อนของสารละลายในน้ำ สารละลายของเหล็ก(III) คลอไรด์ในไดเอทิลอีเทอร์และเตตระไฮโดรฟิวแรนมีพฤติกรรมที่ดีอีเทอร์ ทั้งสองชนิดสร้าง แอดดักต์ 1:2 ของสูตรทั่วไป FeCl (อีเทอร์) ในคอมเพล็กซ์เหล่านี้ เหล็กมีการประสานงานห้าตำแหน่ง^{[ 14 ]}

มีการผลิตเหล็ก(III) คลอไรด์ปราศจากน้ำหลายร้อยตันต่อปี วิธีหลักที่เรียกว่าการคลอริเนชันโดยตรงใช้เศษเหล็กเป็นสารตั้งต้น: ^{[ 10 ]}

2 Fe + 3 Cl → 2 FeCl

ปฏิกิริยาเกิดขึ้นที่อุณหภูมิหลายร้อยองศา ทำให้ผลิตภัณฑ์เป็นก๊าซ การใช้คลอรีนมากเกินไปจะรับประกันว่าเฟอร์รัสคลอไรด์ตัวกลางจะถูกเปลี่ยนเป็นสถานะเฟอร์ริก^{[ 10 ]}กระบวนการที่คล้ายกันแต่ในระดับห้องปฏิบัติการก็ได้รับการอธิบายไว้เช่นกัน^{[ 15 ] [ 16 ]}

สารละลายเหล็ก(III) คลอไรด์ ในน้ำยังผลิตในระดับอุตสาหกรรมจากสารตั้งต้นของเหล็กหลายชนิด รวมถึงเหล็กออกไซด์ด้วย:

Fe₂O₃ + 6 HCl FeCl₃ ( H₂O ₆

ในเส้นทางเสริม โลหะเหล็กสามารถถูกออกซิไดซ์ด้วยกรดไฮโดรคลอริกตามด้วยการคลอริเนชัน: ^{[ 10 ]}

Fe + 2 HCl → FeCl + H

FeCl + 0.5 Cl + 6 H O → FeCl (H O)

กระบวนการเหล่านี้มีตัวแปรหลายอย่าง รวมถึงการออกซิเดชันของเหล็กโดยเฟอร์ริกคลอไรด์และการไฮเดรชั่นของสารตัวกลาง^{[ 10 ]} ไฮเดรตของเหล็ก(III) คลอไรด์ไม่สามารถให้เฟอร์ริกคลอไรด์แบบปราศจากน้ำได้ง่าย การพยายามกำจัดน้ำด้วยความร้อนจะให้กรดไฮโดรคลอริกและเหล็กออกซีคลอไรด์ในห้องปฏิบัติการ เหล็ก(III) คลอไรด์ไฮเดรตสามารถเปลี่ยนเป็นรูปแบบปราศจากน้ำได้โดยการบำบัดด้วยไทโอนิลคลอไรด์^{[ 17 ]}หรือไตรเมทิลไซลิลคลอไรด์^{[ 18 ]}

FeCl ·6H O + 12 (CH ) SiCl → FeCl + 6 ((CH ) Si) O + 12 HCl

FeCl ·6H O + 6 SOCl → FeCl + 6 SO + 12 HCl

เนื่องจากเหล็ก(III) คลอไรด์มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบสปินสูง d ^{5 จึงมี} ความไม่เสถียรหมายความว่าลิแกนด์ Cl- และ H O จะแลกเปลี่ยนกับคลอไรด์อิสระและน้ำอย่างรวดเร็ว^{[ 9 ] [ 19 ]}ในทางตรงกันข้ามกับความไม่เสถียรทางจลนศาสตร์ เหล็ก(III) คลอไรด์มีความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์ ดังที่สะท้อนให้เห็นจากวิธีการสังเคราะห์ที่มีประสิทธิภาพ ดังที่ได้อธิบายไว้ข้างต้น

นอกเหนือจากความไม่เสถียรซึ่งใช้ได้กับรูปแบบที่ปราศจากน้ำและไฮเดรตแล้ว ปฏิกิริยาของเฟอร์ริกคลอไรด์ที่ปราศจากน้ำยังแสดงให้เห็นแนวโน้มสองประการคือ เป็นกรดลูอิสและเป็นตัวออกซิไดซ์^{[ 20 ]}

ปฏิกิริยาของเหล็ก(III) คลอไรด์ปราศจากน้ำสะท้อนถึงคำอธิบายของมันว่าเป็นทั้งสารที่ชอบออกซิเจนและกรดลูอิสที่แข็งการแสดงออกถึงความชอบออกซิเจนของเหล็ก(III) คลอไรด์มีอยู่มากมาย เมื่อให้ความร้อนกับเหล็ก(III) ออกไซด์ที่ 350 °C มันจะทำปฏิกิริยาเพื่อให้ได้เหล็กออกซีคลอไรด์ : ^{[ 21 ]}

FeCl + Fe O → 3FeOCl

อัลคาไลเมทัลอัลคอกไซด์ ทำปฏิกิริยาเพื่อให้ได้ สารประกอบเชิงซ้อนเหล็ก(III) อัลคอกไซด์ ผลิตภัณฑ์เหล่านี้มีโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่าเหล็ก(III) คลอไรด์ปราศจากน้ำ^{[ 22 ] [ 23 ]}ในเฟสของแข็ง มีการอธิบายสารประกอบเชิงซ้อนหลายนิวเคลียสหลากหลายชนิดสำหรับปฏิกิริยาสโตอิคิโอเมตริกตามชื่อระหว่างFeCl และโซเดียมเอทอกไซด์ :

FeCl + 3 CH CH ONa → "Fe(OCH CH ) " + 3 NaCl

เหล็ก(III) คลอไรด์สร้าง แอดดักต์ 1:2 กับเบสของลูอิสเช่นไตรฟีนิลฟอสฟีนออกไซด์เช่นFeCl (OP(C H ) ) คอมเพล็กซ์ 1:2 ที่เกี่ยวข้องFeCl (OEt ) โดยที่ Et = C H )ได้รับการตกผลึกจากสารละลายอีเทอร์^{[ 14 ]}

ไอรอน(III) คลอไรด์ยังทำปฏิกิริยากับเตตระเอทิลแอมโมเนียมคลอไรด์เพื่อให้ได้เกลือสีเหลืองของ ไอออน เตตระคลอโรเฟอร์เรต ( (Et N)[FeCl ] ) ในทำนองเดียวกัน การรวม FeCl กับ NaCl และ KCl จะได้Na[FeCl ]และK[FeCl ]ตามลำดับ^{[ 24 ]}

นอกเหนือจาก ปฏิกิริยา สโตอิคิโอเมตริก แบบง่ายเหล่านี้แล้ว ความเป็นกรดของลูอิสของเฟอร์ริกคลอไรด์ยังช่วยให้สามารถนำไปใช้ในปฏิกิริยา เร่งปฏิกิริยาด้วยกรดได้หลากหลายดังที่อธิบายไว้ด้านล่างในส่วนเคมีอินทรีย์^{[ 10 ]}

ในแง่ของการเป็นสารออกซิไดซ์ เหล็ก(III) คลอไรด์จะออกซิไดซ์ผงเหล็กเพื่อสร้างเหล็ก(II) คลอไรด์ผ่าน ปฏิกิริยาคอมโพรพอร์ ชันเนชัน : ^{[ 10 ]}

2 FeCl + Fe → 3 FeCl

การสังเคราะห์เฟอร์รัสคลอไรด์ แบบปราศจากน้ำแบบดั้งเดิม คือการลดFeCl ด้วยคลอโรเบนซีน : ^{[ 25 ]}

2 FeCl + C H Cl → 2 FeCl + C H Cl + HCl

เหล็ก(III) คลอไรด์จะปล่อยก๊าซคลอรีนเมื่อถูกความร้อนสูงกว่า 160 °C ทำให้เกิดเฟอร์รัสคลอไรด์ : ^{[ 16 ]}

2FeCl → 2FeCl + Cl

เพื่อยับยั้งปฏิกิริยานี้ การเตรียมเหล็ก(III) คลอไรด์ต้องใช้สารคลอริเนตในปริมาณมากเกินพอ ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น^{[ 16 ] [ 10 ]}

ต่างจากสารที่ปราศจากน้ำ เฟอร์ริกคลอไรด์ที่มีน้ำเป็นองค์ประกอบนั้นไม่ใช่กรดลูอิสที่แรงนัก เนื่องจากลิแกนด์น้ำได้ลดทอนความเป็นกรดลูอิสลงโดยการจับกับ Fe(III) แต่กลับเป็นกรดบรอนสเตด-โลว์รี เนื่องจากอะตอมไฮโดรเจนบนลิแกนด์น้ำจะมีความเป็นกรดมากขึ้นเมื่อลิแกนด์น้ำจับกับ Fe(III)

เช่นเดียวกับวัสดุที่ปราศจากน้ำ เฟอร์ริกคลอไรด์ที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบก็มีคุณสมบัติชอบออกซิเจน เช่นกัน ตัวอย่างเช่น เกลือ ออกซาเลตจะทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วกับเหล็ก(III) คลอไรด์ในน้ำเพื่อให้ได้[Fe(C O ) ] ³⁻ซึ่งรู้จักกันในชื่อ เฟอร์ริออกซาเลต แหล่งคา ร์บอกซิเลตอื่นๆเช่นซิเตรตและทาร์เทรตก็จะจับตัวกันเพื่อให้ได้สารประกอบคาร์บอกซิเลตเช่นกัน ความสัมพันธ์ของเหล็ก(III) กับลิแกนด์ออกซิเจนเป็นพื้นฐานของการทดสอบเชิงคุณภาพสำหรับฟีนอล แม้ว่าจะถูกแทนที่ด้วยวิธีการทางสเปกโทรสโกปีแล้วการทดสอบเฟอร์ริกคลอไรด์ ก็ยังเป็นการ ทดสอบแบบวัดสีแบบดั้งเดิม^{[ 26 ]}ความสัมพันธ์ของเหล็ก(III) กับฟีนอลถูกนำมาใช้ประโยชน์ในการทดสอบจุด Trinder ^{[ 27 ]}

สารละลายเหล็ก(III) คลอไรด์ทำหน้าที่เป็นสารออกซิไดซ์แบบหนึ่งอิเล็กตรอน ดังที่แสดงให้เห็นโดยปฏิกิริยาของมันกับทองแดง(I) คลอไรด์เพื่อให้ได้ทองแดง(II) คลอไรด์และเหล็ก(II) คลอไรด์

FeCl + CuCl → FeCl + CuCl

ปฏิกิริยาพื้นฐานนี้มีความเกี่ยวข้องกับการใช้สารละลายเฟอร์ริกคลอไรด์ในการกัดผิวทองแดง

ปฏิสัมพันธ์ของเหล็ก(III) คลอไรด์ปราศจากน้ำกับสารประกอบออร์กาโนลิเทียมและ ออร์กาโนแมกนีเซียม ได้รับการตรวจสอบบ่อยครั้ง การศึกษาเหล่านี้เป็นไปได้เนื่องจาก FeCl ละลายได้ ในตัวทำละลายอีเทอร์ ซึ่งหลีกเลี่ยงความเป็นไปได้ของการไฮโดรไลซิสของสารอัลคิเลตนิวคลีโอ ฟิ ลิก การศึกษาดังกล่าวอาจเกี่ยวข้องกับกลไกของปฏิกิริยาครอสคัปปลิงที่เร่ง ปฏิกิริยาโดย FeCl ^{[ 28 ]}การแยกสารตัวกลางออร์กาโนเหล็ก(III) ต้องใช้ปฏิกิริยาที่อุณหภูมิต่ำ มิฉะนั้นสารตัวกลาง [FeR ] ⁻ จะเสื่อมสภาพ การใช้เมทิลแมกนีเซียมโบรไมด์เป็นสารอัลคิเลต ทำให้สามารถแยกเกลือของ Fe(CH ) ] ⁻ออกมาได้^{[ 29 ]}เพื่อแสดงให้เห็นถึงความไวของปฏิกิริยาเหล่านี้เมทิลลิเธียมLiCH ทำปฏิกิริยากับเหล็ก(III) คลอไรด์เพื่อให้ได้ลิเธียมเตตระคลอโรเฟอร์เรต (II) Li [FeCl ] : ^{[ 30 ]}

2 FeCl + LiCH → FeCl + Li[FeCl ] + 0.5 CH CH

Li[FeCl ] + LiCH → Li [FeCl ] + 0.5 CH CH

ในระดับที่สำคัญ สารประกอบ เชิงซ้อนเหล็ก(III) อะเซทิลอะเซโทเนตและเบต้า-ไดคีโทเนตที่เกี่ยวข้องถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายมากกว่า FeCl ในฐานะแหล่งของไอออนเฟอร์ริกที่ละลายได้ในอีเทอร์^{[ 20 ]} สารประกอบเชิงซ้อนไดคีโทเนตเหล่านี้มีข้อดีคือไม่เกิดไฮเดรต ซึ่งแตกต่างจากเหล็ก(III) คลอไรด์ และละลายได้ดีกว่าในตัวทำละลายที่เกี่ยวข้อง^{[ 28 ]}ไซโคลเพนตาไดอีนิลแมกนีเซียมโบรไมด์เกิดปฏิกิริยาที่ซับซ้อนกับเหล็ก(III) คลอไรด์ ส่งผลให้เกิดเฟอร์โรซีน : ^{[ 31 ]}

3 C H MgBr + FeCl → Fe(C H ) + 1/n (C H ) + 3 MgBrCl

การแปลงนี้ถึงแม้จะไม่มีคุณค่าในทางปฏิบัติ แต่ก็มีความสำคัญในประวัติศาสตร์ของเคมีโลหะอินทรีย์โดยที่เฟอร์โรซีนเป็นสัญลักษณ์ของสาขานี้^{[ 32 ]}

การใช้งานที่ใหญ่ที่สุดของเหล็ก(III) คลอไรด์คือการบำบัดน้ำเสียและการผลิตน้ำดื่มโดยการสร้างเครือข่ายที่มีการกระจายตัวสูงของวัสดุที่มี Fe-O-Fe เฟอร์ริกคลอไรด์ทำหน้าที่เป็นสารตกตะกอนและสารจับตัวเป็นก้อน^{[ 33 ]}ในการใช้งานนี้ สารละลายFeCl ในน้ำ จะถูกบำบัดด้วยเบสเพื่อสร้างตะกอนของเหล็ก(III) ไฮดรอกไซด์ ( Fe(OH) ) หรือที่เรียกว่า FeO(OH) ( เฟอร์ริไฮไดรต์ ) ตะกอนนี้ช่วยในการแยกวัสดุแขวนลอย ทำให้น้ำใสขึ้น^{[ 10 ]}

ไอรอน(III) คลอไรด์ยังใช้ในการกำจัดฟอสเฟต ที่ละลายน้ำได้ จากน้ำเสียไอรอน(III) ฟอสเฟตไม่ละลายน้ำและตกตะกอนเป็นของแข็ง^{[ 34 ] ข้อดีประการหนึ่งที่อาจเกิด ขึ้น}จากการใช้ในการบำบัดน้ำคือ ไอออนเฟอร์ริกจะออกซิไดซ์ (กำจัดกลิ่น) ไฮโดรเจนซัลไฟด์ [ ^{35 ]}

นอกจากนี้ยังใช้เป็น สาร ชะล้างในกระบวนการไฮโดรเมทัลลurgy ของคลอไรด์^{[ 36 ]}ตัวอย่างเช่น ในการผลิต Si จาก FeSi (กระบวนการ Silgrain โดยElkem ) ^{[ 37 ]}

ในการใช้งานเชิงพาณิชย์อีกรูปแบบหนึ่ง สารละลายเหล็ก(III) คลอไรด์มีประโยชน์สำหรับการกัดผิวทองแดงตามสมการต่อไปนี้:

2 FeCl + Cu → 2 FeCl + CuCl

คลอไรด์ทองแดง(II)ที่ละลายน้ำได้จะถูกล้างออกไป เหลือไว้เพียงลวดลายทองแดง เคมีนี้ใช้ในการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ^{[ 19 ]}

เหล็ก(III) คลอไรด์ใช้ในงานอดิเรกอื่นๆ อีกมากมายที่เกี่ยวข้องกับวัตถุโลหะ^{[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]}

ในอุตสาหกรรม เหล็ก(III) คลอไรด์ถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาของเอทิลีนกับคลอรีนทำให้เกิดเอทิลีนไดคลอไรด์ ( 1,2-ไดคลอโรอีเทน ): ^{[ 43 ]}

H₂C = + → ​​

^{เอทิลีนไดคลอไร ด์}เป็นสารเคมีพื้นฐานซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตไวนิลคลอไรด์ ในอุตสาหกรรม ซึ่งเป็นโมโนเมอร์สำหรับการผลิตPVC [ ^{44 ]}

แสดงให้เห็นถึงการใช้งานในฐานะกรดลูอิสเหล็ก(III) คลอไรด์เร่งปฏิกิริยาการแทนที่อะโรมาติกแบบอิเล็กโทรฟิลิกและการคลอริเนชันในบทบาทนี้ หน้าที่ของมันคล้ายกับอะลูมิเนียมคลอไรด์ในบางกรณีจะใช้สารผสมของทั้งสองชนิด^{[ 45 ]}

แม้ว่าเหล็ก(III) คลอไรด์จะไม่ค่อยได้ใช้ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ในทางปฏิบัติ แต่ก็ได้รับความสนใจอย่างมากในฐานะรีเอเจนต์เนื่องจากมีราคาไม่แพง มีอยู่มากมายในธรรมชาติ และไม่เป็นพิษมากนัก การทดลองหลายอย่างตรวจสอบทั้งกิจกรรมรีดอกซ์และความเป็นกรดของลูอิส^{[ 20 ]} ตัวอย่างเช่น เหล็ก(III) คลอไรด์ออกซิไดซ์แนฟทอลเป็นแนฟโทควิโนน: ^{[ 20 ] [ 46 ]}

3-อัลคิลไทโอฟีนจะถูกพอลิเมอไรซ์เป็นพอลิไทโอฟีนเมื่อได้รับการบำบัดด้วยเฟอร์ริกคลอไรด์^{[ 47 ]} พบว่าเหล็ก(III) คลอไรด์ช่วยส่งเสริมปฏิกิริยาการเชื่อมต่อ CC ^{[ 48 ]}

มีการพัฒนารีเอเจนต์หลายชนิดโดยใช้เหล็ก(III) คลอไรด์ที่รองรับ บน ซิลิกาเจลเกลือปราศจากน้ำถูกนำไปใช้กับ ปฏิกิริยา การกำจัดน้ำและการจัดเรียงตัวใหม่แบบพินาคอล บาง ชนิด รีเอเจนต์ที่คล้ายกันแต่มีความชื้นจะกระตุ้นปฏิกิริยา ไฮโดรไลซิสหรือ อีพิเมอไรเซชัน^{[ 49 ]}บนอะลูมินาพบว่าเฟอร์ริกคลอไรด์ช่วยเร่งปฏิกิริยาเอน^{[ 50 ]}

เมื่อทำการบำบัดล่วงหน้าด้วยโซเดียมไฮไดรด์เหล็ก(III) คลอไรด์จะให้สารลด ไฮไดรด์ ที่แปลงแอลคีนและคีโตนให้เป็นแอลเคนและแอลกอฮอล์ตามลำดับ^{[ 51 ]}

ไอรอน(III) คลอไรด์เป็นส่วนประกอบของสีย้อมที่มีประโยชน์ เช่นสารละลายของคาร์นอยซึ่งเป็นสารตรึงเนื้อเยื่อที่มีการใช้งานหลายอย่าง นอกจากนี้ยังใช้ในการเตรียมสีย้อมของเวอร์โฮฟฟ์^{[ 52 ]}

เช่นเดียวกับเฮไลด์โลหะหลายชนิดFeCl เกิดขึ้นตามธรรมชาติในรูปของแร่ปริมาณน้อย แร่โมลิไซต์ ที่หายาก มักเกี่ยวข้องกับภูเขาไฟและปล่องไอน้ำ^{[ 53 ] [ 54 ]}

ละอองลอยที่มี FeCl3 เป็นส่วนประกอบ เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างฝุ่นที่มีธาตุเหล็กสูงและกรดไฮโดรคลอริกจากเกลือทะเล ละอองลอยเกลือเหล็กนี้ทำให้เกิดการออกซิเดชันของมีเทน ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติประมาณ 1–5% และเชื่อว่ามีผลในการระบายความร้อนหลายประการ ดังนั้นจึงมีการเสนอให้ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการกำจัดมีเทนในชั้นบรรยากาศ^{[ 55 ]}

มีสมมติฐานว่าเมฆของดาวศุกร์ มี FeCl ประมาณ 1% ละลายอยู่ในกรดซัลฟิวริก^{[ 56 ] [ 57 ]}

เหล็ก(III) คลอไรด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการบำบัดน้ำดื่ม [ ^{10 ] ดังนั้นจึงก่อให้เกิดปัญหาน้อยมากในฐานะสารพิษที่ความเข้มข้นต่ำ อย่างไรก็ตาม เหล็ก (} III) คลอไรด์แบบปราศจากน้ำ เช่นเดียวกับ สารละลาย Fe Cl ในน้ำที่มีความเข้มข้นสูง มี ฤทธิ์กัดกร่อนสูงและต้องจัดการโดยใช้อุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะสม^{[ 20 ]}

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับเหล็ก(III)คลอไรด์

1. Lide DR, บรรณาธิการ (1990). คู่มือเคมีและฟิสิกส์ CRC (ฉบับที่ 71). แอนน์อาร์เบอร์, มิชิแกน, สหรัฐอเมริกา: สำนักพิมพ์ CRC. ISBN 9780849304712.
2. Stecher PG, Finkel MJ, Siegmund OH, บรรณาธิการ (1960). ดัชนีสารเคมีและยาของ Merck (ฉบับที่ 7). ราห์เวย์ รัฐนิวเจอร์ซีย์ สหรัฐอเมริกา: Merck & Co.
3. Nicholls D (1974). สารประกอบเชิงซ้อนและธาตุทรานซิชันแถวแรก, สำนักพิมพ์ Macmillan, ลอนดอน, 1973.ตำราเคมีของ Macmillan. ลอนดอน: สำนักพิมพ์ Macmillan. ISBN 9780333170885.
4. Wells AF (1984). เคมีอนินทรีย์เชิงโครงสร้าง . สำนักพิมพ์วิทยาศาสตร์ออกซ์ฟอร์ด (ฉบับที่ 5). ออกซ์ฟอร์ด สหราชอาณาจักร: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด. ISBN 9780198553700.
5. Reich HJ, Rigby HJ, บรรณาธิการ (1999). สารเคมีที่เป็นกรดและเบสคู่มือสารเคมีสำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์ นิวยอร์ก: John Wiley & Sons, Inc. ISBN 9780471979258.