توضیحات
کلرید آهن (کلروفریک) یکی از ترکیب های معدنی مورد استفاده در صنایع مختلف از جمله تصفیه آب و فاضلاب می باشد که از واکنش آهن و کلر در حرارت تولید میشود. فرمول شیمیایی این ترکیب معدنی FeCl3 می باشد و به صورت پودر و مایع و جامد در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد.
کلروفریک یا کلرید آهن با نام شیمیایی FeCl3 یکی از مواد منعقد کننده بسیار قوی می باشد که دارای خاصیت اسیدی بوده و قدرت خورندگی بسیار بالایی دارد. این ترکیبات در صنایع مختلفی از جمله استخراج فلزات، داروسازی، رنگرزی، کاغذ سازی، حذف آرسنیک و همچنین تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار میگیرد. کلرید آهن با نام های مختلفی شناخته شده می باشد که از جمله آنها می توان به کلراید آهن، iron chloride، ferric chloride، تری کلرید آهن، فروکلراید، پر کلرید آهن، کلرید پودری آهن و همچنین کلروفریک مایع شناخته شده است.
فرآیند تولید کلروفریک
در فرآیند تولید کلروفریک از کلر خشک و آهن استفاده میشود و برای انجام واکنش بین این دو نیاز به حرارت بسیار بالا و حدود 600 درجه سانتی گراد می باشد. کلر و آهن با هم واکنش نشان داده و به دلیل حرارت بالا، به مرور آهن اکسید شده و به آهن کلرید تبدیل می گردد. در نهایت آهن کلرید II در واکنش با کلر موجود در محیط به آهن کلرید III تبدیل می گردد.
علاوه بر روش بالا، همچنین می توان این ترکیب را از واکنش هیدروکلریک اسید با آهن نیز تهیه نمود. در این صورت آهن در واکنش با هیدروکلریک اکسید شده و سپس با کلر واکنش انجام داده و به کلروفریک تبدیل می گردد. همان طور که اشاره شد، در اثر این واکنش ها و با توجه به میزان حرارت دهی و شرایطی محیطی در نهایت ترکیب به صورت پودری، کریستالی و مایع بدست خواهد آمد.
واکنشهای شیمیایی کلروفریک
- واکنش با آب
واکنش این محصول با آب گرمازا است، یعنی گرما آزاد میکند. این واکنش یک محلول بهشدت اسیدی تولید میکند.
- واکنش با گرما
هنگامی که کلرید آهن تا دمای 350 درجه سانتیگراد گرم میشود، یک ترکیب آهن منحصربهفرد به نام اکسی کلرید آهن تشکیل میشود.
- واکنش با آنیونهای کربوکسیلات
کلرید آهن بهآسانی با آنیونهای کربوکسیلات یا اگزالاتها واکنش نشان میدهد و باعث ایجاد ترکیبات نمکی مانند تارتارات و سیترات میشود.
- واکنش با آلکوکسیدهای فلز قلیایی
واکنش کلرید آهن با آلکوکسیدهای فلزات قلیایی منجر به تشکیل کمپلکسهای آلکوکسید آهن میشود.
- واکنش با کلروبنزن
کلرید آهن با کلروبنزن واکنش میدهد و در نتیجه یک محصول دو جایگزین به نام دی کلرو بنزن تشکیل میشود. محصولات جانبی این واکنش اسید هیدروکلریک و کلرید آهن هستند.
- واکنش با ترکیبات آلی فلزی
کلروفریک نسبت به ترکیبات آلی فلزی مانند متیل لیتیوم، واکنش نشان میدهد. به همراه اتر، کلرید آهن با متیل لیتیوم واکنش میدهد و یک کمپلکس زرد متمایل به سبز به نام لیتیوم تتراکلروفرات (III) تولید میکند.
ویژگی های فیزیکی و شیمیایی کلروفریک
به صورت خلاصه می توان ویژگی های فیزیکی و شیمیایی کلروفریک را به صورت زیر بیان نمود:
کلروفریک دارای خاصیت اسیدی بالایی بوده و بوی تند و زننده ای از آن به مشام میرسد. با توجه به قدرت اسیدی بالا و خورندگی زیاد در استفاده از آن باید اصول ایمنی رعایت شود.
فریک کلراید خشک که حالت پودری دارد، در دمای صفر درجه سانتی گراد در آب حل شده و در 306 درجه سانتی گراد به نقطه جوش خواهد رسید. فریک کلراید کریستال یا 6 آبه در دمای 20 درجه سانتی گراد در آب حل شده و در دمای 37 درجه سانتی گراد به نقطه جوش میرسد. میزان حلالیت fecl3 در آب به درجه دمایی آن بستگی دارد. به طوریکه در 100 سی سی آب با دمای صفر درجه سانتی گراد درجه حلالیت آنها 74.4 گرم می باشد. این مقدار برای آب در نقطه جوش به 537.7 گرم افزایش پیدا میکند. خاصیت منعقد کننده بالای FeCl3 بسیار بالا بوده و به همین دلیل در تصفیه فاضلاب از آن استفاده میشود .
کاربرد کلروفریک در تصفیه آب و فاضلاب
با توجه به اینکه در تصفیه فاضلاب های صنعتی و بهداشتی نگرانی های زیادی بابت وجود ذرات کوچک معلق که از فیلترها عبور می کنند وجود دارد، به همین دلیل کاربرد مواد منعقدکننده در تصفیه آب و فاضلاب زیاد می باشد. از جمله مواد منعقدکننده مورد استفاده در این حوزه می توان به کلرید آهن اشاره نمود. این ترکیبات پس از ورود به آب با یون هیدروکسید وارد واکنش میشوند. در اثر رخداد این واکنش، هیدورکسید آهن III که منعقد کننده قوی می باشد تشکیل می گردد. در نهایت این ترکیب باعث میشود تا ذرات کلوئیدی و معلق در پساب ها به هم متصل شده و به مرور در کف حوضچه تصفیه ته نشین گردند. با استفاده از این کلرید فریک می توان حجم بسیار زیادی از گل و لای موجود در مخازن تصفیه آب را نیز ته نشین نمود و منجر به افزایش کیفیت آب خروجی از تصفیه خانه شد.
کاربردهای کلروفریک
از این محصول بهعنوان منعقدکننده و رسوب اصلی در تصفیه آب صنعتی و شهری استفاده میشود. همچنین از آن در تصفیهخانههای آب و فاضلاب برای حذف فلزات سنگین و بوی نامطبوع H2S بهره گرفته میشود. این محصول در صنعت چاپ و استریلیزاسیون نیز به کار گرفته میشود. از کاربردهای دیگر کلروفریک میتوان به این موارد اشاره کرد:
- کاهش یا حذف روغنها و فسفاتهای معدنی
- استفاده بهعنوان کاتالیزور در بسیاری از واکنشهای آلی.
- استفاده در آنالیز رنگسنجی فنلها.
- در دامپزشکی برای جلوگیری از خونریزی.
- برای تولید سرامیک و شیشه.
- در صنعت آینهسازی برای تولید پوشش آینهها.
- در کشاورزی برای ساخت کودهای شیمیایی.
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.