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Le chlorure de ferrique(III) est un produit chimique industriel important utilisé pour la coagulation, la gravure et divers procédés de synthèse.
Le chlorure de ferrique(III) est particulièrement efficace pour éliminer les impuretés en suspension et les composés phosphorés des systèmes d'eau et d'eaux usées.
La forte réactivité du chlorure de ferrique(III) et son caractère acidulé fort le rendent adapté aux traitements et aux applications de fabrication exigeantes.
Numéro CAS : 7705-08-0
Numéro EC : 231-729-4
Formule moléculaire : Cl3Fe
Poids moléculaire : 162,2 g/mol
Synonymes : CHLORURE FERRIQUE, 7705-08-0, Trichlorure de fer, Chlorure de fer, Flores martis, Perchlorure de fer, Perchlorure de fer, Chlorure de fer (FeCl3), Molysite naturelle, CHLORURE FERRIQUE, ANHYDRE, Chlorure ferrique, Sesquichlorure de fer (DOT), FeCl3, U38V3ZVV3V, Sesquichlorure de fer, CHEBI :30808, NSC-51150, NSC-135798, Trichlorure ferrique, RefChem :6640, 231-729-4, DTXCID60622, DTXSID8020622, Chlorure ferrique, hexahydraté, Fer (III), chlorure, hexahydrate, Chlorure de fer(3+), hexahydrate, chlorure de fer(III), trichloroiron, chlorure de fer (III), chlorure de fer (Fe2Cl3), Caswell n° 459, chlorure ferrique [français], chlorure perrique [français], perchlorure de fer [français], CCRIS 2299, HSDB 449, EINECS 231-729-4, NSC 51150, UN1773, UN2582, UNII-U38V3ZVV3V, EPA Pesticide Chemical Code 034901, NSC 135798, AI3-51902, chlorure de fer, solide, chlorure ferrique, solide, EC 231-729-4, WLN : FE G3, chlorure de fer(III) anhydre, Chlorure de fer(III), chlorure de Fe(III), chlorure de fer (III), Fe/ppm pour la réduction du groupe nitro, chlorure de fer(3+), chlorure de fer (III), chlorure de fer-(III), chlorure de fer-(III), chlorure de fer, chlorure de fer anhydre, trichlorure de fer (III), [FeCl3], chlorure de fer(III), CP, SCHEMBL15401, chlorure ferrique, anhydre [UN1773] [Corrosif], réactif TDA, pour la microbiologie, orb2941054, NSC51150, chlorure de fer(III), p.a., 98 %, NSC135798, TXB-00061, AKOS015902743, DB15536, NCGC00249131-01, BP-31268, chlorure de fer(III), grade réactif, 97 %, chlorure de fer(III), grade technique, 58 %, NS00093572, EN300-19478, chlorure de fer(III), LR, anhydre, >=97 %, solution USP Chlorure ferrique TS conforme à USP, chlorure de fer (III), grade en métaux traces, 99,9 %, Q399771, chlorure ferrique, anhydre [UN1773] [Corrosif], F0001-1983, hexahydrate de chlorure ferrique, hexahydrate de trichlorure de fer, chlorure de fer(III) chlorure de fer, grade sublimé, >=99,9 % base de métaux traces, chlorure de fer(III), anhydre, poudre, >=base 99,99 % de métaux traces, chlorure de fer(III) sur gel de silice, poudre, étendue de l'étiquetage : 5 % de charge, 231-729-4, 7705-08-0, Chlorure ferrique, Eisen(3+)trichloride, CHLORURE FERRIQUE, Flores martis, Chlorure de fer (III), trichlorure de fer, trichlorure de fer, trichlorure de fer(3+), chlorure de fer(III), chlorure de fer(III), Molysite, réactif TDA, Trichlorure de fer(3+), Réactif desaminase du tryptophane, 10025-77-1, 1055987-64-8, 12040-57-2, 12178-83-5, 130622-20-7, 1326810-58-5, 231-729-4MFCD00011005, 58694-80-7, 98 %, FE G3, FeCl3·6H2O, chlorure ferrique, trichlorure de fer, chlorure ferrique, chlorure ferrique, anhydre, trichlorure ferrique, ferricchlorure, Fluorure de ferrique, anhydre, Flores martis, Chlorure de fer, Chlorure de fer, Chlorure de fer, Solide, Sesquichlorure de fer, Trichlorure hexahydrate de fer, Trichlorure de cationes de fer(+3), TRICHLORURE D'IONS DE FER(3+), Chlorure de fer(III) (anhydre) Msynth®, Chlorure de fer(III) anhydre, chlorure de fer(III) hexahydraté, chlorure de fer(III), anhydre, chlorure de fer(III), chlorure de fer(iii), molysite Cl3Fe, perchlorure de fer, trichloroiron, 三氯化铁
Le chlorure de ferrique(III) est un composé inorganique dont la formule est FeCl3.
Le chlorure ferrique(III) forme des hydrates FeCl3·xH2O.
Les chlorures de ferrique(III) sont parmi les composés de fer les plus importants et courants.
Les chlorures ferriques(III) sont disponibles à la fois sous forme anhydre et hydratée, qui sont tous deux hygroscopiques.
Ils présentent du fer à l'état d'oxydation +3.
Le dérivé anhydre est un acide de Lewis, tandis que toutes les formes sont des agents oxydants doux.
Le chlorure de ferrique(III) est utilisé comme nettoyant d'eau et comme graveur pour les métaux.
Le chlorure ferrique(III) est un solide orangé à brun-noir.
Le chlorure ferrique(III) est légèrement soluble dans l'eau.
Le chlorure de ferrique(III) est non combustible.
Lorsqu'il est humide, le chlorure de ferrique(III) est corrosif pour l'aluminium et la plupart des métaux.
Ramassez et enlevez les déversements solides avant d'ajouter de l'eau.
Le chlorure de ferrique(III) est utilisé pour traiter les eaux usées, les déchets industriels, purifier l'eau, comme agent de gravure pour graver des circuits imprimés, et dans la fabrication d'autres produits chimiques.
La solution de chlorure ferrique(III) apparaît comme une solution aqueuse incolore à brun clair, avec une légère odeur d'acide chlorhydrique.
Très corrosif pour la plupart des métaux et probablement pour les tissus.
Le chlorure de ferrique(III) est non combustible.
Le chlorure de ferrique(III) est utilisé dans le traitement des eaux usées et la purification de l'eau.
Le chlorure de ferrique(III) est un agent oxydant doux et participe à diverses réactions de formation de liaisons carbone-carbone.
Lors de la cristallisation avec de l'eau, le chlorure de ferrique(III) forme des hydrates.
Le chlorure de ferrique(III) peut être préparé en faisant réagir le chlore avec la ferraille à environ 650°C.
Le chlorure de ferrique(III) est un composé inorganique largement utilisé comme coagulant, catalyseur, agent de gravure et intermédiaire chimique.
Le chlorure de ferrique(III) est généralement fourni sous forme de matériaux cristallins brun foncé à noirs, de poudre anhydre ou sous forme de solution aqueuse jaune-brun.
Le chlorure de ferrique(III) est très soluble dans l'eau et forme des solutions fortement acides par hydrolyse.
Le chlorure de ferrique(III) réagit facilement avec les bases, les agents réducteurs et certains métaux, et son caractère fort d'acide de Lewis le rend utile dans de nombreux procédés chimiques et industriels.
Le chlorure de ferrique(III) est largement utilisé dans le traitement de l'eau et des eaux usées, le traitement des surfaces métalliques, la gravure sur circuits imprimés, la production de pigments, la synthèse chimique, le traitement des eaux usées et les applications en laboratoire.
Le chlorure de ferrique(III) est utilisé dans la synthèse de composés organiques.
Le chlorure ferrique(III) est également utilisé dans la méthode de Mayer pour colorer les tissus et leur observation par microscopie optique.
Des études sur l'absorption du fer et l'apoptose dans les cellules cultivées ont utilisé le chlorure de Ferric(III) comme source de fer.
Le chlorure de ferrique(III) est un composé chimique de consommation à grande échelle industrielle, avec la formule FeCl3.
La couleur des cristaux de chlorure de Ferric(III) dépend de l'angle de vue : à la lumière réfléchie, les cristaux paraissent vert foncé, mais à la lumière transmise, ils paraissent rouge-violet.
Le chlorure anhydre ferrique(III) est déliquent, formant des brumes hydratées de chlorure d'hydrogène dans l'air humide.
Lorsqu'il est dissous dans l'eau, le chlorure de ferrique(III) subit une hydrolyse et dégage de la chaleur lors d'une réaction exothermique.
La solution brune, acide et corrosive résultante est utilisée comme coagulant dans le traitement des eaux usées et la production d'eau potable, ainsi que comme graveur pour les métaux à base de cuivre dans les circuits imprimés.
Le chlorure anhydre de ferrique(III) est un acide de Lewis assez puissant, utilisé comme catalyseur dans la synthèse organique.
Le chlorure de ferrique(III) est un métal à l'échelle industrielle.
La formule du chlorure de ferrique(III) est FeCl3.
La couleur des cristaux de chlorure de Ferric(III) dépend de l'angle de vue ; avec la lumière réfléchie, les cristaux paraissent vert foncé, mais avec la lumière transmise, ils paraissent rouge-violacé.
Le chlorure anhydre de ferrique(III) est soluble, formant des vapeurs de chlorure d'hydrogène dans l'air humide.
Le chlorure de ferrique(III) est rarement observé à l'état naturel, principalement dans certaines fumaroles appelées molysite.
Lorsqu'il est dissous dans l'eau, le chlorure de ferrique(III) subit une hydrolyse et libère de la chaleur lors d'une réaction exothermique.
La solution brune, acide et corrosive résultante est utilisée comme coagulant dans le traitement des eaux usées et la production d'eau potable, ainsi que comme graveur pour les métaux à base de cuivre sur les circuits imprimés.
Le chlorure ferrique(III) anhydre est un acide de Lewis assez puissant et est utilisé comme catalyseur dans la synthèse organique.
Le chlorure anhydre de ferrique(III) peut être préparé par la combinaison des éléments suivants :
2Fe(s) + 3Cl2(g)2 → FeCl3(s)
Les solutions de chlorure de ferrique(III) sont produites industriellement, aussi bien en environnement fermé qu'à partir de minerai de fer.
À partir de la fusion du minerai de fer dans l'acide chlorhydrique :
Fe3O4(s) + 8 HCl (aqueux) → FeCl2(aq) + 2 FeCl3(aq) + 4H2O(l)
Oxydation du chlorure de fer(II) avec du chlore :
2 FeCl2 (aqueux) + Cl2 → 2 FeCl3(g)3 (aqueux)
Oxydation du chlorure de fer(II) avec de l'oxygène :
4FeCl2(aqueux) + O2 + 4HCl → 4FeCl3(aq) + 2H2O(l)
Applications du chlorure de ferrique(III) :
Le chlorure de ferrique(III) est utilisé dans la production d'eaux usées et d'eau potable.
Le chlorure de ferrique(III) est utilisé sous forme anhydre comme réactif sec dans certaines réactions.
Le chlorure de ferrique(III) est utilisé en synthèse organique pour détecter la présence de composés phénoliques : par exemple, pour examiner la pureté de l'aspirine synthétisée.
Le chlorure de ferrique(III) est utilisé dans le traitement des eaux et des eaux usées pour précipiter le phosphate sous forme de phosphate de fer (III).
Le chlorure de ferrique(III) a été utilisé par les menuisiers et les artisans comme source de motifs pour graver le métal, pour montrer les couches ou défauts du métal, et pour lui donner un effet contrastant.
Le chlorure de ferrique(III) est utilisé pour graver le motif de fixation dans les météorites de fer.
Le chlorure de ferrique(III) est utilisé en photogravure pour la gravure, pour l'impression d'images de photographies et d'œuvres d'art, et comme cylindre utilisé dans l'industrie de l'impression en gravure pour l'impression d'images.
Le chlorure de ferrique(III) est utilisé pour fabriquer des circuits imprimés (PCB).
En médecine vétérinaire, le chlorure ferrique(III) est utilisé pour traiter la mortis du sabot d'un animal, en particulier dans les cas où des saignements surviennent à la suite d'une hémorragie.
Le chlorure de ferrique(III) réagit avec le bromure de cyclopentadiénylmagnésium dans une préparation de ferrocène, un complexe métal-sandwich.
Parfois utilisé dans la technique de cuisson à truelle Raku, le chlorure Ferric(III) colore un morceau de fer, rose, brun et orange.
Le chlorure de ferrique(III) est utilisé pour tester la résistance à la corrosion des fosses et crevasses des aciers inoxydables et autres alliages.
Le chlorure ferrique(III) est utilisé en combinaison avec le NaI dans l'acétonitrule pour réduire légèrement les azides organiques en amines primaires.
Le chlorure de ferrique(III) est utilisé dans les modèles de thrombose animale.
Le chlorure de ferrique(III) est utilisé dans les systèmes de stockage d'énergie.
Historiquement, le chlorure de Ferric(III) était utilisé pour élaborer des plans positifs directs.
Un composant de la solution de Carnoy modifiée utilisée dans le traitement chirurgical de la tumeur kératokyste odontogénique (TOO).
Le chlorure de ferrique(III) est utilisé par les collectionneurs américains de pièces pour déterminer les dates des entaille de Buffalo qui sont tellement usées que la date n'est plus visible.
Utilisations du chlorure ferrique(III) :
Le chlorure de ferrique(III) est utilisé pour le traitement des eaux usées des déchets industriels, l'hydrométallurgie au chlorure (procédé de Silgarine pour la production de silicium), la production d'eau potable, la production de précurseurs pour le polychlorure de vinyle (PVC) et les métaux à base de cuivre dans les circuits imprimés.
Le chlorure de ferrique(III) est utilisé comme catalyseur pour la réaction de l'éthylène avec le chlore, comme agent de lixiviation, et comme réactif de séchage dans certaines réactions.
Le chlorure ferrique(III) est un agent oxydant doux qui convertit le chlorure de cuivre(I) en chlorure de cuivre(II).
En tant qu'acide de Lewis modérément fort, le chlorure de Ferric(III) catalyse la chloration des composés aromatiques et les réactions de Friedel-Crafts.
Avec l'iodure de sodium, le chlorure de ferrique(III) permet de réduire les azides organiques en amines correspondantes.
Le chlorure de ferrique(III) est utile pour la détection des phénols et dérivés phénoliques, des acides gamma-hydroxybutyriques, ainsi que dans le test Trinder pour détecter les acides salicyliques.
Le chlorure de ferrique(III) est utilisé comme médicament, réactif analytique, agent de gravure (gravure, photographie et circuits imprimés), catalyseur, mordant, désinfectant, pigment et additif alimentaire.
Le chlorure de ferrique(III) est également utilisé dans le traitement des eaux usées et la purification de l'eau.
Le chlorure ferrique(III) se trouve dans la nature sous forme de minéral molysite ; Utilisé en photographie, pour fabriquer d'autres sels de fer, pigments et encres, ainsi que pour chlorer l'argent et les minerais de cuivre.
Le chlorure de ferrique(III) a été utilisé comme modulateur de surface pour la caractérisation des vins par la technologie d'empreintes digitales.
Le chlorure de ferrique(III) a été utilisé pour l'estimation quantitative du sulfure dans divers échantillons biologiques.
Les co-réductions en phase vapeur avec d'autres halogénures métalliques par l'hydrogène donnent lieu à des intermétalliques finement divisés, avec des applications comme matériaux structurels ou composés aux propriétés thermoélectriques, magnétiques et de résistance à l'oxydation utiles.
Industriel :
Dans l'usage industriel, le chlorure de ferrique(III) est utilisé dans le traitement des eaux usées et la production d'eau potable.
Dans cette application, le FeCl3 dans une eau légèrement basique réagit avec l'ion hydroxyde pour former un flou d'hydroxyde de fer(III), ou plus précisément formulé sous le nom de FeO(OH)-, capable d'enlever les matériaux en suspension.
Fe3+ + 4 OH− → Fe(OH)4− → FeO(OH)2−· H2O
Une autre application importante du chlorure de Ferric(III) est la gravure du cuivre en deux étapes en réaction redox vers le chlorure de cuivre(I) puis vers le chlorure de cuivre(II) dans la production de circuits imprimés.
FeCl3 + Cu → FeCl2 + CuCl
FeCl3 + CuCl → FeCl2 + CuCl2
Le chlorure de ferrique(III) est utilisé comme catalyseur pour la réaction de l'éthylène avec le chlore, formant le dichlorure d'éthylène (1,2-dichloroéthane), un produit chimique important principalement utilisé pour la production industrielle de chlorure de vinyle, le monomère de fabrication du PVC.
H2C=CH2 + Cl2 → ClCH2CH2Cl
Utilisation en laboratoire :
En laboratoire, le chlorure de Ferric(III) est couramment utilisé comme acide de Lewis pour catalyser des réactions telles que la chloration des composés aromatiques et la réaction de Friedel-Crafts des aromatiques.
Le chlorure ferrique(III) est moins puissant que le chlorure d'aluminium, mais dans certains cas cette douceur conduit à des rendements plus élevés, par exemple dans l'alkylation du benzène :
Le « test du chlorure de ferrique(III) » est un test colorimétrique traditionnel pour les phénols, qui utilise une solution de chlorure de fer(III) à 1 % neutralisée avec de l'hydroxyde de sodium jusqu'à la formation d'un léger précipité de FeO(OH).
Le mélange est filtré avant utilisation.
La substance organique est dissoute dans de l'eau, du méthanol ou de l'éthanol, puis la solution neutralisée de chlorure Ferric(III) est ajoutée — une coloration transitoire ou permanente (généralement violette, verte ou bleue) indique la présence d'un phénol ou d'un énol.
Autres usages :
Le chlorure anhydre de ferrique(III) est parfois utilisé comme réactif séchant dans certaines réactions.
Le chlorure de ferrique(III) est parfois utilisé par les collectionneurs américains de pièces pour identifier les dates des nickels Buffalo si usées que la date n'est plus visible.
Le chlorure de ferrique(III) est couramment utilisé par les artisans de couteaux et les forgerons d'épées pour teindre les lames, afin de donner un effet contrastant au métal, et pour observer les couches ou imperfections métalliques.
Le chlorure de ferrique(III) est nécessaire pour la gravure des plaques photogravures pour l'impression d'images photographiques et d'art en taille-taillo, ainsi que pour la gravure des cylindres de rotogravure utilisés dans l'industrie de l'impression.
Le chlorure ferrique(III) est également utilisé en pratique vétérinaire pour traiter le rebordement des griffes d'un animal, en particulier lorsque ce surabastiment provoque des saignements.
Traitement de l'eau :
Les principales applications du chlorure de ferrique(III) sont le traitement des eaux usées et la production d'eau potable.
En formant des réseaux très dispersés de matériaux contenant du Fe-O-Fe, les chlorures de Ferric(III) servent de coagulant et de floculants.
Dans cette application, une solution aqueuse de FeCl3 est traitée avec une base pour former un flou d'hydroxyde de fer(III) (Fe(OH)3), également formulé sous la forme de FeO(OH) (ferrihydrite).
Ce floc facilite la séparation des matériaux en suspension, clarifiant l'eau.
Le chlorure de ferrique(III) est également utilisé pour éliminer le phosphate soluble des eaux usées.
Le phosphate de fer(III) est insoluble et précipite donc sous forme de solide.
Un avantage potentiel de l'utilisation du chlorure de ferrique(III) dans le traitement de l'eau est que l'ion ferrique oxyde (désodorise) le sulfure d'hydrogène.
Gravure et nettoyage des métaux :
Le chlorure de ferrique(III) est également utilisé comme agent de lixiviation dans l'hydrométallurgie du chlorure, par exemple dans la production de Si à partir de FeSi.
Dans une autre application commerciale, une solution de chlorure de Ferric(III) est utile pour graver le cuivre selon l'équation suivante :
2 FeCl3 + Cu → 2 FeCl2 + CuCl2
Le chlorure de cuivre(II) soluble est rincé, laissant un motif cuivre.
Cette chimie est utilisée dans la production de circuits imprimés (PCB).
Le chlorure ferrique(III) est utilisé dans de nombreux autres loisirs impliquant des objets métalliques.
Chimie organique :
Dans l'industrie, le chlorure de ferrique(III) est utilisé comme catalyseur pour la réaction de l'éthylène avec le chlore, formant du dichlorure d'éthylène (1,2-dichloroéthane) :
H2C=CH2 + Cl2 → ClCH2CH2Cl
Le dichlorure d'éthylène est un produit chimique de consommation, principalement utilisé pour la production industrielle de chlorure de vinyle, le monomère utilisé pour la fabrication du PVC.
Illustrant son utilisation comme acide de Lewis, le chlorure de ferrique(III) catalyse la substitution électrophile aromatique et les chlorations.
Dans ce rôle, la fonction du chlorure de Ferric(III) est similaire à celle du chlorure d'aluminium.
Dans certains cas, des mélanges des deux sont utilisés.
Recherche sur la synthèse organique :
Bien que les chlorures de ferrique(III) soient rarement utilisés dans la synthèse organique pratique, ils ont reçu une attention considérable en tant que réactifs car ils sont peu coûteux, abondants en terre et relativement non toxiques.
De nombreuses expériences sondent à la fois son activité redox et son acidité de Lewis.
Par exemple, le chlorure de ferrique(III) oxyde les naphthols en naphthoquinones :
Les 3-alkylthiophènes sont polymérisés en polythiophènes lors du traitement au chlorure de ferrique(III).
Le chlorure de ferrique(III) a démontré qu'il favorise la réaction de couplage C-C.
Plusieurs réactifs ont été développés à partir de chlorure de ferrique(III) supporté.
Sur le gel de silice, le sel anhydre a été appliqué à certaines réactions de déshydratation et de réarrangement de type pinacol.
Un réactif similaire mais humidifié induit des réactions d'hydrolyse ou d'épimérisation.
Sur l'alumine, il a été démontré que le chlorure de ferrique(III) accélère les réactions de l'ène.
Lorsqu'il est prétraité avec de l'hydrure de sodium, le chlorure de ferrique(III) produit un agent réducteur d'hydrure qui convertit respectivement les alcènes et les cétones en alcanes et alcools.
Histologie :
Le chlorure de ferrique(III) est un composant des colorations utiles, telles que la solution de Carnoy, un fixateur histologique aux nombreuses applications.
De plus, le chlorure de ferrique(III) est utilisé pour préparer la teinture de Verhoeff.
Les molécules de chlorure de Ferric(III) insérées en couches de graphène forment GraphExeter, un matériau développé par l'Université d'Exeter.
Utilisations industrielles :
Autres
Agent de placage
Aides de traitement non spécifiées autrement
Inhibiteur de corrosion
Inconnus ou raisonnablement déterminables
Décume-mousse
Humectant
Pigment
Agent de gravure
Agent chélant
Agent floculant
Agent de séparation des solides (précipitateur), non spécifié autrement
Intermédiaire
Utilisations des consommateurs :
Inconnus ou raisonnablement déterminables
Agent floculant
Propriétés du chlorure ferrique(III) :
Propriétés électroniques et optiques :
Toutes les formes de chlorure de Ferric(III) sont paramagnétiques, en raison de la présence d'électrons non appariés résidant dans des orbitales 3D.
Bien que le chlorure de Fe(III) puisse être octaédral ou tétraédrique, toutes ces formes possèdent cinq électrons non appariés, un par orbitale d.
La configuration électronique d5 à haut spin exige que les transitions électroniques d-d soient interdites par spin, en plus de violer la règle de Laporte.
Cette double interdiction fait que ses solutions ne sont que de couleur pâle.
Ou, plus techniquement, les transitions optiques sont non intenses.
Le sulfate ferrique aqueux et le nitrate ferrique, qui contiennent du [Fe(H2O)6]3+, sont presque incolores, tandis que les solutions de chlorure sont jaunes.
Ainsi, les ligands chlorurés influencent significativement les propriétés optiques du centre du fer.
Propriétés chimiques et physiques :
Le chlorure de ferrique(III) a un point de fusion relativement bas et bout à environ 315 °C.
La vapeur est constituée du dimère Fe2Cl6 (à comparer avec chlorure d'aluminium) qui se dissocier progressivement en FeCl3 monomérique (symétrie moléculaire du groupe ponctuel D3h) à température plus élevée, en compétition avec sa décomposition réversible pour produire du chlorure de fer(II) et du gaz de chlore. [1]
Réactions :
Le chlorure de ferrique(III) est un acide de Lewis modérément fort, formant des adducts avec des bases de Lewis telles que l'oxyde de triphénylphosphine, par exemple FeCl3(OPPh3)2 où Ph = phényl.
Le chlorure ferrique(III) réagit avec d'autres sels chlorurés pour produire l'ion tétraédrique jaune FeCl4−.
Les sels de FeCl4− dans l'acide chlorhydrique peuvent être extraits dans l'éther diéthylique.
Lorsqu'il est chauffé avec de l'oxyde de fer(III) à 350 °C, le chlorure de ferrique(III) produit de l'oxychlorure de fer, un hôte solide stratifié et intercalé.
FeCl3 + Fe2O3 → 3 FeOCl
En présence de base, les alkoxydes de métaux alcalins réagissent pour donner aux complexes dimériques :
2 FeCl3 + 6 C2H5OH + 6 NH3 → (Fe(OC2H5)3)2 + 6 NH4Cl
Les oxalates réagissent rapidement avec le chlorure de ferrique(III) aqueux pour donner [Fe(C2O4)3]3−. D'autres sels carboxylés forment des complexes, par exemple le citrate et le tarrate.
Le chlorure de ferrique(III) est un agent oxydant doux, capable par exemple d'oxyder le chlorure de cuivre(I) en chlorure de cuivre(II).
Des agents réducteurs tels que l'hydrazine convertissent le chlorure de ferrique(III) en complexes de fer(II).
Structure du chlorure ferrique(III) :
Le chlorure ferrique(III) peut exister sous forme de matériau anhydre et d'une série d'hydrates, ce qui donne des structures distinctes.
Anhydre :
Le composé anhydre est un solide cristallin hygroscopique avec un point de fusion de 307,6 °C.
La couleur dépend de l'angle de vue : à la lumière réfléchie, les cristaux paraissent vert foncé, mais à la lumière transmise, ils paraissent violet-rouge.
Le chlorure anhydre de ferrique(III) possède la structure BiI3, avec des centres octaédriques Fe(III) interconnectés par des ligands chlorures à deux coordonnées.
Le chlorure de ferrique(III) a un point de fusion relativement bas et bout à environ 315 °C.
La vapeur est constituée du dimère Fe2Cl6, un peu comme le chlorure d'aluminium.
Ce dimère se dissocie en FeCl3 monomérique (avec symétrie moléculaire du groupe ponctuel D3h) à des températures plus élevées, en concurrence avec sa décomposition réversible pour produire du chlorure de fer(II) et du gaz de chlore.
Hydrates :
Le chlorure de ferrique(III) forme des hydrates lorsqu'il est exposé à l'eau, reflétant son acidité de Lewis.
Tous les hydrates présentent une déliquescence, ce qui signifie qu'ils deviennent liquides en absorbant l'humidité de l'air.
L'hydratation donne invariablement des dérivés de complexes aquo avec la formule [FeCl2(H2O)4]+.
Ce cation peut adopter la stéréochimie trans ou cis, reflétant la position relative des ligands chlorures sur le centre octaédral de Fe.
Quatre hydrates ont été caractérisés par cristallographie aux rayons X : le dihydrate FeCl3·2H2O, le disesquihydrate FeCl3·2.5H2O, le trisesquihydrate FeCl3·3.5H2O, et enfin l'hexahydrate FeCl3·6H2O.
Ces espèces diffèrent en ce qui concerne la stéréochimie du cation octaédrique de fer, l'identité des anions, et la présence ou l'absence d'eau de cristallisation.
Les formules structurales sont [trans−FeCl2(H2O)4][FeCl4], [cis−FeCl2(H2O)4][FeCl4]· H2O, [cis−FeCl2(H2O)4][FeCl4]· H2O, et [trans−FeCl2(H2O)4]Cl·2H2O.
Les trois premiers membres de cette série possèdent l'anion tétrachloroferrate ([FeCl4]−).
Solution :
Comme les hydrates solides, les solutions aqueuses de chlorure de ferrique(III) comprennent également l'octaédrique [FeCl2(H2O)4]+ de stéréochimie non spécifiée.
La spéciation détaillée des solutions aqueuses de chlorure de Ferric(III) est difficile car les composants individuels ne possèdent pas de signatures spectroscopiques distinctives.
Les complexes de fer(III), avec une configuration d5 à haut spin, sont cinétiquement labiles, ce qui signifie que les ligands se dissocient rapidement et se réassocient.
Une complication supplémentaire est que ces solutions sont fortement acides, comme on pouvait s'y attendre pour les complexes aquo d'un métal tricationique.
Les complexes aquo de fer sont sujets à l'olation, c'est-à-dire la formation de dérivés oxo polymériques.
Les solutions diluées de chlorure de Ferric(III) produisent des nanoparticules solubles de poids moléculaire de 104, qui présentent la propriété de « vieillissement », c'est-à-dire que la structure change ou évolue au fil des jours.
Les espèces polymériques formées par l'hydrolyse des chlorures de Ferric(III) sont essentielles à l'utilisation du chlorure de Ferric(III) pour le traitement de l'eau.
Contrairement au comportement complexe de ses solutions aqueuses, les solutions de chlorure de ferrique(III) dans l'éther diéthylique et le tétrahydrofurane sont bien comportées.
Les deux éthers forment des adducts 1:2 de la formule générale FeCl3(éther)2.
Dans ces complexes, le fer est pentacoordonné.
Préparation du chlorure de ferrique(III) :
Plusieurs centaines de tonnes de chlorure anhydre de Ferric(III) sont produites chaque année.
La méthode principale, appelée chloration directe, utilise la ferraille comme précurseur :
2 Fe + 3 Cl2 → 2 FeCl3
La réaction se déroule à plusieurs centaines de degrés de sorte que le produit est gazeux.
L'utilisation excessive de chlore garantit que le chlorure ferreux intermédiaire est converti à l'état ferrique.
Un procédé similaire, mais à l'échelle du laboratoire, a également été décrit.
Des solutions aqueuses de chlorure de ferric(III) sont également produites industriellement à partir de plusieurs précurseurs de fer, y compris des oxydes de fer :
Fe2O3 + 6 HCl + 9 H2O → 2 FeCl3(H2O)6
Par voie complémentaire, le métal de fer peut être oxydé par acide chlorhydrique suivi de chloration :
Fe + 2 HCl → FeCl2 + H2
FeCl2 + 0,5 Cl2 + 6 H2O → FeCl3(H2O)6
Un certain nombre de variables s'appliquent à ces processus, notamment l'oxydation du fer par le chlorure de ferrique(III) et l'hydratation des intermédiaires.
Les hydrates de chlorure ferrique(III) ne produisent pas facilement de chlorure ferrique anhydre.
Une tentative de déshydratation thermique donne lieu à l'acide chlorhydrique et à l'oxychlorure de fer.
En laboratoire, le chlorure ferrique(III) hydraté peut être converti en forme anhydre par traitement avec du chlorure de thionyle ou du chlorure de triméthylsilyle :
FeCl3·6H2O + 12 (CH3)3SiCl → FeCl3 + 6 ((CH3)3Si)2O + 12 HCl
FeCl3·6H2O + 6 SOCl2 → FeCl3 + 6 SO2 + 12 HCl
Réactions du chlorure de ferrique(III) :
Étant en configuration électronique d5 à haute rotation, les chlorures ferriques(III) sont labiles, ce qui signifie que leurs ligands Cl- et H2O échangent rapidement avec le chlorure libre et l'eau.
Contrairement à leur capacité cinétique, les chlorures de ferrique(III) sont thermodynamiquement robustes, comme en témoignent les méthodes vigoureuses appliquées à leur synthèse.
Outre la labilité, qui s'applique aux formes anhydres et hydratées, la réactivité du chlorure ferrique anhydre révèle deux tendances :
Le chlorure de ferrique(III) est un acide de Lewis et un agent oxydant.
Les réactions de chlorure ferrique(III) anhydre reflètent sa description comme à la fois oxophile et acide de Lewis dur.
De nombreuses manifestations de l'oxophilice du chlorure de Ferric(III) sont disponibles.
Lorsqu'il est chauffé avec de l'oxyde de fer(III) à 350 °C, il réagit pour donner de l'oxychlorure de fer :
FeCl3 + Fe2O3 → 3FeOCl
Les alkooxydes de métaux alcalins réagissent pour former les complexes d'alkoxyde de fer(III).
Ces produits présentent des structures plus complexes que le chlorure ferrique(III) anhydre.
En phase solide, une variété de complexes multinucléaires ont été décrits pour la réaction stœchiométrique nominale entre FeCl3 et l'éthyoxyde de sodium :
FeCl3 + 3 CH3CH2ONa → « Fe(OCH2CH3)3 » + 3 NaCl
Le chlorure de ferrique(III) forme un adducte 1:2 avec des bases de Lewis telles que l'oxyde de triphénylphosphine ; par exemple, FeCl3(OP(C6H5)3)2.
Le complexe 1:2 FeCl3(OEt2)2 apparenté, où Et = C2H5, a été cristallisé à partir d'une solution d'éther.
Le chlorure de ferrique(III) réagit également avec le chlorure de tétraéthylammonium pour produire le sel jaune de l'ion tétrachloroferrate ((Et4N)[FeCl4]).
De même, en combinant FeCl3 avec NaCl et KCl, on obtient respectivement Na[FeCl4] et K[FeCl4].
En plus de ces réactions stœchiométriques simples, l'acidité de Lewis du chlorure de Ferric(III) permet son utilisation dans diverses réactions catalysées par acide.
En ce qui concerne son oxydant, le chlorure de ferrique(III) oxyde la poudre de fer pour former du chlorure de fer(II) via une réaction de comproportion :
2 FeCl3 + Fe → 3 FeCl2
Une synthèse traditionnelle du chlorure ferreux anhydre est la réduction de FeCl3 avec du chlorobenzène :
2 FeCl3 + C6H5Cl → 2 FeCl2 + C6H4Cl2 + HCl
Le chlorure ferrique(III) libère du gaz chloré lorsqu'il est chauffé au-dessus de 160 °C, générant du chlorure ferreux :
2FeCl3 → 2FeCl2 + Cl2
Pour supprimer cette réaction, la préparation du chlorure de Ferric(III) nécessite un excès d'agent chlorant.
FeCl3 hydraté :
Contrairement au matériau anhydre, le chlorure de ferrique(III) hydraté n'est pas un acide de Lewis particulièrement fort puisque les ligands d'eau ont atténué l'acidité de Lewis en se liant au Fe(III).
Au lieu de cela, le chlorure de Ferric(III) est un acide de Brønsted-Lowry, car les atomes d'hydrogène sur les ligands d'eau deviennent plus acides lorsque les ligands d'eau se lient à Fe(III).
Comme le matériau anhydre, le chlorure ferrique(III) hydraté est oxophile.
Par exemple, les sels d'oxalate réagissent rapidement avec le chlorure ferrique(III) aqueux pour donner [Fe(C2O4)3]3−, appelé ferrioxalate.
D'autres sources de carboxylates, par exemple le citrate et le tartrate, se lient également pour produire des complexes carboxylats.
L'affinité du fer(III) pour les ligands oxygène a servi de base à des tests qualitatifs pour les phénols.
Bien que supplanté par les méthodes spectroscopiques, le test de chlorure de Ferric(III) est un test colorimétrique traditionnel.
L'affinité du fer(III) pour les phénols est exploitée dans le test ponctif de Trinder.
Le chlorure de ferrique(III) aqueux agit comme un oxydant à un électron, illustré par sa réaction avec le chlorure de cuivre(I) pour donner le chlorure de cuivre(II) et le chlorure de fer(II).
FeCl3 + CuCl → FeCl2 + CuCl2
Cette réaction fondamentale est pertinente pour l'utilisation de solutions de chlorure de ferrique(III) dans la gravure du cuivre.
Chimie organométallique :
L'interaction du chlorure anhydre de ferrique(III) avec les composés organolithium et organomagnésium a été fréquemment étudiée.
Ces études sont rendues possibles grâce à la solubilité de FeCl3 dans les solvants éthérés, ce qui évite la possibilité d'hydrolyse des agents alkylants nucléophiles.
De telles études peuvent être pertinentes pour le mécanisme des réactions de couplage croisé catalysées par FeCl3.
L'isolement des intermédiaires organoiron(III) nécessite des réactions à basse température, sous peine de dégrader les intermédiaires [FeR4]−.
En utilisant le bromure de méthylmagnésium comme agent alkylant, des sels de Fe(CH3)4]− ont été isolés.
Pour illustrer la sensibilité de ces réactions, le méthyllithium LiCH3 réagit avec le chlorure de ferrique(III) pour donner du lithium tétrachloroferrate(II) Li2[FeCl4] :
2 FeCl3 + LiCH3 → FeCl2 + Li[FeCl4] + 0,5 CH3CH3
Li[FeCl4] + LiCH3 → Li2[FeCl4] + 0,5 CH3CH3
Dans une large mesure, l'acétylacététatate de fer(III) et les complexes bêta-diketonate apparentés sont plus largement utilisés que FeCl3 comme sources solubles en éther d'ions ferriques.
Ces complexes de diketonate ont l'avantage de ne pas former d'hydrates, contrairement au chlorure de ferrique(III), et ils sont plus solubles dans les solvants concernés.
Le bromure de cyclopentadiényl magnésium subit une réaction complexe avec le chlorure de ferrique(III), aboutissant au ferrocène :
3 C5H5MgBr + FeCl3 → Fe(C5H5)2 + 1/n (C5H5)n + 3 MgBrCl
Cette conversion, bien que sans valeur pratique, fut importante dans l'histoire de la chimie organométallique où le ferrocène est emblématique du domaine.
Présence naturelle du chlorure de ferrique(III) :
Comme beaucoup d'halogénures métalliques, FeCl3 se présente naturellement sous forme de trace de bois.
Ce rare minéral molysite est généralement associé aux volcans et aux fumaroles.
Les aérosols à base de FeCl3 sont produits par une réaction entre la poussière riche en fer et l'acide chlorhydrique issu du sel marin.
Cet aérosol de sel de fer provoque environ 1 à 5 % d'oxydation naturelle du méthane et est considéré comme ayant une gamme d'effets refroidissants ; ainsi, le chlorure de ferrique(III) a été proposé comme catalyseur pour l'élimination du méthane atmosphérique. [56]
On suppose que les nuages de Vénus contiennent environ 1 % de FeCl3 dissous dans de l'acide sulfurique.
Stabilité et réactivité du chlorure de ferrique(III) :
Stabilité chimique :
Stable dans des conditions de stockage et de manipulation recommandées.
Réactivité :
Elle réagit avec des bases, des agents réducteurs et certains métaux, et peut générer de la chaleur au contact de l'eau.
Conditions à éviter :
Chaleur excessive, exposition à l'humidité, matériaux incompatibles et contact avec des métaux réactifs.
Matériaux incompatibles :
Bases solides, agents réducteurs, métaux alcalins et certains métaux réactifs.
Manipulation et stockage du chlorure de ferrique(III) :
Manipulation sécurisée :
Évitez le contact avec la peau, les yeux et les vêtements, et évitez l'inhalation de poussière, de brume ou de vapeur.
Conditions de stockage :
Conservez bien fermé dans un endroit frais, sec et bien ventilé, à l'abri de l'humidité et des matériaux incompatibles.
Mesures de premiers secours du chlorure de ferrique(III) :
Inhalation :
Faites passer la personne atteinte à l'air frais et consultez un médecin si une irritation ou des difficultés respiratoires surviennent.
Contact cutané :
Lavez-vous immédiatement avec beaucoup d'eau et enlevez les vêtements contaminés.
Contact visuel :
Rincez prudemment avec beaucoup d'eau pendant au moins 15 minutes et obtenez des soins médicaux immédiats.
Ingestion :
Rincez la bouche, ne provoquez pas de vomissements et consultez immédiatement un médecin.
Mesures de lutte contre l'incendie du chlorure de ferric(III) :
Supports d'extinction appropriés :
Utilisez un support d'extinction adapté au feu environnant.
Dangers spécifiques :
Le chlorure de ferrique(III) n'est pas combustible, mais la décomposition ou la réaction peut libérer des fumées corrosives ou irritantes.
Équipement de protection :
Les pompiers doivent porter des vêtements de protection résistants aux produits chimiques et un appareil respiratoire autonome.
Mesures de libération accidentelle du chlorure de ferrique(III) :
Précautions personnelles :
Évitez le contact direct et l'inhalation et utilisez un équipement de protection approprié.
Méthodes de nettoyage :
Collectez soigneusement la matière sèche ou absorbez les déversements de liquide avec du matériau inerte et transférez-les dans un contenant à déchets résistant à la corrosion.
Précautions environnementales :
Empêchez que des quantités importantes ne pénètrent dans les drains, le sol ou les eaux de surface.
Contrôles d'exposition / Protection personnelle du chlorure de ferrique(III) :
Contrôles techniques :
Assurer une ventilation adéquate ainsi que des installations adaptées pour les bailleurs oculaires et les douches d'urgence.
Protection des yeux :
Portez des lunettes de sécurité chimique bien ajustées et une protection faciale lorsque le risque d'éclaboussures existe.
Protection des mains :
Portez des gants adaptés résistants aux produits chimiques.
Protection de la peau :
Portez des vêtements de protection adaptés et résistants à la corrosion.
Protection respiratoire :
Utilisez une protection respiratoire appropriée lorsque la ventilation est insuffisante ou que la poussière ou la brume peuvent être générées.
Identifiants du chlorure ferrique(III) :
Synonymes : chlorure de fer(III), chlorure ferrique, trichlorure de fer
Formule empirique (notation Hill) : Cl3Fe
Numéro CAS : 7705-08-0
Poids moléculaire : 162,20
Numéro MDL : MFCD00011005
Numéro d'index EC : 231-729-4
Numéro CAS : 7705-08-0, 10025-77-1 (hexahydrate), 54862-84-9 (dihydrate), 64333-00-2 (3,5hydrate)
ChEBI : CHEBI :30808
ChemSpider : 22792
ECHA InfoCard : 100.028.846
Numéro EC : 231-729-4
PubChem CID : 24380
Numéro RTECS : LJ9100000
UNII : U38V3ZVV3V, 0I2XIN602U (hexahydrate), Y048945596 (dihydraté)
Numéro ONU : 1773 (anhydre), 2582 (solution aqueuse)
Tableau de bord CompTox (EPA) : DTXSID8020622
InChI : InChI=1S/3ClH.Fe/h3*1H ;/q ;;; +3/p-3
Clé : RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K
InChI=1S/3ClH.Fe/h3*1H ;/q ;;; +3/p-3
Clé : RBTARNINKXHZNM-DFZHHIFOAF
Clé : RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K
SOURIRES : Cl[Fe](Cl)Cl
Formule linéaire : FeCl3
Numéro CAS : 7705-08-0
Poids moléculaire : 162,20
NACRES : NA.21
ID de la substance PubChem : 329750852
Code UNSPSC : 12352302
Numéro EC : 231-729-4
Numéro MDL : MFCD00011005
Analyse : 97 %
Grade : qualité réactif
Forme : poudre
Numéro de code : 7705-08-0
Nom chimique : chlorure ferrique
CBNumber : CB5444364
Formule moléculaire : structure de Cl3Fe Lewis
Poids moléculaire : 162,2
Numéro MDL : MFCD00011005
Propriétés du chlorure ferrique(III) :
Point de fusion : 304 °C(littéralité)
Point d'ébullition : 316 °C
Densité : 2 804 g/cm3
Densité en vrac : 1000 kg/m3
Densité de vapeur : 5,61 (contre l'air)
pression de vapeur : 1 mm Hg (194 °C)
indice de réfraction : N20/D1,414
Point d'éclair : 316°C
température de stockage : conserver en dessous de +30°C.
solubilité : H2O : soluble
Forme : poudre
couleur : Jaune
Densité Spécifique : 2,804
pH : 1 (200g/l, H2O, 20°C)
Solubilité dans l'eau : 920 g/L (20 ºC)
Capacité thermique spécifique : Cp(cristal) : 0,6 J/(g· K), à 25°C
Structure cristalline : type BiI3
Sensible : Hygroscopique
Merck : 14 4019
Formule chimique : FeCl3
Masse molaire :
162,204 g/mol (anhydre)
270,295 g/mol (hexahydrate)
Apparence : vert-noir par la lumière réfléchie ; violet-rouge par la lumière transmise ; jaune solide comme l'hexahydrate ; brun comme solution aqueuse
Odeur : Légère HCl
Densité :
2,90 g/cm3 (anhydre)
1,82 g/cm3 (hexahydrate)
Point de fusion : 307,6 °C (585,7 °F ; 580,8 K) (anhydre)
37 °C (99 °F ; 310 K) (hexahydraté)[1]
Point d'ébullition :
316 °C (601 °F ; 589 K) (anhydre, se décompose)
280 °C (536 °F ; 553 K) (hexahydraté, se décompose)
Solubilité dans l'eau : 912 g/L (anhydre ou hexahydrate, 25 °C)
Grade : Grade réactif
Segment qualité : 200
Densité de vapeur : 5,61 (contre l'air)
pression de vapeur : 1 mmHg (194 °C)
Analyse : 97 %
Forme : poudre
Durabilité : Produit alternatif plus vert
mp : 304 °C (litt.)
Corde SMILES : Cl[Fe](Cl)Cl
InChI : 1S/3ClH.Fe/h3*1H ;/q ;;; +3/p-3
Clé InChI : RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K
Apparence : poudre ou poudre cristalline
État physique : Solide
Stockage : Stockage à température ambiante
Point de fusion : 304° C (litt.)
Point d'ébullition : 531,96° C à 760 mmHg (Prédit)
Densité : 2,80 g/cm3
Poids moléculaire : 162,20 g/mol
Nombre de donneurs de liaisons hydrogène : 0
Nombre d'accepteurs de liaisons hydrogène : 0
Nombre d'obligations rotatives : 0
Masse exacte : 160,841494 Da
Masse monoisotopique : 160,841494 Da
Surface polaire topologique : 0 Ų
Nombre d'atomes lourds : 4
Complexité : 8
Nombre d'atomes isotopiques : 0
Nombre défini de stéréocentres atomiques : 0
Nombre indéfini de stéréocentres atomiques : 0
Nombre défini de stéréocentres de liaison : 0
Nombre indéfini de stéréocentres de liaison : 0
Nombre d'unités à liaison covalente : 1
Le composé est canonisé : Oui
Spécifications du chlorure ferrique(III) :
Analyse : 99 – 102 %
Apparence : Bosses jaunâtres
Substances insolubles dans l'eau (H2O) : ≤ 0,01 %
Fer II (Fe (II)) : ≤ 0,002 %
Nitrates (NO3) : ≤ 0,01 %
Phosphate (PO4) : ≤ 0,01 %
Cuivre (Cu) : ≤ 0,003 %
Calcium (Ca) : ≤ 0,01 %
Sulfates (SO4) : ≤ 0,01 %
Magnésium (Mg) : ≤ 0,005 %
Sodium (Na) : ≤ 0,05 %
Zinc (Zn) : ≤ 0,003 %
Structure du chlorure ferrique(III) :
Structure cristalline : hexagonale, hR24
Groupe spatial : R3, n° 148
Constante de réseau : a = 0,6065 nm, b = 0,6065 nm, c = 1,742 nm, α = 90°, β = 90°, γ = 120°
Unités de formule (Z) : 6
Géométrie de coordination : octaédrique
Composés apparentés du chlorure ferrique(III) :
Autres anions :
Fluorure de fer(III)
Bromure de fer(III)
Autres cations :
Chlorure de fer(II)
Chlorure de manganèse(II)
Chlorure de cobalt(II)
Chlorure de ruthénium(III)
Coagulants apparentés :
Sulfate de fer(II)
Polychlorure d'aluminium
Noms du chlorure de ferrique(III) :
Noms de l'IUPAC :
Chlorure de fer(III)
Trichlorure de fer
Autres noms :
Chlorure ferrique
Molysite
Flores martis
