- Structure
- Nomenclature
- Propriétés
- État physique
- Poids moléculaire
- Point de fusion
- Point d'ébullition
- Poids spécifique
- Solubilité
- Autres propriétés
- Obtention
- Applications
- Dans la coloration des tissus
- Dans le traitement des eaux usées
- Dans les études chimiques
- Dans les études biochimiques
- Références
Le chlorure ferreux est un solide inorganique formé par la liaison d'un cation Fe 2+ et de deux anions chlorure Cl -. Sa formule chimique est FeCl 2. Il a tendance à absorber l'eau de l'environnement. L'un de ses hydrates est le tétrahydrate de FeCl 2 • 4H 2 O, qui est un solide verdâtre.
Il est à noter qu'il est très soluble dans l'eau et a tendance à s'oxyder facilement en présence d'air, formant du chlorure ferrique FeCl 3. Parce qu'il est facilement oxydable et donc capable d'agir comme réducteur, il est largement utilisé dans les laboratoires de recherche chimique et biologique.
Chlorure ferreux tétrahydraté FeCl 2 • 4H 2 O solide. Lâche. Source: Wikimedia Commons.
Le chlorure ferreux a plusieurs utilisations, parmi lesquelles il se distingue pour aider d'autres agents dans l'oxydation des boues issues du traitement des eaux usées ou des eaux usées. Il est également utilisé dans le processus de revêtement des métaux en fer et a certaines utilisations dans l'industrie pharmaceutique.
L'utilisation de FeCl 2 dans la récupération de métaux précieux à partir de catalyseurs usés trouvés dans les tuyaux d'échappement des véhicules à essence ou diesel a également été expérimentée.
Il est utilisé dans l'industrie textile pour fixer les couleurs de certains types de tissus.
Structure
Le chlorure ferreux se compose d'un ferreux Fe 2+ ions et deux Cl - ions chlorures liés par des liaisons ioniques.
Chlorure ferreux FeCl 2 où les ions qui le composent sont observés. Epop. Source: Wikimedia Commons.
L'ion ferreux Fe 2+ a la structure électronique suivante:
1s 2, 2s 2 2p 6, 3s 2 3p 6 3d 6, 4s 0
où on peut voir qu'il a perdu deux électrons de la coque 4s.
Cette configuration n'est pas très stable, et pour cette raison elle a tendance à s'oxyder, c'est-à-dire à perdre un autre électron, cette fois de la couche 3d, formant l'ion Fe 3+.
Pour sa part, l'ion chlorure Cl - a la structure électronique suivante:
1s 2, 2s 2 2p 6, 3s 2 3p 6
où vous pouvez voir qu'il a acquis un électron supplémentaire dans la coque 3p, le complétant. Cette configuration est très stable car toutes les couches électroniques sont complètes.
Nomenclature
- Chlorure ferreux
- Chlorure de fer (II)
- Dichlorure de fer
- Chlorure ferreux tétrahydraté: FeCl 2 • 4H 2 O
Propriétés
État physique
Solide incolore à vert pâle, cristaux.
Poids moléculaire
126,75 g / mol
Point de fusion
674 ºC
Point d'ébullition
1023 ºC
Poids spécifique
3.16 à 25 ºC / 4 ºC
Solubilité
Très soluble dans l'eau: 62,5 g / 100 mL à 20 ºC. Soluble dans l'alcool, l'acétone. Légèrement soluble dans le benzène. Pratiquement insoluble dans l'éther.
Autres propriétés
Le FeCl 2 anhydre est très hygroscopique. Il absorbe facilement l'eau de l'environnement, formant une variété d'hydrates, en particulier le tétrahydrate, dans lequel pour chaque molécule de FeCl 2 se trouvent 4 molécules de H 2 O qui lui sont attachées (FeCl 2 • 4H 2 O).
En présence d'air, il s'oxyde lentement en FeCl 3. Cela signifie que l'ion Fe 2+ est facilement oxydé en ion Fe 3+.
S'il est chauffé en présence d'air, il forme rapidement du chlorure ferrique FeCl 3 et de l'oxyde ferrique Fe 2 O 3.
Le FeCl 2 est corrosif pour les métaux et les tissus.
Obtention
Il est obtenu en traitant un excès de fer métal Fe avec une solution aqueuse d'acide chlorhydrique HCl à haute température.
Fe 0 + 2 HCl → FeCl 2 + 2 H +
Cependant, du fait de la présence d'eau par cette méthode, on obtient du chlorure ferreux tétrahydraté FeCl 2 • 4H 2 O.
Pour l'obtenir anhydre (sans eau incorporée dans les cristaux) certains chercheurs ont choisi de réaliser la réaction de poudre de fer avec HCl anhydre (sans eau) dans le solvant tétrahydrofurane (THF) à une température de 5 ºC.
De cette manière, on obtient le composé FeCl 2 • 1,5THF qui, lorsqu'il est chauffé à 80-85 ° C sous vide ou dans une atmosphère d'azote (pour éviter la présence d'eau), produit du FeCl 2 anhydre.
Applications
Le chlorure ferreux a diverses utilisations, généralement basées sur son pouvoir réducteur, c'est-à-dire qu'il peut être facilement oxydé. Il est utilisé par exemple dans les peintures et les revêtements, car il aide à les fixer à la surface.
Le fer est un micronutriment essentiel pour la santé humaine et animale. Il est impliqué dans la synthèse des protéines, dans la respiration et dans la multiplication des cellules.
Pour cette raison, FeCl 2 est utilisé dans les préparations pharmaceutiques. L'ion Fe 2+ en tant que tel est mieux absorbé que l'ion Fe 3+ dans l'intestin.
Il est utilisé pour la fabrication de FeCl 3. Il est utilisé en métallurgie, dans les bains de revêtement de fer, pour fournir un dépôt plus ductile.
Voici d'autres utilisations en vedette.
Dans la coloration des tissus
Le FeCl 2 est utilisé comme mordant ou fixateur de colorant dans certains types de tissus. Le mordant réagit chimiquement et se lie simultanément au colorant et au tissu, formant un composé insoluble dessus.
De cette manière, le colorant reste fixé au tissu et sa couleur s'intensifie.
Le chlorure ferreux FeCl 2 permet aux couleurs de se fixer sur les tissus. gina pina. Source: Wikimedia Commons.
Dans le traitement des eaux usées
Le FeCl 2 est utilisé dans les stations d'épuration ou d'épuration des eaux usées (eaux d'égout).
Dans cette application, le chlorure ferreux participe à l'oxydation des boues, à travers un processus appelé oxydation de Fenton. Cette oxydation provoque la rupture des flocs de boue et permet la libération de l'eau qui y est fortement liée.
Section d'une station d'épuration où les boues peuvent être observées. Parfois, celui-ci est traité avec du chlorure ferreux FeCl 2 afin qu'il puisse être plus facilement séparé de l'eau. Evelyn Simak / Travaux d'égouts au nord de Dickleburgh. Source: Wikimedia Commons.
Les boues peuvent ensuite être séchées et éliminées de manière écologique. L'utilisation de chlorure ferreux permet de réduire les coûts du procédé.
Il a également été récemment proposé de l'utiliser pour réduire la formation de sulfure d'hydrogène gazeux ou d'hydrogène sulfuré dans lesdites eaux usées.
De cette manière, la corrosion produite par ce gaz ainsi que les odeurs désagréables seraient réduites.
Dans les études chimiques
En raison de ses propriétés réductrices (à l'opposé de l'oxydation), le FeCl 2 est largement utilisé dans diverses recherches dans les laboratoires de chimie, de physique et d'ingénierie.
Certains scientifiques ont utilisé des vapeurs de chlorure ferreux pour extraire des métaux précieux comme le platine, le palladium et le rhodium des catalyseurs usés dans les véhicules à essence ou diesel.
Ces catalyseurs sont utilisés pour éliminer les gaz nocifs pour l'homme et l'environnement. Ils sont situés dans le tuyau d'échappement des voitures et des camions fonctionnant à l'essence ou au diesel.
Tuyau d'échappement d'un véhicule où une section plus volumineuse est observée, où se trouve le catalyseur pour convertir les gaz nocifs en gaz respectueux de l'environnement. Ahanix1989 sur Wikipedia anglais. Source: Wikimedia Commons.
Après un certain temps, le convertisseur catalytique du véhicule s'use et perd de son efficacité et doit être remplacé. Le catalyseur usé est jeté et des efforts sont faits pour récupérer les métaux précieux qu'il contient.
Grille céramique du catalyseur où se trouvent les traces de métaux précieux à récupérer avec FeCl 2. Recyclage Global-Kat. Source: Wikimedia Commons.
Selon les chercheurs, avec le fer du chlorure ferreux, ces métaux formaient des alliages magnétiques.
Les alliages pourraient être extraits avec des aimants et ensuite les métaux précieux récupérés par des procédés connus.
Dans les études biochimiques
Parce qu'il contient le cation Fe 2+, qui est un micronutriment important chez l'homme et certains animaux, le FeCl 2 est utilisé dans les études biochimiques et médicales.
Certaines études ont montré que le chlorure ferreux améliore l'efficacité fongicide du plasma d'argon froid.
Le plasma froid est une technologie utilisée pour la stérilisation des surfaces et des instruments médicaux. Il est basé sur la formation de radicaux hydroxyles OH · à partir de l'humidité de l'environnement. Ces radicaux réagissent avec la paroi cellulaire du micro-organisme et provoquent sa mort.
Dans cette enquête, FeCl 2 a amélioré l'effet du plasma froid et accéléré l'élimination d'un champignon résistant à d'autres méthodes de désinfection.
Certains scientifiques ont constaté que l'utilisation de FeCl 2 permet d'augmenter le rendement des réactions pour obtenir du glucose à partir de la bagasse de canne à sucre.
Dans ce cas, le Fe 2+ étant un micro-élément essentiel pour la santé humaine, sa présence à l'état de traces dans le produit n'affecterait pas l'homme.
Références
- Fukuda, S. et coll. (2019). Le chlorure ferreux et le sulfate ferreux améliorent l'efficacité fongicide du plasma d'argon atmosphérique froid sur les pullulanes d'Aureobasidium mélanisés. J Biosci Bioeng, 2019, 128 (1): 28-32. Récupéré de ncbi.clm.nih.gov.
- Ismal, OE et Yildirim, L. (2019). Mordants métalliques et biomordants. Dans L'impact et les perspectives de la chimie verte pour la technologie textile. Chapitre 3, p. 57-82. Récupéré de sciencedirect.com.
- Zhang, W. et coll. (2019). Co-catalyse du chlorure de magnésium et du chlorure ferreux pour les xylo-oligosaccharides et la production de glucose à partir de la bagasse de canne à sucre. Bioresour Technol 2019, 291: 121839. Récupéré de ncbi.nlm.nih.gov.
- Zhou, X. et coll. (2015). Rôle du fer indigène dans l'amélioration de la déshydratation des boues par peroxydation. Rapports scientifiques 5: 7516. Récupéré de ncbi.nlm.nih.gov.
- Rathnayake, D. et coll. (2019). Contrôle du sulfure d'hydrogène dans les égouts en catalysant la réaction avec l'oxygène. Science de l'environnement total 689 (2019) 1192-1200. Récupéré de ncbi.nlm.nih.gov.
- Taninouchi, Y. et Okabe, TH (2018). Récupération des métaux du groupe du platine à partir de catalyseurs usés à l'aide d'un traitement à la vapeur de chlorure de fer. Metall et Materi Trans B (2018) 49: 1781. Récupéré de link.springer.com.
- Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis. (2019). Chlorure ferreux. Récupéré de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Aresta, M. et coll. (1977). Oxydation du fer (0) par le chlorure d'hydrogène dans le tétrahydrofurane: un moyen simple de chlorure de fer anhydre (II). Inorganic Chemistry, volume 16, n ° 7, 1977. Récupéré de pubs.acs.org.
- Cotton, F. Albert et Wilkinson, Geoffrey. (1980). Chimie inorganique avancée. Quatrième édition. John Wiley et fils.