Estrutura, usos, propriedades do cloreto ferroso (FeCl2)

O cloreto ferroso é um sólido inorgânico formado pela união de um cátion Fe^dois+ e dois ânions cloreto Cl^-. Sua fórmula química é FeCl_dois. Tende a absorver água do meio ambiente. Um de seus hidratos é FeCl tetra-hidratado_dois•4h_doisOu que é um sólido esverdeado.

Deve-se notar que é muito solúvel em água e tende a oxidar facilmente na presença de ar, formando cloreto férrico FeCl.₃. Por ser facilmente oxidável e, portanto, capaz de atuar como agente redutor, é amplamente utilizado em laboratórios de pesquisa química e biológica..

O cloreto ferroso tem vários usos, o mais importante deles é ajudar outros agentes na oxidação de lamas derivadas de águas residuais ou tratamento de esgotos. Também é utilizado no processo de revestimento de metais com ferro e tem algumas aplicações na indústria farmacêutica..

O uso de FeCl também foi experimentado_dois na recuperação de metais valiosos de catalisadores usados ​​encontrados nos escapes de veículos movidos a gasolina ou diesel.

É utilizado na indústria têxtil para fixar as cores em alguns tipos de tecidos.

Índice do artigo

• 1 Estrutura
• 2 Nomenclatura
• 3 propriedades
  • 3.1 Estado físico
  • 3.2 Peso molecular
  • 3.3 Ponto de fusão
  • 3.4 Ponto de ebulição
  • 3.5 Peso específico
  • 3.6 Solubilidade
  • 3.7 Outras propriedades
• 4 Obtendo
• 5 usos
  • 5.1 Na coloração de tecidos
  • 5.2 No tratamento de águas residuais
  • 5.3 Em estudos químicos
  • 5.4 Em estudos bioquímicos
• 6 referências

Estrutura

Cloreto ferroso é composto de um íon ferroso Fe^dois+ e dois íons cloreto Cl^- unido por ligações iônicas.

Íon ferroso Fe^dois+ possui a seguinte estrutura eletrônica:

1s^dois, 2s^dois 2 P⁶, 3s^dois 3p⁶ 3d⁶, 4s⁰

onde pode ser visto que ele perdeu dois elétrons da camada 4s.

Essa configuração não é muito estável, e por isso tende a se oxidar, ou seja, a perder outro elétron, desta vez da camada 3d, formando o íon Fe.³⁺.

Por sua vez, o íon cloreto Cl^- possui a seguinte estrutura eletrônica:

1s^dois, 2s^dois 2 P⁶, 3s^dois 3p⁶

onde você pode ver que adquiriu um elétron extra na camada 3p, completando-o. Esta configuração é muito estável porque todas as camadas eletrônicas estão completas.

Nomenclatura

- Cloreto ferroso

- Cloreto de ferro (II)

- Dicloreto de ferro

- Tetra-hidrato de cloreto ferroso: FeCl_dois•4h_doisOU

Propriedades

Estado físico

Sólido incolor a verde pálido, cristais.

Peso molecular

126,75 g / mol

Ponto de fusão

674 ºC

Ponto de ebulição

1023 ºC

Peso específico

3,16 a 25 ºC / 4 ºC

Solubilidade

Muito solúvel em água: 62,5 g / 100 mL a 20 ºC. Solúvel em álcool, acetona. Ligeiramente solúvel em benzeno. Praticamente insolúvel em éter.

Outras propriedades

FeCl_dois anidro é muito higroscópico. Absorve água facilmente do meio ambiente, formando uma variedade de hidratos, principalmente o tetrahidrato, no qual para cada molécula de FeCl_dois existem 4 moléculas de H_doisOu anexado a este (FeCl_dois•4h_doisOU).

Na presença de ar, ele oxida lentamente em FeCl₃. Isso significa que o íon Fe^dois+ facilmente oxidado a íon Fe³⁺.

Se aquecido na presença de ar rapidamente forma cloreto férrico FeCl₃ e óxido férrico Fe_doisOU₃.

FeCl_dois é corrosivo para metais e tecidos.

Obtendo

É obtido tratando um excesso de ferro metálico Fe com uma solução aquosa de ácido clorídrico HCl a altas temperaturas..

Fé⁰ + 2 HCl → FeCl_dois + 2 h⁺

Porém, devido à presença de água por este método, obtém-se o cloreto ferroso tetrahidratado FeCl._dois•4h_doisOU.

Para obtê-lo anidro (sem água incorporada nos cristais), alguns pesquisadores optaram por realizar a reação do pó de ferro com HCl anidro (sem água) no solvente tetrahidrofurano (THF) a uma temperatura de 5 ºC..

O composto FeCl é obtido desta forma_dois•1,5THF, que quando aquecido a 80-85 ºC sob vácuo ou em atmosfera de nitrogênio (para evitar a presença de água) produz FeCl_dois anidro.

Formulários

O cloreto ferroso tem vários usos, geralmente baseados em sua capacidade redutora, ou seja, pode ser facilmente oxidado. É utilizado, por exemplo, em tintas e revestimentos, pois ajuda a fixá-los à superfície.

O ferro é um micronutriente essencial para a saúde humana e de alguns animais. Está envolvido na síntese de proteínas, na respiração e na multiplicação das células.

Daí o FeCl_dois é usado em preparações farmacêuticas. O íon Fe^dois+ como tal, é melhor absorvido do que o íon Fe³⁺ no intestino.

É usado para a fabricação de FeCl₃. É utilizado na metalurgia, em banhos de revestimento de ferro, para proporcionar um depósito mais dúctil.

Aqui estão outros usos em destaque.

Na coloração de tecidos

FeCl_dois É usado como mordente ou fixador de tintura em alguns tipos de tecido. O mordente reage quimicamente e se liga simultaneamente ao corante e ao tecido, formando um composto insolúvel..

Dessa forma, a tinta fica fixada ao tecido e sua cor se intensifica..

No tratamento de águas residuais

FeCl_dois usado em estações de tratamento de esgoto ou águas residuais (esgoto).

Nessa aplicação, o cloreto ferroso participa da oxidação do lodo, por meio de um processo denominado oxidação de Fenton. Essa oxidação causa a quebra dos flocos de lama e permite a liberação da água que está fortemente ligada a ele..

O lodo pode então ser seco e descartado de forma ambientalmente correta. O uso de cloreto ferroso ajuda a reduzir os custos do processo.

Também foi proposto recentemente seu uso para reduzir a formação de sulfeto de hidrogênio ou sulfeto de hidrogênio nessas águas de esgoto..

Dessa forma, a corrosão produzida por esse gás e também os odores desagradáveis ​​seriam reduzidos..

Em estudos químicos

Devido às suas propriedades redutoras (o oposto do oxidante), FeCl_dois É amplamente utilizado em várias investigações em laboratórios de química, física e engenharia.

Certos cientistas usaram vapores de cloreto ferroso para extrair metais valiosos como platina, paládio e ródio de catalisadores usados ​​em veículos movidos a gasolina ou diesel..

Esses catalisadores são usados ​​para remover gases prejudiciais ao homem e ao meio ambiente. Eles estão localizados no escapamento de carros e caminhões que funcionam com gasolina ou diesel.

Após um certo tempo, o conversor catalítico do veículo se desgasta e perde sua eficácia e deve ser substituído. O catalisador gasto é descartado e esforços estão em andamento para recuperar os metais valiosos que ele contém..

Segundo os pesquisadores, esses metais formaram ligas magnéticas com o ferro do cloreto ferroso..

As ligas podiam ser extraídas com ímãs e, em seguida, os metais valiosos recuperados por métodos bem conhecidos..

Em estudos bioquímicos

Por possuir a Fe cação^dois+, que é um micronutriente importante em humanos e alguns animais, FeCl_dois usado em estudos de bioquímica e medicina.

Certos estudos demonstraram que o cloreto ferroso melhora a eficácia fungicida do plasma de argônio frio..

Plasma frio é uma tecnologia usada para esterilizar superfícies e instrumentos médicos. Baseia-se na formação de radicais hidroxila OH · a partir da umidade do ambiente. Esses radicais reagem com a parede celular do microrganismo e causam sua morte.

Nesta investigação, o FeCl_dois melhorou o efeito do plasma frio e acelerou a eliminação de um fungo resistente a outros métodos de desinfecção.

Alguns cientistas descobriram que o uso de FeCl_dois permite aumentar o rendimento nas reações de obtenção de glicose a partir do bagaço da cana.

Neste caso, sendo o Fe^dois+ microelemento essencial para a saúde humana, sua presença em vestígios no produto não afetaria o ser humano.

Referências

1. Fukuda, S. et al. (2019). O cloreto ferroso e o sulfato ferroso melhoram a eficácia fungicida do plasma de argônio atmosférico frio em Aureobasidium pululans melanizado. J Biosci Bioeng, 2019, 128 (1): 28-32. Recuperado de ncbi.clm.nih.gov.
2. Ismal, O.E. e Yildirim, L. (2019). Mordentes e biomordantes metálicos. In The Impact and Prospects of Green Chemistry for Textile Technology. Capítulo 3, pp. 57-82. Recuperado de sciencedirect.com.
3. Zhang, W. et al. (2019). Co-catálise de cloreto de magnésio e cloreto ferroso para xilo-oligossacarídeos e produção de glicose do bagaço da cana-de-açúcar Bioresour Technol 2019, 291: 121839. Recuperado de ncbi.nlm.nih.gov.
4. Zhou, X. et al. (2015). Papel do ferro nativo na melhoria da capacidade de desidratação do lodo por meio da peroxidação. Relatórios científicos 5: 7516. Recuperado de ncbi.nlm.nih.gov.
5. Rathnayake, D. et al. (2019). Controle de sulfeto de hidrogênio em esgotos catalisando a reação com o oxigênio. Ciência do ambiente total 689 (2019) 1192-1200. Recuperado de ncbi.nlm.nih.gov.
6. Taninouchi, Y. e Okabe, T.H. (2018). Recuperação de metais do grupo da platina a partir de catalisadores gastos usando tratamento com vapor de cloreto de ferro. Metall and Materi Trans B (2018) 49: 1781. Recuperado de link.springer.com.
7. NÓS. Biblioteca Nacional de Medicina. (2019). Cloreto Ferroso. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. Aresta, M. et al. (1977). Oxidação de ferro (0) por cloreto de hidrogênio em tetrahidrofurano: uma maneira simples de obter cloreto de ferro anidro (II). Inorganic Chemistry, Vol. 16, No. 7, 1977. Recovered from pubs.acs.org.
9. Cotton, F. Albert e Wilkinson, Geoffrey. (1980). Química Inorgânica Avançada. Quarta edição. John Wiley & Sons.