Николаенко Ян. Способы синтеза FeCl2

Научный руководитель — Н.И. Морозова

Николаенко Ян презентация

FeCl2 – реактив, необходимый при проведении некоторых экспериментов, связанных с получением комплексов Fe2+ [1], но не подлежащий длительному хранению, поэтому его предпочтительно синтезировать непосредственно перед экспериментом.

Цель работы: Синтезировать FeCl2 различными способами и выбрать наиболее эффективный.

Первый способ: В пробирку, закрепленную на штативе, шпателем переносим немного порошкообразного железа, затем добавляем также небольшое количество (порядка 4-3 мл) концентрированной соляной кислоты (пробирку закрываем клапаном Бунзена для предотвращения окисления железа в степень окисления +3). Полученный бесцветный раствор FeCl2 переносим в термостойкую плоскодонную колбу, которую затем помещаем на асбестовую сеточку, также закрепленную на штативе, и начинаем нагревать на газовой горелке до полного выпаривания соли.

Реакция: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

В ходе реакции наблюдалось выделение газа и растворение взвешенных частиц порошкообразного Fe c образованием бесцветного раствора FeCl2.

Второй способ [2]: В пробирку, закрепленную на штативе, вносим шпателем небольшое количество FeCl3 и добавляем 3-4 мл HCl (конц). В полученный раствор кидаем 3-4 гранулы цинка (пробирку также накрываем клапаном Бунзена).

Реакция: 2FeCl3 + Zn → 2FeCl2 + ZnCl2

Реакция пошла довольно бурно в обоих случаях, при этом выделить вещество удалось выделить при выпаривании при выполнении синтеза первым способом. При проведении синтеза вторым способом было замечено следующее:

  1. Избыток образующегося в ходе реакции H2 может восстанавливать FeCl2, также получаемый в ходе реакции, до Fe, выпадающего в виде черной массы. Поэтому потребовалось добавить дополнительное количество HCl для полного его растворения.
  2. На границе раздела фаз (раствора с воздухом) раствор начал приобретать оранжевый оттенок. Это может сигнализировать о том, что Fe2+ все-таки частично окисляется кислородом воздуха. Окисление могло произойти из-за того, что пришлось снимать клапан Бунзена при доливании HCl.

Промышленный способ получения [3]: в реакторе Fe и Cl2 при взаимодействии образуют FeCl3, который, реагируя с Fe, образует FeCl2.

1) Fe + 3/2Cl2 → FeCl2

2) 2FeCl3 + Fe → 3FeCl2

Сама реакция проводится при довольно жестких условиях, с использованием газообразного хлора, и полученный продукт не будет обладать достаточной чистотой из-за примесей непрореагировавших Fe и FeCl3, поэтому для использования в лаборатории проигрывает вышеприведенным двум методам.

Таким образом, можно отметить состоятельность обоих опробованных методов. Однако, сравнивая сложность проведения и нюансы, связанные со стехиометричностью протекания реакции (см. выше п. 1), можно сделать выбор в сторону первого способа получения FeCl2.

 

Список литературы

  1. Шевельков А.В., Дроздов А.А., Тамм М.Е. Неорганическая химия. Учебник / под ред. А.В. Шевелькова. – М.: Лаборатория знаний, 2021. – 586 с.
  2. Коренев Ю.М., Морозова Н.И., Жиров А.И. Практикум по неорганической химии: 2-е изд., перераб. и доп. – М.: МАКС Пресс, 2013. – 72 с.
  3. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям: ИСТ-НДТ-34-2017: Москва Бюро НДТ 2017 – 340 с.
Перейти к содержимому