Opis
CHLOREK ŻELAZA III
Masa cząsteczkowa: 162,2 g/mol
Odczyn: pH 1-2
Chlorek żelaza III w 40% roztworze to substancja chemiczna, która zawiera 40% chlorku żelaza III (FeCl3) w wodnym roztworze. Jest to żółtobrązowy płyn. Sam chlorek żelaza III to nieorganiczny związek chemiczny, sól kwasu solnego i żelaza na III stopniu utlenienia. Jest substancją o właściwościach korozyjnych, zwłaszcza w obecności wody i działa jako utleniacz. W roztworze może pełnić rolę elektrolitu, co również przyspiesza korozję elektromechaniczną w metalach takich jak stal. Roztwór chlorku żelaza (III) wykorzystywany jest głównie jako środek koagulujący w procesach oczyszczania wody, zwłaszcza w oczyszczalniach ścieków i uzdatnianiu wody pitnej. Usuwa zanieczyszczenia organiczne i nieorganicznych powodując agregację cząstek zanieczyszczeń, co ułatwia ich późniejsze usuwanie. Chlorek żelaza III w 40% roztworze jest również stosowany w niektórych procesach przemysłowych, takich jak produkcja pigmentów czy syntez chemicznych. Klasyfikowany jest jako materiał niebezpieczny o numerze UN 1760 zgodnie z przepisami ADR.
Aby uzyskać roztwór chlorku żelaza (III) 40%, należy najpierw otrzymać chlorek żelaza (III). Reakcją najczęściej przeprowadzaną na skalę przemysłową jest bezpośrednia reakcja żelaza z chlorem. Odbywa się ona w piecach reakcyjnych o wysokiej temperaturze (200-300°C), gdzie żelazo reaguje z gazowym chlorem. Ponieważ jest to proces egzotermiczny, stosuje się specjalne piece i systemy chłodzące, aby utrzymać stabilną temperaturę. Aby uniknąć powstawania chlorku żelaza(II) (FeCl₂) zamiast chlorku żelaza(III), stosuje się nadmiar chloru lub utrzymuje wyższą temperaturę, zapewniając pełne utlenienie żelaza. Otrzymany chlorek żelaza (III) ma postać gazową, zatem ulega kondensacji do formy ciekłej lub stałej. Odbywa się to w chłodnicach, skąd produkt jest transportowany do zbiorników magazynowych. Rzadszą metodą otrzymywania tej substancji jest utlenianie chlorku żelaza (II) poprzez gazowy chlor lub silną substancję utleniającą. Ten proces sprawdza się, gdy dostępny jest chlorek żelaza(II) jako produkt uboczny innych procesów przemysłowych. Również rzadszą metodą jest reakcja tlenku żelaza (III) z kwasem solnym (HCl). Produktem ubocznym jest woda. Ta metoda jest czasami stosowana, gdy tlenek żelaza(III) jest dostępny jako produkt odpadowy. Reakcja zachodzi przy podwyższonej temperaturze, a uzyskany roztwór FeCl₃ można zagęścić lub przekształcić do formy stałej. Chlorek żelaza (III), który powstaje jako produkt tych reakcji, można przekształcić w roztwór za pomocą wody destylowanej. Aby ograniczyć hydrolizę i zapewnić stabilność roztworu, czasem dodaje się niewielką ilość kwasu solnego (HCl).
Chlorek żelaza(II) jest związkiem reaktywnym o właściwościach utleniających, zatem wchodzi w reakcje redoks z metalami. Ulega również hydrolizie w wodzie, tworząc roztwór o kwaśnym odczynie. W reakcjach z zasadami tworzy wodorotlenek żelaza (III), który jest nierozpuszczalnym osadem o brunatnym zabarwieniu. Chlorek żelaza(III) może reagować również z amoniakiem (NH₃), tworząc kompleksy amoniakalne lub wodorotlenek żelaza (III). Ta substancja reaguje również niektórymi kwasami, takimi jak kwas siarkowy, tworząc siarczan żelaza(III). FeCl₃ jest także używany do trawienia metali (np. miedzi). Tę reakcję wykorzystuje się w przemyśle elektronicznym do wytrawiania obwodów drukowanych.
Rynek
Światowymi liderami na rynku roztworu chlorku żelaza (III) są Chiny, Stany Zjednoczone oraz Indie. Ważną rolę odgrywają również Japonia oraz Rosja. W Europie, największym eksporterem tej substancji są Niemcy. W czołówce znajdują się także Francja, Hiszpania, Wielka Brytania oraz Polska. W związku z rozwijającym się przemysłem chemicznym, roztwór chlorku żelaza (III) z Polski wykorzystuje się w oczyszczaniu wody oraz w przemyśle papierniczym i tekstylnym.
Roztwór chlorku żelaza (III) nie może być pakowany w pojemniki stalowe ze względu na reaktywność tego związku. Jeżeli są one wykorzystywane, muszą być pokryte warstwą gumy. Najczęściej pakowany jest w beczkowate pojemniki (zbiorniki) wykonane z plastiku (PE, HDPE) lub szkła o pojemności 50 – 200 L lub większej. Takie pojemniki zawierają zabezpieczenia (np. uszczelki) zapobiegające rozlaniu i wyciekom. Wykorzystywane są również wielkogabarytowe zbiorniki IBC (Intermediate Bulk Containers) o pojemności 500 – 1000 L z tworzyw sztucznych (HDPE) lub stali nierdzewnej, często wzmocnione stalową ramą. W przemyśle laboratoryjnym, farmaceutycznym lub spożywczym wykorzystywane są małe butelki, plastikowe lub szklane. Wykorzystywane są również worki i pojemniki elastyczne (FIBC) z polipropylenu (PP) lub polietylenu (PE). Są stosunkowo elastyczne, ale wystarczająco mocne, by pomieścić duże ilości roztworu (około 1000 L). Takie worki lekkie, łatwe w transporcie i magazynowaniu, ale wymagają zabezpieczenia przed ryzykiem wycieków. Należy umieścić odpowiednie ostrzegawcze etykiety z informacjami o ryzyku (np. “niebezpieczny dla zdrowia”, “żrący”) oraz uszczelki i zawory zapobiegające wyciekom.
ZASTOSOWANIE
Roztwór chlorku żelaza (III) ma wiele zastosowań. Jego najważniejszą funkcją jest oczyszczanie wody i ścieków, gdzie stosowany jest jako koagulant ułatwiający usuwanie zawiesin i cząstek organicznych, agregując je w większe skupiska do kolejnego odfiltrowania. Pomaga również zapobiegać eutrofizacji wód poprzez wiązanie fosforanów do postaci nierozpuszczalnych związków. Neutralizuje również zapachy w oczyszczalniach ścieków poprzez redukcję siarkowodoru. W przemyśle chemicznym wykorzystywany jest do produkcji barwników i pigmentów, jako katalizator w reakcjach organicznych (synteza alkilowych i arylowych halogenków) oraz do produkcji chlorku żelaza (II). W elektronice stosuje się go do wytrawiania obwodów drukowanych (PCB). W przemyśle metalurgicznym roztwór chlorku żelaza (III) wykorzystywany jest do trawienia i oczyszczania metali, a także do produkcji stali. W przemyśle farmaceutycznym może pełnić rolę katalizatora w syntezie niektórych substancji czynnych. W przemyśle kosmetycznym czasem znajduje zastosowanie jako środek redukujący pocenie w antyperspirantach. W laboratoriach chemicznych pełni rolę środka analitycznego (np. w próbie na obecność fenoli), a także katalizator w reakcjach takich jak Friedla-Craftsa. W przemyśle papierniczym roztwór chlorku żelaza (III) stosuje się do oczyszczania masy papierniczej poprzez wiązanie zanieczyszczeń organicznych. W budownictwie stosowany jest do stabilizacji gruntów i redukcji ich przepuszczalności. W przemyśle tekstylnym znajduje zastosowanie jako bejca przy farbowaniu tkanin. W przemyśle energetycznym stosowany jest do oczyszczania spalin.
ŚRODKI OSTROŻNOŚCI
Zgodnie z rozporządzeniem (WE) nr 1272/2008 (CLP), kwas mrówkowy jest klasyfikowany jako substancja, która: “działa szkodliwie po połknięciu” (szacowana toksyczność ostra drogą pokarmową to 500 mg/k) “działa drażniąco na skórę”, “powoduje poważne uszkodzenie oczu”, “może spowodować utratę wzrok”, “może powodować podrażnienie dróg oddechowych”.
| Kategoria | Opis |
|---|---|
| Uwagi ogólne | Nie pozostawiać poszkodowanego bez opieki. Wynieść poszkodowanego z obszaru zagrożenia. Poszkodowanego utrzymywać pod przykryciem, w cieple. Natychmiast zdjąć całą zanieczyszczoną odzież. Zasięgnąć porady lekarza w przypadku pojawienia się jakichkolwiek wątpliwości lub jeżeli objawy nie ustępują. W przypadku utraty przytomności ułożyć osobę w pozycji bezpiecznej. Nigdy nie podawać niczego doustnie. |
| Po narażeniu przez drogi oddechowe | Wyprowadzić lub wynieść poszkodowanego na świeże powietrze i zapewnić mu warunki do swobodnego oddychania. W przypadku nieregularnego oddechu lub bezdechu należy natychmiast zgłosić się do lekarza i rozpocząć czynności pierwszej pomocy. W przypadku działania drażniącego na drogi oddechowe należy skonsultować się z lekarzem. |
| Po kontakcie ze skórą | Spłukać skórę pod strumieniem wody/prysznicem. Natychmiast zdjąć całą zanieczyszczoną odzież. W przypadku utrzymywania się działania drażniącego na skórę skontaktować się z lekarzem. |
| Po kontakcie z oczami | Spłukiwać obficie czystą, świeżą wodą przez co najmniej 10 minut, utrzymując otwarte powieki. Wyjąć soczewki kontaktowe, jeżeli są i można je łatwo usunąć. Nadal płukać. Skontaktować się niezwłocznie z lekarzem okulistą. |
| Po narażeniu przez przewód pokarmowy | Przepłukać usta wodą (tylko, gdy osoba jest przytomna). NIE wywoływać wymiotów. Natychmiast zasięgnąć porady/zgłosić się pod opiekę lekarza. |
| Wskazania dotyczące wszelkiej natychmiastowej pomocy lekarskiej i szczególnego postępowania z poszkodowanym | Leczenie objawowe. |
KODY ZAGROŻEŃ
| Kategoria | Kod i opis |
|---|---|
| Zwroty wskazujące rodzaj zagrożenia | H290 Może powodować korozję metali. |
| H302 Działa szkodliwie po połknięciu. | |
| H315 Działa drażniąco na skórę. | |
| H318 Powoduje poważne uszkodzenie oczu. | |
| Zwroty wskazujące środki ostrożności | P234 Przechowywać wyłącznie w oryginalnym opakowaniu. |
| P280 Stosować rękawice ochronne/odzież ochronną/ochronę oczu. | |
| P301+P330+P331 W PRZYPADKU POŁKNIĘCIA: wypłukać usta. NIE wywoływać wymiotów. | |
| P302+P352 W PRZYPADKU KONTAKTU ZE SKÓRĄ: Umyć dużą ilością wody. | |
| P305+P351+P338 W PRZYPADKU DOSTANIA SIĘ DO OCZU: Ostrożnie płukać wodą przez kilka minut. Wyjąć soczewki kontaktowe, jeżeli są i można je łatwo usunąć. Nadal płukać. | |
| P310 Natychmiast skontaktować się z OŚRODKIEM ZATRUĆ/lekarzem. | |
| P501 Zawartość/pojemnik usuwać do każdego upoważnionego zakładu przetwarzania odpadów. |
Roztwór chlorku żelaza (III) nie spełnia kryteriów PBT / vPvB. Nie ulega biodegradacji ponieważ jest substancją nieorganiczną. Nie należy spodziewać się bioakumulacji. Nie zawiera substancji zaburzającej funkcjonowanie układu hormonalnego w stężeniu >= 0,1%. Według systemu GHS (Globally Harmonized System), roztwór chlorku żelaza (III) nie klasyfikuje się jako substancja zagrażająca środowisku wodnemu. Natomiast substancja może nadal wywierać wpływ na środowisko naturalne, będąc toksyczna dla organizmów wodnych, takich jak ryby, skorupiaki i glony oraz zakwaszając środowisko wodne lub glebę. Ponadto, w formie żelaza może wiązać się z osadami i wpływać na skład chemiczny gleby oraz osadów dennych. Z tego względu, obchodząc się z roztworem chlorku żelaza (III) należy przestrzegać przepisów dotyczących towarów niebezpiecznych (ADR).
