- Estrutura
- Nomenclatura
- Propriedades
- Estado físico
- Peso molecular
- Ponto de fusão
- Ponto de ebulição
- Peso específico
- Solubilidade
- Outras propriedades
- Obtendo
- Formulários
- Na coloração de tecidos
- No tratamento de águas residuais
- Em estudos químicos
- Em estudos bioquímicos
- Referências
O cloreto ferroso é um sólido inorgânico formado pela ligação de um cátion Fe 2+ e dois ânions cloreto Cl -. Sua fórmula química é FeCl 2. Tende a absorver água do meio ambiente. Um de seus hidratos é FeCl 2 • 4H 2 O tetra-hidratado, que é um sólido esverdeado.
Deve-se notar que é muito solúvel em água e tende a se 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.
Cloreto ferroso tetra-hidratado FeCl 2 • 4H 2 O sólido. Covarde. Fonte: Wikimedia Commons.
O cloreto ferroso tem vários usos, o mais importante deles é ajudar outros agentes na oxidação de lodo derivado de esgoto ou tratamento de esgoto. Também é usado no processo de revestimento de metais de ferro e tem algumas aplicações na indústria farmacêutica.
O uso de FeCl 2 na recuperação de metais valiosos de catalisadores usados encontrados nos tubos de escape de veículos movidos a gasolina ou diesel também tem sido experimentado.
É utilizado na indústria têxtil para fixar as cores de alguns tipos de tecidos.
Estrutura
O cloreto ferroso é composto por um íon Fe 2+ ferroso e dois íons Cl - cloreto ligados por ligações iônicas.
Cloreto ferroso FeCl 2 onde são observados os íons que o constituem. Epop. Fonte: Wikimedia Commons.
O íon ferroso Fe 2+ possui a seguinte estrutura eletrônica:
1s 2, 2s 2 2p 6, 3s 2 3p 6 3d 6, 4s 0
onde pode ser visto que 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+.
Já o íon cloreto Cl - tem a seguinte estrutura eletrônica:
1s 2, 2s 2 2p 6, 3s 2 3p 6
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
- Cloreto ferroso tetra-hidratado: FeCl 2 • 4H 2 O
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
O FeCl 2 anidro é muito higroscópico. Absorve facilmente a água do meio ambiente, formando uma variedade de hidratos, principalmente o tetrahidrato, no qual para cada molécula de FeCl 2 há 4 moléculas de H 2 O ligadas a ela (FeCl 2 • 4H 2 O).
Na presença de ar, oxida lentamente em FeCl 3. Isso significa que o íon Fe 2+ é facilmente oxidado ao íon Fe 3+.
Se aquecido na presença de ar, forma rapidamente cloreto férrico FeCl 3 e óxido férrico Fe 2 O 3.
O FeCl 2 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.
Fe 0 + 2 HCl → FeCl 2 + 2 H +
Porém, devido à presença de água por este método, obtém-se cloreto ferroso tetrahidrato FeCl 2 • 4H 2 O.
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.
Dessa forma, obtém-se o composto FeCl 2 • 1,5THF, que aquecido a 80-85 ºC sob vácuo ou em atmosfera de nitrogênio (para evitar a presença de água), produz o FeCl 2 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. Ele está envolvido na síntese de proteínas, na respiração e na multiplicação das células.
Por esse motivo, o FeCl 2 é usado em preparações farmacêuticas. O íon Fe 2+, como tal, é melhor absorvido do que o íon Fe 3+ no intestino.
É usado para a fabricação de FeCl 3. É utilizado na metalurgia, em banhos de revestimento de ferro, para proporcionar um depósito mais dúctil.
Aqui estão outros usos apresentados.
Na coloração de tecidos
O FeCl 2 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.
O Cloreto Ferroso FeCl 2 permite a fixação das cores nos tecidos. gina pina. Fonte: Wikimedia Commons.
No tratamento de águas residuais
FeCl 2 é usado em estações de tratamento de esgoto ou águas residuais (água de esgoto).
Nesta aplicação, o cloreto ferroso participa da oxidação do lodo, por meio de um processo denominado oxidação de Fenton. Essa oxidação provoca a ruptura dos flocos de lama e permite a liberação da água que está fortemente ligada a ele.
Seção de uma estação de tratamento de esgoto onde o lodo pode ser observado. Às vezes, ele é tratado com cloreto ferroso FeCl 2 para que possa ser mais facilmente separado da água. Evelyn Simak / Sewage trabalha ao norte de Dickleburgh. Fonte: Wikimedia Commons.
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 recentemente proposto o seu uso para reduzir a formação de gás sulfureto de hidrogênio ou sulfeto de hidrogênio nas referidas águas de esgoto.
Desta forma, a corrosão produzida por este gás e também os odores desagradáveis seriam reduzidos.
Em estudos químicos
Devido às suas propriedades redutoras (o oposto de oxidar), o FeCl 2 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.
Tubo de escape de um veículo onde se observa uma seção mais volumosa, que é onde está localizado o catalisador para converter gases nocivos em gases amigáveis ao meio ambiente. Ahanix1989 na Wikipedia em inglês. Fonte: Wikimedia Commons.
Depois de 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 sendo feitos para recuperar os metais valiosos que ele contém.
Grade cerâmica do catalisador onde estão localizados os vestígios de metais valiosos a serem recuperados com FeCl 2. Reciclagem Global-Kat. Fonte: Wikimedia Commons.
Segundo os pesquisadores, com o ferro do cloreto ferroso, esses metais formaram ligas magnéticas.
As ligas podiam ser extraídas com ímãs e, em seguida, os metais valiosos recuperados por métodos conhecidos.
Em estudos bioquímicos
Por ter o cátion Fe 2+, que é um micronutriente importante em humanos e alguns animais, o FeCl 2 é usado em estudos bioquímicos e médicos.
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 2 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 do FeCl 2 permite aumentar o rendimento nas reações de obtenção de glicose a partir do bagaço da cana.
Nesse caso, por ser o Fe 2+ um microelemento essencial para a saúde humana, sua presença em vestígios no produto não afetaria o ser humano.
Referências
- 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.
- Ismal, OE 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Taninouchi, Y. e Okabe, TH (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.
- Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA. (2019). Cloreto Ferroso. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- 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.
- Cotton, F. Albert e Wilkinson, Geoffrey. (1980). Química Inorgânica Avançada. Quarta edição. John Wiley & Sons.