کلروفریک

کلروفریک:

کلروفریک یک منعقد کننده است و به عنوان فلوکولانت شناخته می شود. کلروفریک را با نام هایی مانند کلرید فرولیک، فریک کلرید، کلرید آهن(III)، تری کلرید آهن، پر کلرید آهن نیز می شناسند. فرمول شیمایی کلروفریک یا کلرید آهن FeCl₃   می باشد. در این ترکیب، آهن در حالت اکسیداسیون 3+ است. کلرید فریک در مایعاتی مانند الکل ها، کتون ها، اترها، نیتریل ها، آمین ها و دی اکسید گوگرد مایع به راحتی حل می شود. اما طبق حلال های غیر قطبی نظیر بنزن و هگزان با توجه به دانشنامه شیمی صنعتی به میزان کمی محلول است. کلرید آهن (III) مضر، بسیار خورنده و اسیدی است.

کلرید آهن (III) از قدرت کمتری نسبت به کلرید آلومینیوم برخوردار است، اما در بعضی موارد این مساله منجر به بازده بالاتری می شود، به عنوان مثال در آلکیلاسیون بنزن. کلرید فریک به دلیل کارآیی بالا، اثربخشی در شفاف سازی و کاربرد به عنوان عامل آبگیری لجن، در بسیاری از کاربردهای تصفیه فاضلاب صنعتی، منعقد کننده انتخابی است. این ماده شیمیایی رنگ کمی باقیمانده برجای می گذارد و کدورت بسیار خوبی را از بین می برد.

مشخصات کلروفریک:

این ماده غیر قابل اشتعال می باشد. نقطه جوش این ماده حدود 316 درجه سانتی گراد می باشد. دانسیته این ماده 2.9 گرم بر سانتی متر مکعب است.

محلول آبی کلروفریک به رنگ قهوه ای است که دارای بوی اسیدی مانند هیدروکلریک اسید می باشد. کلروفریک به شدت خورنده است.

کلروفریک جامد یا بی آب یک بلور جامد با نقطه ذوب 307.6 درجه سانتیگراد است. رنگ آن به زاویه دید بستگی دارد، یعنی با نور منعکس شده بلورها سبز تیره به نظر می رسند، در حالی که با نور منتقل شده به رنگ قرمز مایل به بنفش به نظر می رسند. این ماده آلی در شکل خام، یک کریستال رطوبت ساز است.

ساختار کلروفریک :

کلروفریک جامد:

کلرید آهن (III) بی آب، دارای ساختار هشت ضلعی است که آهن های قرار گرفته در مرکز، به وسیله لیگاندهای کلرید دو مختصات به هم متصل شده اند. کلرید آهن (III) نقطه ذوب نسبتاً کمی دارد و در حدود 315 درجه سانتی گراد می جوشد. بخارات حاصله متشکل از دیمر FeCI₂ است. کلروفریک، چهار هیدرات تشکیل می دهد. تمام اشکال کلرید آهن (III) دارای دو یا چند کلرید به عنوان لیگاند و سه هیدرات دارای FeCl₄ هستند.

کلروفریک مایع:

محلول های آبی کلرید فریک در مقایسه با محلول های صورتی کم رنگFe⁺(H₂O)  به طور مشخص زرد هستند. با توجه به اندازه گیری های طیف سنجی، گونه های اصلی در محلول های آبی کلروفریک، مجتمع هشت ضلعی ⁺[FeCl₂ (H₂O)₄] و چهار وجهی ^–[FeCl₄] هستند.

مکانیزم عملکرد کلروفریک:

این ماده به عنوان یک عامل فلاک دهنده باعث می شود که ذرات کوچک به یکدیگر چسبیده شوند و از آب خارج شوند. آب های سطحی طبیعی ممکن است حاوی ذرات کوچک باشند که به سادگی از طریق آب شناور می شوند و به آب می رسند. افزودن کلرید آهن به آب باعث می شود که کلوئیدهای کوچک به هم بچسبند و در نهایت، توده ها به اندازه کافی بزرگ شوند تا به پایین تانک فرو روند و آب را به بالا بیاورند. در واقع مکانیزم عمل انعقاد و لخته سازی توسط منعقد کننده کلروفریک رخ داده است.

مکانیزم عملکرد کلروفریک به گونه ای است که در آب کمی اسیدی با یون هیدروکسید واکنش می دهد تا هیدروکسید آهن (III) را تشکیل دهد. در این حالت به عنوان FeO(OH)^– فرموله می شود تا مواد معلق را منعقد سازد.

خواص و مزایای فریک کلراید:

راندمان بالا، اثربخشی مطلوب و کاربرد گسترده کلرید فریک از جمله مزایای مهم آن می باشد. همچنین ایجاد لخته هایی با دانسیته‌ی بالاتر و لجن چگال تر نسبت به سایر منعقد کننده ها که منجر به ته‌نشینی بهتر با سرعت بالاتری می‌گردد، از دیگر مزایای این ماده است. برخلاف سایر منعقد کننده های معدنی، این ترکیب قابلیت انحلال و انعقاد در آب سرد را نیز دار می باشد. کلروفریک به عنوان میکروب زدا در کاهش عوامل میکرواورگانیسمی تاثیر بسزایی دارد. در شفاف سازی آب نیز به شدت کارآمد است. یکی از مهمترین مزایای آن مقرون به صرفه بودنش می باشد.  

تولید کلروفریک مایع:

محلول های کلرید آهن (III) به صورت صنعتی از آهن و سنگ معدن در یک فرآیند حلقه بسته تولید می شوند. مقادیر کمی را می توان با واکنش آهن با اسید کلریدریک و سپس با پراکسید هیدروژن تولید کرد. کلرید آهن بی آب (III) را نمی توان با گرم کردن از هیدرات به دست آورد. در عوض، نوع جامد به HCl و اکسید کلرید آهن تجزیه می شود.

در فرآیند کلرینگ، این ماده به صورت صنعتی با واکنش کلر خشک با آهن قراضه در دمای 500 الی 700 درجه سانتیگراد تولید می شود. این واکنش در یک رآکتور با یک لاینر مقاوم در برابر اسید صورت می پذیرد. بدین ترتیب که آهن قراضه و گاز کلر خشک، با هم واکنش نشان داده و طی فرآیند ذوب شدن ابتدا کلرید آهن (III) قراضه در دمای 600 درجه سانتیگراد حل و اکسید می شود و به کلرید آهن (II) تبدیل می شود. سپس کلرید آهن (II) با کلر واکنش داده تا کلرید آهن (III) را تولید کند که در محفظه های خنک کننده سرد می شود.

در واقع از واکنش اسید کلریدریک به همراه گاز کلر با آهن، کلروفریک به دست می آید. فرآیند تجاری آن حاصل از واکنش گاز کلر بر روی آهن قرمز است. این ماده به سه شکل پودری، کریستال و مایع تهیه می شود.

بخش عمده ای از کلرید آهن توسط مایع حاصله از فولاد بازیافت می شود. در واکنش تراوش فولاد، اسید هیدروکلریک اسید (HCl) برای حذف زنگ زدگی از سطح فولاد به کار برده می شود. از بین بردن زنگ، سطح را برای پوشش محافظ آماده می کند.

یکی از روش های تهیه کلروفریک، تبدیل کلرید فریت گازی به کریستال خالص کلرید فریک می باشد.

حلالیت کلروفریک:

میزان حلالیت کلروفریک در 100 سی سی آب در نظر گرفته شده است. بدین صورت که در آب سرد صفر درجه، حدود 74.4 گرم و در آب گرم صد درجه، حدود 535.7 گرم می باشد.

کلرید آهن (III) بدون آب آلودگی به همراه دارد و در هوای مرطوب تشکیل می گردد. به هنگام حل شدن در آب، کلرید آهن (III) تحت هیدرولیز قرار می گیرد. کلرید آهن بدون آب (III)، اسید لوئیس نسبتا قوی می باشد که به عنوان کاتالیزور در سنتز آلی استفاده می شود.

کلروفریک جامد، پارا مغناطیس است و نقطه ی جوش بالایی دارد که اغلب به عنوان یک جامد غیر سفید رنگ تولید می گردد. کلرید آهن (II) از آب به شکل تترا هیدرات سبز رنگ کریستالی به وجود می آید.  

کاربردهای کلروفریک:

بیشترین کاربرد کلرید فریک در محلول است. وقتی حل شد، یک محلول آبی قهوه ای روشن با بوی اسید کلریدریک ضعیف تشکیل می دهد. برای اکثر فلزات بسیار خورنده است و احتمالاً برای بافت نیز خورنده است. غیر قابل احتراق است و در درجه اول در تصفیه فاضلاب و تصفیه آب استفاده می شود.

• از کلرید آهن (III) در تصفیه فاضلاب و تولید آب آشامیدنی به عنوان منعقد کننده و لخته کننده استفاده می شود. کلروفریک می تواند مواد معلق را از بین ببرد.
• این ماده همچنین به عنوان ماده شستشو در هیدرومتالورژی کلرید نیز به کار می رود.
• کلرید آهن (III) به عنوان کاتالیزور برای واکنش اتیلن با کلر، تشکیل اتیلن دی کلرید که عمدتا برای تولید صنعتی وینیل کلراید و به عنوان مونومر برای ساخت PVC است، استفاده می شود.
• در آزمایشگاه از کلرید آهن (III) معمولاً به عنوان اسید لوئیس برای واکنش های کاتالیزوری مانند کلرزنی ترکیبات معطر و واکنش مواد معطر استفاده می شود.
• به صورت بی آب به عنوان معرف خشک کننده در واکنش های خاص استفاده می شود.
• برای تشخیص وجود ترکیبات فنل در سنتز آلی استفاده می شود. به عنوان مثال، بررسی خلوص آسپرین سنتز شده.
• ر تصفیه آب و فاضلاب برای رسوب فسفات به عنوان فسفات آهن (III) استفاده می شود.
• در تصفیه فاضلاب برای کنترل بو استفاده می شود.
• توسط تیغ سازان و صنعتگران در جوشکاری الگو برای اچ فلز استفاده می شود، و به آن یک اثر متضاد می دهد، تا لایه لایه یا نقص فلز را مشاهده کند. همچنین برای بارش و استخراج فلزات به کار می رود.
• برای حکاکی الگو در شهاب سنگ های آهن استفاده می شود.
• برای حکاکی صفحات عکاسی برای چاپ تصاویر عکاسی و هنرهای زیبا در داخل گلدان و برای استحکام سیلندرهای سنگفرش مورد استفاده در صنعت چاپ ضروری است.
• برای ساخت صفحه های مدار چاپی (PCB) با اچ مس استفاده می شود.
• برای سفت کردن پوشش آلومینیوم از آینه استفاده می شود.
• در عمل دامپزشکی برای معالجه بیش از حد پنجه های حیوان مورد استفاده قرار می گیرد، به ویژه هنگامی که ازدیاد محصول منجر به خونریزی شود.
• برای آزمایش مقاومت در برابر خوردگی و خوردگی فولادهای ضد زنگ و آلیاژهای دیگر استفاده می شود.
• در سیستم های ذخیره انرژی استفاده می شود. مانند نیروگاه های برق و تهیه مدار و فیبر الکترونیکی
• مصارف صنعتی کلروفریک شامل ساخت رنگدانه ها، عوامل آبکاری و عوامل تصفیه کننده سطح، تنظیم کننده های فرآیند و عوامل جداسازی مواد جامد است.
• از بین بردن کوارتز
• در آبگیری لجن به منظوز حذف سختی آب و فسفات و آرسنیک و حذف رنگ
• ضد عفونی کردن بعضی از میکروب ها
• تهیه کود گیاهی
• صنایع شیشه و سرامیک
• داروسازی
• نوار چسب لوله
• کاغذ سازی
• کمک به فیلتراسیون

کاربرد کلروفریک درتصفیه فاضلاب ها:

استفاده اولیه از کلرید فریک برای از بین بردن آلودگی های موجود در آب و تصفیه فاضلاب است. کلرید فریک همچنین یکی از معدود مواد شیمیایی تصفیه آب است که می تواند بوها را جدا کند. در ترکیب با استفاده در کاربردهای صنعتی آب و پیش تصفیه آب دریا قبل از نمک زدایی، کل تصفیه آب بیش از سه چهارم کل تقاضای جهانی را تشکیل می دهد. حجم کمتری از کلرید فریک با درجه بالاتر به عنوان یک کاتالیزور در واکنش های شیمیایی و به عنوان جایگزین در تولید میکروالکترونیک استفاده می شود. این ماده به عنوان یک ماده لخته ساز و جداسازی کننده برای کنترل لجن و بو بسیار کارآمد شناخته می شود.

کاربرد کلروفریک در تصفیه آب های آشامیدنی:

آهن و منگنز (Fe / Mn) در منابع آب زیرزمینی مورد استفاده در بسیاری از سیستم های آب سرویس جنگل معمول است. آهن بیشترین شیوع این دو آلودگی را دارد، اما اغلب آن ها با هم اتفاق می افتند. سطح بالای این آلاینده ها می تواند منجر به تغییر رنگ آب، لکه های لوله کشی لکه دار و طعم فلزی ناخوشایند آب شود. رسوبات آهن می تواند در مخازن تحت فشار، مخازن ذخیره سازی، بخاری آب و خطوط لوله تجمع یابد. تجمع رسوب آهن می تواند باعث کاهش ظرفیت، کاهش فشار و افزایش تعمیر و نگهداری شود. این رسوبات همچنین می توانند باعث چسبیدن دریچه های خود بسته شوند.

آهن و منگنز در آب ممکن است به سه شکل باشد. باکتری آهن نیز ممکن است در چاه ها وجود داشته باشد یا در سیستم توزیع رشد کند. در صورت وجود باکتری های آهن، لجن به رنگ زنگ در لامپ ها و لوله ها ایجاد می شود. باکتری های آهن باید در چاه کنترل شوند تا از آلودگی صفحات چاه جلوگیری شود. باکتری های آهن در سیستم توزیع باعث افزایش تقاضای کلر می شوند. کلر شوک دوره ای چاه و سیستم توزیع باکتری ها را کنترل می کند.

لیست قیمت کلرید آهن: