Фторид железа(III)
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена трифторид железа, фторид железа | |
| Идентификаторы | |
| |
3D model ( JSmol ) | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.029.093 |
ПабХим CID | |
| номер РТЭКС |
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| FeFFeF3 | |
| Молярная масса | 112,840 г/моль (безводный) 166,89 г/моль (тригидрат) |
| Появление | бледно-зеленые кристаллы |
| Плотность | 3,87 г/см 3 (безводный) 2,3 г/см 3 (тригидрат) |
| Температура плавления | > 1000 ° C (1830 ° F; 1270 К) |
| малорастворимый (безводный) 49,5 г/100 мл (тригидрат) | |
| Растворимость | незначительно в спирте , эфире , бензоле |
| +13,760·10 −6 см 3 /моль | |
| Структура | |
| Ромбоэдрический , hR24 | |
| Р-3с, №167 | |
| Опасности | |
| Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |
Основные опасности | Коррозионный |
| СГС Маркировка : | |
  [1] | |
| Опасность [1] | |
| Х302 , Х312 , Х314 , Х332 [1] | |
| P260 , P301+P330+P331 , P303+P361+P353 , P305+P351+P338 , P405 , P501 [1] | |
| Паспорт безопасности (SDS) | Внешний паспорт безопасности |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | Оксид железа(III) , Хлорид железа(III) |
Другие катионы | Фторид марганца(III) , Фторид кобальта(III) , Фторид рутения(III) |
Родственные соединения | Фторид железа(II) |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Фторид железа(III) , также известный как фторид железа, представляет собой неорганические соединения с формулой FeF 3 (H 2 O) x , где x = 0 или 3. Они в основном представляют интерес для исследователей, в отличие от родственного хлорида железа(III) . Безводный фторид железа(III) имеет белый цвет, а гидратированные формы — светло-розовый. [2]
Химические и физические свойства
[ редактировать ]Фторид железа(III) представляет собой термически стойкий антиферромагнитный материал. [3] твердое тело, состоящее из высокоспиновых центров Fe(III), что соответствует бледным цветам всех форм этого материала. Как безводный фторид железа(III), так и его гидраты гигроскопичны .
Структура
[ редактировать ]Безводная форма имеет простую структуру с октаэдрическими центрами Fe(III)F 6 , соединенными линейными связями Fe-F-Fe. На языке кристаллографии кристаллы классифицируются как ромбоэдрические с пространственной группой R-3c . [4] Структурный мотив аналогичен наблюдаемому в ReO 3 . Хотя твердое вещество нелетучее, оно испаряется при высоких температурах, газ при 987 °C состоит из FeF 3 , плоской молекулы D 3h симметрии с тремя равными связями Fe-F, каждая длиной 176,3 мкм. [5] При очень высоких температурах он разлагается с образованием FeF 2 и F 2 . [4]
две кристаллические формы — или, более технически, полиморфы — FeF 3 ·3H 2 Известны O: α- и β-формы. Их готовят путем выпаривания раствора HF, содержащего Fe. 3+ при комнатной температуре (α-форма) и выше 50 °C (β-форма). Пространственная группа формы β — это P4/m, а форма α поддерживает пространственную группу P4/m с подструктурой J6. Твердая α-форма нестабильна и превращается в β-форму в течение нескольких дней. Эти две формы отличаются различием в квадрупольном расщеплении от их мессбауэровских спектров. [6]
Приготовление, возникновение, реакции
[ редактировать ]Безводный фторид железа (III) получают обработкой практически любого безводного соединения железа фтором. Более практично и, как и большинство фторидов металлов, его получают обработкой соответствующего хлорида фтороводородом: [7]
- FeCl 3 + 3 HF → FeF 3 + 3 HCl
Он также образует пассивирующую пленку при контакте железа (и стали) и фтористого водорода . [8] Гидраты кристаллизуются из водного раствора плавиковой кислоты. [6]
Материал является акцептором фтора. С гексафторидом ксенона образует [FeF 4 ][XeF 5 ]. [4]
Чистый FeF 3 среди минералов пока не известен. Однако гидратная форма известна как очень редкий фумарольный минерал топсеит. Обычно это тригидрат, его химический состав немного сложнее: FeF[F 0,5 (H 2 O) 0,5 ] 4 ·H 2 O. [9] [10]
Приложения
[ редактировать ]Основное коммерческое использование фторида железа(III) в производстве керамики. [11]
Некоторые реакции кросс-сочетания катализируются соединениями на основе фторида железа. В частности, сочетание биарильных соединений катализируется гидратированными комплексами фторида железа (II) с N-гетероциклическими карбеновыми лигандами. и другие фториды металлов Подобные реакции катализируют . [12] [13] Также было показано, что фторид железа (III) катализирует хемоселективное присоединение цианида к альдегидам с образованием циангидринов . [14]
Безопасность
[ редактировать ]Безводный материал является мощным дегидратирующим агентом. Образование фторида железа могло быть причиной взрыва баллона с фтористым водородом. [15]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д «Фторид железа(III)» . Американские элементы . Проверено 5 ноября 2018 г.
- ^ Хаускрофт, Кэтрин Э.; Шарп, Алан Г. (2008) Неорганическая химия (3-е изд.), Пирсон: Прентис Холл. ISBN 978-0-13-175553-6 .
- ^ Воллан, Э.О.; Чайлд, HR; Келер, WC; Уилкинсон. МК (ноябрь 1958 г.). «Антиферромагнитные свойства трифторидов группы железа». Физический обзор . 112 (4): 1132–1136. Бибкод : 1958PhRv..112.1132W . дои : 10.1103/PhysRev.112.1132 .
- ^ Jump up to: а б с Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 .
- ^ Харгиттай, М.; Колониц, М.; Треммель, Дж.; Фурке. Дж.; Ферей, Г. (январь 1990 г.). «Молекулярная геометрия трифторида железа по данным дифракции электронов и повторное исследование трифторида алюминия». Структурная химия . 1 (1): 75–78. дои : 10.1007/BF00675786 . S2CID 96178006 .
- ^ Jump up to: а б Карракер, генеральный директор; Смит, ПК (март 1992 г.). «Возвращение к α- и β-FeF 3 ·3H 2 O: кристаллическая структура и 57 Fe Mössbauer Spectra». Неорганическая химия . 31 (6): 1118–1120. doi : 10.1021/ic00032a042 .
- ^ Справочник по препаративной неорганической химии , 2-е изд. Под редакцией Г. Брауэра, Academic Press, 1963, Нью-Йорк. Том. 1. п. 266-7.
- ^ Дж. Эгеперс, П. Моллард, Д. Девильерс, М. Чемла, Р. Фарон, Р. Романо, Дж. П. Куэр, «Неорганические соединения фтора» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , Wiley-VCH, Вайнхайм, 2005. два : 10.1002/14356007.a11_307
- ^ «Топсейте» .
- ^ «Список минералов» . 21 марта 2011 г.
- ^ «Фторид железа». КАМЕО Химические вещества. Национальное управление океанических и атмосферных исследований. Веб. 7 апреля 2010 г. < http://cameochemicals.noaa.gov/chemical/3468 >
- ^ Хатакеяма, Т.; Накамура М. (июль 2007 г.). «Катализируемое железом селективное биарильное сочетание: замечательное подавление гомосочетания фторид-анионом». Журнал Американского химического общества . 129 (32): 9844–9845. дои : 10.1021/ja073084l . ПМИД 17658810 .
- ^ Хатакеяма, Т.; Хасимото, С.; Ишизука, К.; Накамура, М. (июль 2009 г.). «Высокоселективные реакции биарильного кросс-сочетания между арилгалогенидами и арилреагентами Гриньяра: новая каталитическая комбинация N-гетероциклических карбенов и фторидов железа, кобальта и никеля». Журнал Американского химического общества . 131 (33): 9844–9845. дои : 10.1021/ja9039289 . ПМИД 19639999 .
- ^ Бандгар, Британская Колумбия; Камбл, ВТ (июль 2001 г.). «Органические реакции в водной среде: FeF 3 катализирует хемоселективное присоединение цианотриметилсилана к альдегидам». Зеленая химия . 3 (5): 265. дои : 10.1039/b106872p .
- ^ «Недавний взрыв баллона с фтористым водородом размером с лекцию… возобновил опасения, что баллоны со сжатым газом могут быть особенно опасными» (PDF) . Калифорнийский университет Сан-Франциско . Архивировано из оригинала (PDF) 1 сентября 2006 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]