کلروفریک و کاربردهای آن در صنعت

کلروفریک چیست و از کاربردهای آن چه می دانید؟
کلروفریک یا کلرید آهن (III) که با نام های کلرید فریک نیز شناخته می شود یک ترکیب شیمیایی پرکاربرد در مقیاس صنعتی است. فرمول شیمیایی این ماده FeCl3 است و هنگامی که در آب حل می شود تحت هیدرولیز قرار می گیرد.

یک محلول اسیدی قهوه ای بسیار خورنده با بوی اسید کلریدریک ضعیف ایجاد می کند که به عنوان منعقد کننده در تصفیه فاضلاب و تولید آب آشامیدنی استفاده می شود. کلرید آهن بی آب (III) یک اسید قوی لوئیس است که به عنوان کاتالیزور در سنتز آلی استفاده می شود.

همتای طبیعی FeCl3 ماده معدنی نادر مولیزیت است که معمولاً مربوط به فومارول های آتشفشانی و انواع دیگر است. شکل بی آب این ماده با جذب رطوبت از هوا و آزاد سازی کلرید هیدروژن (HCl) دچار هیدرولیز جزئی می شود. فروکلراید، پر کلرید آهن و کلرید پودری آهن اسامی دیگر این نمک هستند.

قیمت خرید و فروش کلروفریک:
قیمت کلروفریک مانند سایر مواد شیمیایی به درجه خلوص و شکل آن بستگی دارد. قیمت خرید و فروش این ماده بر اساس نوع پودری، مایع یا جامد متفاوت است و شما می توانید آن را از شرکت های تولید و توزیع مواد شیمیایی خریداری کنید.

ویژگی های فیزیکی کلروفریک:
کلرید فریک در شکل خام یک پودر کریستالی رطوبت گیر است که رنگ آن به زاویه دید شما بستگی دارد. در نور منعکس شده، به نظر می رسد بلورها سبز تیره هستند. با تابش نور آنها قرمز مایل به بنفش به نظر می رسند. کلرید فریک در مایعات با خاصیت اهدا کننده پروتون مانند الکل ها، کتون ها، اترها، نیتریل ها، آمین ها و دی اکسید گوگرد مایع به راحتی حل می شود، اما در حلال های غیر قطبی مانند بنزن و هگزان کم محلول است.

این ترکیب به صورت پودر، مایع و جامد در دسترس است و بیشترین کاربرد کلرید فریک به شکل محلول است. مصارف صنعتی این ترکیب شامل ساخت رنگدانه ها، به عنوان عامل آبکاری و تصفیه کننده سطح، تنظیم کننده های فرآیند و عامل جداسازی مواد جامد است. کلروفریک یک جامد پارا مغناطیس با نقطه جوش بالا در حدود 316 درجه سانتی گراد است.

حلالیت این ترکیب در 100 سی سی آب سرد صفر درجه حدود 74.4 گرم است ولی با افزایش دمای آب حلالیت آن افزایش می یابد و در دمای 100 درجه به حدود 535.7 گرم می رسد. چگالی این ماده 2.9 گرم بر سانتی متر مکعب می باشد.

روش تولید کلروفریک:
کلرید فریک به صورت صنعتی با فرایندی به نام کلرزنی مستقیم، واکنش کلر خشک با آهن قراضه در دمای 500-700 درجه سانتی گراد تولید می شود. تحت تأثیر دمای بالا کلر و آهن با هم واکنش نشان داده و آهن به تدریج اکسید شده و به کلرید آهن II تبدیل می شود. این ترکیب در واکنش با کلر فراوان موجود در محیط به کلرید آهن III یا همان کلروفریک تبدیل می شود.

این ماده همچنین با واکنش بین گرد و غبار غنی از آهن و اسید کلریدریک از نمک دریا به عنوان آئروسل نمک جوی تولید می شود. این آئروسل های حاوی نمک آهن باعث حدود 5٪ اکسیداسیون متان به صورت طبیعی شده و تصور می شود که دارای طیف وسیعی از اثرات خنک کننده هستند.

این ترکیب را می توان از واکنش هیدروکلریک اسید با آهن نیز تهیه نمود. در این واکنش آهن در واکنش با هیدروکلریک اکسید شده و سپس با کلر واکنش می دهد. در این واکنش ها با تغییر دما و شرایطی محیطی می توان به کلرید آهن پودری، کریستالی و مایع دست یافت.

انواع کلروفریک:
کلروفریک بر اساس شکل ظاهری به انواع مختلفی تبدیل می شود که عبارتند از:

کلروفریک پودری:
این ترکیب فاقد آب است و قدرت جذب رطوبت بسیار بالایی دارد. رنگ این ترکیب در حالت پودری قهوه ای است و در صورت جذب رطوبت به نارنجی تبدیل می شود.

کلروفریک مایع:
رنگ این مایع قهوه ای سیر است و حاوی حدود 37 تا 43 درجه جرمی کلرید آهن است. این ترکیب به شدت بوی اسیدی دارد و غیر قابل اشتعال است. کلرید آهن مایع در غلظت های بسیار بالا دارای شش ملکول آب (FeCl3.6H2O) است که به آن کریستال 6 آبه گفته شده و زرد رنگ می باشند.

کاربردهای کلروفریک:
همانطور که گفته شد کلرید فریک نوعی منعقد کننده معدنی بسیار پرکاربرد است. این ترکیب باعث می شود ذرات کوچک به یکدیگر چسبیده و ته نشین شوند. پس از حذف لخته های بزرگ آب های سطحی طبیعی هنوز هم حاوی ذرات کوچکی هستند که بر روی آب شناورند برای حذف این ترکیبات کلرید آهن به مخزن آب اضافه می شود.

این ترکیب باعث می شود کلوئیدهای کوچک به شکل توده درآمده و به دلیل سنگینی به سرعت از آب حذف شده و ته نشین شوند. از کاربردهای کلرید آهن می توان به موارد زیر اشاره کرد:

تصفیه فاضلاب:
این ترکیب در تصفیه اولیه فاضلاب، جداسازی فلزات سنگین، فسفرزدایی، رنگ بری و حذف بوی نامطبوع سولفید هیدروژن مورد استفاده قرار می گیرد.

تصفیه آب آشامیدنی:
کلرید فریک به دلیل توانایی لخته سازی و منعقد کنندگی باعث رفع کدورت آب شده و برای کنترل رنگ آب مورد استفاده قرار می گیرد.

تصفیه لجن ها:
این ترکیب از نظر قدرت منعقد کنندگی با آلوم قابل رقابت است و با توجه بیماری زا بودن آلومینیم باقیمانده در آب تمایل به استفاده از کلروفریک در تصفیه آب آشامیدنی بیشتر است. لخته های تولید شده با این ماده به علت دانسیته بالاتر نسبت به آلوم سریعتر ته نشین می شوند.

کلروفریک تنها منعقد کننده معدنی است که در آب سرد هم کاربرد دارد. این ماده با کاهش میکروارگانیسم ها و پاتوژن های شناور در آب به عنوان ضدعفونی کننده نیز عمل می کند.

سایر کاربردهای کلروفریک:
این ترکیب در تولید کودهای گیاهی، استخراج فلزات، تولید نوار چسب، رنگ سازی، صنایع شیشه و سرامیک، داروسازی، لخته نمودن خون در کشتارگاه ها، تهیه مدارات و فیبرهای الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرد.

این ماده در آزمایشگاه به عنوان یک اسید لوئیس جهت کاتالیز واکنش هایی مانند کلریناسیون ترکیبات آروماتیک و واکنش های فریدل - کرافتس آروماتیک ها مورد استفاده قرار می گیرد.

تست کلرید فریک یک آزمایش رنگ سنجی سنتی برای تشخیص فنل ها است که از محلول کلرید آهن (III) یک درصد استفاده می کند که با تشکیل هیدروکسید سدیم خنثی شده و رسوب FeO (OH) تشکیل شود. این واکنش در آزمایش نقطه Trinder مورد استفاده قرار می گیرد که برای نشان دادن وجود سالیسیلات ها، به ویژه سالیسیلیک اسید که شامل یک گروه OH فنولیک است، استفاده می شود.

این آزمایش می تواند برای تشخیص وجود اسید گاما-هیدروکسی بوتیریک و گاما-بوتیرولاکتون نیز استفاده شود که باعث قرمز قهوه ای شدن آن می شود.

عوارض و خطرات کلروفریک:
کلرید فریک مضر، بسیار خورنده و اسیدی است بنابراین هنگام کار کردن با این ماده حتما جوانب احتیاط را رعایت نمایید. اگرچه مسمومیت در انسان نادر است، اما مصرف کلرید فریک می تواند منجر به مرگ و میر جدی شود.

شکل بی آب کلروفریک یک ماده دهیدراته کننده قدرتمند است. برچسب گذاری و نگهداری نامناسب منجر به بلع تصادفی یا تشخیص اشتباه این ترکیب می شود. تشخیص زود هنگام خصوصاً در بیماران مسموم شده بسیار حائز اهمیت است.