ఐరన్ (III) క్లోరైడ్

ఐరన్ (III) క్లోరైడ్, (ఫెర్రిక్ క్లోరైడ్ గా కూడా పిలువబడుతుంది) ఐరన్ (ఇనుము) యొక్క రసాయన సంయోగ పదార్థము. దీని రసాయన ఫార్ములా FeCl3 . ఇందులో ఇనుము యొక్క ఆస్కీకరణ స్థితి +3. దీని యొక్క స్పటికాల రంగు చూసే కోణం పై ఆధారపడి ఉంటుంది: దీనిపై కాంతి పరావర్తనం చెందితే అది గాఢ ఆకుపచ్చ రంగులో కనిపిస్తుంది కానీ అది కాంతిని ప్రసారం చేయునపుడు అది పర్పల్-రెడ్ రంగులో కనిపిస్తుంది. ఆనార్ధ్ర ఐరన్ (III) క్లోరైడ్ కరుగదు కానీ ఆర్థ్ర హైడ్రోజన్ క్లోరైడ్ ను ఆర్థ్రత గల గాలిలో ఏర్పరుస్తుంది. ఐరన్ క్లోరైడ్ సహజ స్థితిలో అరుదుగా కనిపిస్తుంది. దీని యొక్క ఖనిజం "మోలీసైట్".

ఇది నీటిలో కరిగినపుడు, ఐరన్ క్లోరైడ్ హైడ్రాలసిస్ చర్యలో పాల్గొనుట మూలంగా ఉష్ణం ఉత్పత్తి అవుతుంది. కనుక ఇది ఉష్ణమోచక చర్య. ఫలితంగా గోధుమ రంగులో, ఆమ్లత్వం కల, క్షయం చెందే ద్రావణం ఏర్పడుతుంది. ఇది మురుగునీటి శుద్ధి కోనూ, త్రాగునీటి ఉత్పత్తిలోనూ ప్లోకలెంట్ గా ఉపయోగిస్తారు. దీనిని ముద్రిత వలయ బోర్డులు (printing circuit boards) లో కాపర్ ఆధారిత లోహం కొరకు ఎర్చంట్ గా ఉపయోగిస్తారు. అనార్థ ఐరన్ (III) క్లోరైడ్ బలమైన లూయీస్ ఆమ్లం. దీనిని సేంద్రియ సంశ్లేషణ (organic synthesis) లో ఉత్ప్రేరకంగా ఉపయోగిస్తారు.

నామీకరణం 
హైడ్రేటెడ్, ఎన్‌హైడ్రేట్ (ఆర్థ్ర, అనార్థ్ర) పదాలను ఐరన్ (III) క్లోరైడ్ యొక్క రెండు సాధారణ రూపాలను వర్ణించడానికి ఉపయోగిస్తారు. దీనియొక్క హెక్సా హైడ్రేట్స్ యొక్క ఇంపిరికల్ ఫార్ములా FeCl3⋅6H2O. ఇది ట్రాన్స్ - [Fe(H2O)4Cl2]Cl⋅2H2O గా కూడా పిలువబడుతుంది. దీనియొక్క క్రమబద్దమైన నామం టెట్రాఆక్వాడిక్ క్లోరో ఐరన్ (III) క్లోరైడ్ డీహైడ్రేట్. ఇది దీని నిర్మాణాన్ని స్పష్టంగా చూచించగలిగే నామం.

నిర్మాణం , ధర్మములు 
అనార్థ్ర ఐరన్ (III) క్లోరైడ్, బిస్మత్ (III) అయొడైడ్ నిర్మాణాన్ని పోలి ఉంటుంది. ఇది ఆక్టాహైడ్రల్ లక్షణాలతో Fe(III) మధ్యభాగంలో ఉండి రెండు-కోఆర్డినేట్ క్లోరైడ్ లిగాండ్స్ తో బంధించబడి ఉంటుంది. ఐరన్ (III) క్లోరైడ్ హైక్సాహైడ్రేట్ ట్రాన్స్-[Fe(H2O)4Cl2]+ కాటయాను సముదాయాలను, క్లోరైడ్ అయాన్లను రెండు నీటి అణువులను మోనోక్లినిక్ స్పటిక నిర్మాణంలో ఉండే విధంగా అమరి ఉంటుంది.

ఐరన్ (III) క్లోరైడ్ సాపేక్షంగా తక్కువ ద్రవీభవన స్థానాన్ని కలిగి ఉండి సుమారు 315 °C వద్ద మరుగుతుంది. దీని బాష్పాలలో డైమెర్ Fe2Cl6 కలిగి ఉంటుంది. ఇది అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద మోనోమెరిక్ FeCl3గా వేరుచేస్తుంది. దీని యొక్క తిరోగమన వియోగ చర్యలో ఐరన్ (II) క్లోరైడ్, క్లోరిన్ వాయువులను ఏర్పరుస్తుంది.

తయారీ 
అనార్థ్ర ఐరన్ (III) క్లోరైడ్ కొన్ని మూలకాల సమ్మేళనంతో తయారుచేయవచ్చు:
 2 Fe(ఘ) + 3 Cl2(వా) → 2 FeCl3(ఘ)
ఐరన్ (III) క్లోరైడ్ ద్రావణాలను ప్రారిశ్రామికంగా ఐరన్, దాని ధాతువుల నుండి ఉత్పత్తి చేస్తారు. 
 ఐరన్ ధాతువును హైడ్రోక్లోరికామ్లములో విలీనం చేయుట ద్వారా 
 Fe3O4(s) + 8 HCl(aq) → FeCl2(aq) + 2 FeCl3(aq) + 4 H2O(l)
 క్లోరిన్ తో ఐరన్ (II) క్లోరైడ్ ఆక్సీకరణం చెందించడం వలన 
 2 FeCl2(aq) + Cl2(g) → 2 FeCl3(aq)
 ఆక్సిజన్ తో ఐరన్ (II) క్లోరైడ్ ఆక్సీకరణం చెందించడం వలన 
 4FeCl2(aq) + O2 + 4HCl → 4FeCl3(aq) + 2H2O(l)
తక్కువ మోతాదులో ఐరన్ తో ఉదజహరికామ్లం (హైడ్రోక్లోరికామ్లము) చర్య పొందడం, తరువాత హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ వలవడం వలన ఉత్పత్తి చేస్తారు. హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ ఆక్సీకరణిగా పనిచేసి పెర్రస్ క్లోరైడ్ ను పెర్రిక్ క్లోరైడ్ గా మారుస్తుంది.

యితర ఆర్థ్ర లోహ క్లోరైడ్ల వలెనే, ఆర్థ్ర ఐరన్ (III) క్లోరైడ్ థియోనైల్ క్లోరైడ్ ట్రీట్‌మెంటు ద్వారా ఎన్‌హైడ్రస్ లవణంగా మారుస్తుంది. హైడ్రేట్ నుండి ఎన్‌హైడ్రేట్ ఐరన్ (III) క్లోరైడ్ గా మార్చుడం వేడిచేయడం ద్వారా జరుగదు. దాని ఫలితంగా HC, ఐరన్ ఆక్సీ క్లోరైడ్ ఉత్పత్తి అవుతాయి. అదే విధంగా డీహైడ్రేషన్ ట్రైమిథైసిలైల్ క్లోరైడ్ తో ప్రభావితమవుతుంది.
 FeCl3•6H2O  +  12 Me3SiCl   →   FeCl3  +  6 (Me3Si)2O  +  12 HCl

చర్యలు 

ఐరన్(III) క్లోరైడ్ హైడ్రోలసిస్ చర్యలలో పాల్గొని ఆమ్ల ద్రావణాన్ని ఇస్తుంది. ఇది ఐరన్ (III) ఆక్సైడ్ తో 350 °C ఉష్ణోగ్రతకు వేడిచేసినపుడు, ఐరన్(III) క్లోరైడ్ ఐరన్ ఆక్సీక్లోరైడ్ ను ఇస్తుంది.
 FeCl3 + Fe2O3 → 3 FeOCl
ఇది మద్యస్థంగా బలమైన లూయీ ఆమ్లము. ఇది లూయీ క్షారాలతో కలసి ట్రైఫినైల్ ఫాస్పైన్ ఆస్కైడ్ వంటి అడక్ట్స్ ను ఏర్పరుస్తుంది. ఇది ఇతర క్లోరైడ్ లవణాలతో చర్యపొంది పసుపురంగు గల టెట్రాహైడ్రల్  అయానును ఏర్పరుస్తుంది.  యొక్క లవణాలు హైడ్రోక్లోరికామ్లములో డైఇథైల్ ఈథర్ ను ఏర్పరుస్తుంది.

క్షారయుత లోహ ఆల్కాక్సైడ్లు చర్యపొంది లోహ ఆల్కాక్సైడ్ సముదాయాలుగా ఏర్పరుస్తుంది. ఈ సమ్మేళనాలు ద్వి లేదా త్రిపరమాణుకాలుగా ఉంటాయి. ఘన స్థితిలో బహు కేంద్రక సముదాయాలుగా FeCl3, సోడియం ఇధాక్సైడ్ మధ్య గల సాధారణ స్టైకోమెట్రిక్ చర్యలలో వర్ణించబడుతుంది.
 FeCl3 + 3 [C2H5O]−Na+ → Fe(OC2H5)3 + 3 NaCl

ఆక్సీకరణం 
ఐరన్ (III) క్లోరైడ్ కొద్దిగా ఆక్సీకరణ కారకంగా పనిచేస్తుంది. ఉదాహరణకు ఇది కాపర్ (I) క్లోరైడ్ నుండి కాపర్ (II) క్లోరైడ్ గా ఆక్సీకరణం చెందిచడానికి ఉపయోగపడుతుంది. 
 FeCl3 + CuCl → FeCl2 + CuCl2
ఇది ఐరన్ తో చర్యపొంది ఐరన్ (II) క్లోరైడ్ ను ఏర్పరుస్తుంది. 
 2 FeCl3 + Fe → 3 FeCl2
జైడ్రజైన్ వంటి క్షయకరణ కారకాలు ఐరన్ (III) క్లోరైడ్ నుండి ఐరన్ (II) యొక్క సమ్మేళనాలుగా మారుస్తుంది.

ఉపయోగాలు

పారిశ్రామిక: 
ఐరన్ (III) క్లోరైడ్ మురుగునీటి శుద్ధి, త్రాగునీటి ఉత్పత్తి ప్రక్రియలలో వాడుతారు. FeCl3 కొద్దిగా క్షారయుత నీటిలో ఉన్నపుడు చర్యపొంది హైడ్రాక్సైడ్ అయాను ఏర్పరచి ఐరన్ (III) హైడ్రాక్సైడ్ యొక్క ఫ్లోక్ ఏర్పరుస్తుంది. లేదా FeO(OH)− రూపొందిస్తుంది. తేలియాడుతున్న పదార్థాలను తొలగిస్తుంది.

 [Fe(H2O)6]3+ + 4 HO− → [Fe(H2O)2(HO)4]− + 4 H2O → [Fe(H2O)O(HO)2]− + 6 H2O
ఇది క్లోరో మెటలర్జీలో లీచింగ్ ఏజంట్ గా పనిచేస్తుంది. ఉదాహరణకు FeSi (సిల్‌గ్రైన్ విధానం) లో సిలికాన్ ఉత్పత్తి చేయుట.

ఐరన్ (III) క్లోరైడ్అ యొక్క అతి ముఖ్యమైన అనువర్తనం ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ బోర్డుల ఉత్పత్తిలో కాపర్ రేకులను చెక్కే ప్రక్రియలో రెండు సార్లు క్షయకరణం చెందించుట. మొదట కాపర్ క్లోరైడ్ గానూ తరువాత కాపర్ (II) క్లోరైడ్ గానూ మార్చుతుంది.
 FeCl3 + Cu → FeCl2 + CuCl
 FeCl3 + CuCl → FeCl2 + CuCl2
ఐరన్ (III) క్లోరైడ్ ఇధిలీన్ తో క్లోరిన్ జరుపు చర్యలో ఉత్ర్పేరకంగా ఉపయోగిస్తారు. అతి ముఖ్యమైన రసాయనం అయిన ఇథిలీన్ డైక్లోరైడ్ (1-2-డైక్లోరో ఎథేన్) ఉత్పత్తిలో ఉపయోగిస్తారు. ఈ పదార్థం పి.వి.సి (పాలి వినైల్ క్లోరైడ్) యొక్క మోనోమర్ తయారీకి కావలసిన వినైల్ క్లోరైడ్ ఉత్పత్తికి ఉపయోగపడుతుంది. 
 H2C=CH2 + Cl2 → ClCH2CH2Cl

ఇతర ఉపయోగాలు 
 డైయింగ్ రియాజెంట్ గా కొన్ని చర్యలలో ఎన్‌హైడ్రస్ రూపంలో ఉపయోగపడుతుంది.
 సేంద్రియ సంశ్లేషణలో ఫినైల్ సమ్మేళనాలను గుర్తించడానికి ఉపయోగపడుతుంది. ఉదా: ఆస్ప్రిన్ ను సంశ్లేషించునపుడు
 నీరు, మురుగునీరు శుద్ధి కార్యక్రమాలలో ఫాస్పేట్ ను అవక్షేపంగా మార్చుటకు ఉపయోగిస్తారు.
 అమెరికాలోని నాణేల సేకరణ చేసేవారు నాణేలపై తేదీలు కనిపించకుండా పోయినపుడు వాటిని గుర్తించడానికి ఉపయోగిస్తారు.
 ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ బోర్డుల తయారీలో ఉపయోగిస్తారు. 
 జంతువుల గడ్డకట్టే నమూనాలు (థ్రాంబోసిస్ మోడల్) తయారీలో వాడుతారు.
 శక్తిని నిల్వచేసే వ్యవస్థలలో వాడుతారు.
 నేరుగా కచ్చితమైన బ్లూప్రింట్స్ తయారీలో చారిత్రాత్మకంగా వాడుతారు.

భద్రత 
ఐరన్ (III) క్లోరైడ్ ప్రమాదకరమైనది, అధిక క్షయంకలది, ఆమ్లత్వం గలది. దీని అనార్థ్ర పదార్థాలు బలమైన డీహైడ్రేటింగ్ ఏజంట్ గా ఉపయొగపడుతుంది.

కానీ మానవులకు విషం కలిగించే సందర్భాలు అరుదుగా నమోదు కాబడినవి. ఫెర్రిక్ క్లోరైడ్ జ్వలనం చేయడం వలన అనారోగ్యం, మరణాలు కలిగే అవకాశం ఉంది.

నోట్సు

మూలాలు

ఇతర పఠనాలు 

 Handbook of Chemistry and Physics, 71st edition, CRC Press, Ann Arbor, Michigan, 1990.
 The Merck Index, 7th edition, Merck & Co, Rahway, New Jersey, USA, 1960.
 D. Nicholls, Complexes and First-Row Transition Elements, Macmillan Press, London, 1973.
 A.F. Wells, 'Structural Inorganic Chemistry, 5th ed., Oxford University Press, Oxford, UK, 1984.
 J. March, Advanced Organic Chemistry, 4th ed., p. 723, Wiley, New York, 1992.
 Handbook of Reagents for Organic Synthesis: Acidic and Basic Reagents, (H. J. Reich, J. H. Rigby, eds.), Wiley, New York, 1999.

రసాయన పదార్థాలు
క్లోరైడ్స్
ఐరన్ సమ్మేళనాలు