Cloruro di ferro (III): sintesi, reazioni, usi

Il cloruro di ferro (III), spesso chiamato cloruro ferrico ha formula FeCl₃ è un composto chimico di base di importanza industriale.

Proprietà

Il cloruro di ferro (III) è igroscopico e può presentarsi in forma idrata coordinando due o cinque molecole di acqua.

Il sale idrato più comune è il cloruro di ferro (III) esaidrato FeCl₃· 6 H₂O.
Il composto anidro è un solido cristallino i cui cristalli appaiono di colore verde scuro alla luce riflessa e di colore rosso porpora alla luce trasmessa.

Il cloruro di ferro esaidrato è un solido di colore giallo mentre le sue soluzioni sono di colore marrone.
È solubile in acqua, metanolo, etanolo, acetone, etere etilico.

Sintesi del cloruro di ferro (III)

Il cloruro di ferro (III) è ottenuto:

• • facendo reagire a una temperatura maggiore di 200°C il ferro in presenza di cloro secondo la reazione:
    2 Fe_(s) +3 Cl_2(g) → 2 FeCl_3(s)

• facendo reagire il minerale in cui il ferro è presente sotto forma di Fe₃O₄ con acido cloridrico:
  Fe₃O_4(s) + 8 HCl_(aq) → FeCl_2(aq) +2 FeCl_3(aq) + 8 H₂O_(l)

Il cloruro di ferro (II) può essere successivamente ossidato a cloruro di ferro (III) in presenza di cloro:
2 FeCl_2(aq) + Cl_2(g) → 2 FeCl_3(s)

Reazioni

Il cloruro di ferro (III) è un ossidante stante il potenziale normale di riduzione del ferro (III) relativo alla semireazione:
Fe³⁺ + 1 e^– → Fe²⁺    pari a E° = + 0.77 V

Esso è pertanto in grado di ossidare il cloruro di rame (I) a cloruro di rame (II) secondo la reazione:
FeCl₃ + CuCl → FeCl₂ + CuCl₂

Il cloruro di ferro (III) è un acido di Lewis ed è utilizzato per catalizzare reazioni come l’alogenazione del benzene e le reazioni di Friedel-Crafts

Reagisce con:

• idrossido di sodio per dare un precipitato rosso scuro di idrossido di ferro (III):
  FeCl_3(aq) + 3 NaOH_(aq)→ Fe(OH)_3(s) + 3 NaCl_(aq)

• lo ione tiocianato

Una soluzione di cloruro di ferro (III) contiene ioni ferro esaidrati che reagiscono con lo ione tiocianato per dare un complesso di colore rosso sangue:
Fe(H₂O)₆³⁺_(aq) + SCN^–_(aq) → Fe(H₂O)₅SCN²⁺_(aq) + H₂O_(l)

• composti fenolici

Il fenolo e i suoi derivati reagiscono con cloruro di ferro (III) dando luogo alla formazione di soluzioni di colorazioni che vanno dal blu al viola, verde o rosso-marrone.

Questa reazione è utilizzata come test per la determinazione del fenolo e dei suoi derivati:
FeCl_3(aq) + 3 C₆H₅OH → (C₆H₅O)₃Fe + 3 HCl

• con un eccesso di ione cloruro per dare il complesso tetracloroferrato (III):
  FeCl₃ + Cl^– → [FeCl₄]^–

• con il ferro

La reazione di comproporzione porta alla formazione di cloruro di ferro (II):
2 FeCl₃ + Fe → 3 FeCl₂

Usi

Il cloruro di ferro (III) è usato come:

• agente purificante nell’approvvigionamento idrico e come coagulante nel trattamento delle acque reflue urbane e industriali. La sua idrolisi lo rende un agente flocculante e precipitante stante la formazione di idrossido di ferro (III) che adsorbe particelle sospese di vari materiali.
• ossidante nella produzione di coloranti blu indaco.
• mezzo di incisione nella produzione di circuiti stampati.
• catalizzatore nella reazione dell’etilene con il cloro, con formazione dell’1,2-dicloroetano, utilizzato per la produzione industriale di cloruro di vinile, monomero per la produzione di PVC.