Demir Klorür, Demir 3 Klorür, Ferrik Klorür, Ferric Chloride, Ferrik Triklorür, Ferric Trichloride, Iron Trichloride, 7705-08-0

DEMİR(III) KLORÜR (FeCl₃)

1. Kimyasal Kimlik ve Malzeme Sınıflandırması

• Kimyasal Adı: Demir(III) Klorür, Ferrik Klorür, Demir Triklorür

• Eşanlamlılar: Ferrik Triklorür, Flores Martis, Floresmartis, Demir Perklorür

• CAS Numaraları: 7705-08-0 (susuz); 10025-77-1 (hekzahidrat)

• Moleküler Formül: FeCl₃

• Moleküler Ağırlık: 162,20 g/mol (susuz); 270,30 g/mol (hekzahidrat)

• EC Numarası: 231-729-4

• MDL Numarası: MFCD00011005

• RTECS Numarası: LJ9100000

2. Kimyasal Yapı ve Moleküler Karakteristikler

• Yapı (katı, susuz): Tabakalı yapı (BiI₃ tipi) – hegzagonal kristal sistemi

• Yapı (gaz fazı, >400°C): Dimerik (Fe₂Cl₆) – iki FeCl₄ tetrahedronun kenar paylaşımı

• Koordinasyon geometrisi (katı): Oktahedral (her Fe, 6 Cl ile çevrilidir)

• Demir oksidasyon durumu: +3 (kararlı, güçlü oksitleyici)

• Fe–Cl bağ uzunluğu (katı): ~2,45 Å

• Manyetik moment (katı): 5,90 μB (yüksek-spin d⁵ konfigürasyonu)

3. Fiziksel Özellikler

3.1 Genel Fiziksel Özellikler (Susuz)

3.2 Termal Özellikler

4. Çözünürlük Davranışı (g/100 g çözücü, 20°C, aksi belirtilmedikçe)

5. Sulu Çözelti Kimyası

6. Üretim Yöntemleri

6.1 Demirin Doğrudan Klorlanması (Endüstriyel Standart – Susuz)

• Reaksiyon: 2Fe (k) + 3Cl₂ (g) → 2FeCl₃ (k)

• Proses: Dikey reaktörde demir talaşı veya hurda → yukarı yönlü klor gazı → 500–700°C'de ekzotermik reaksiyon → FeCl₃ buharı yoğunlaştırılır

• Verim: ~%95–98

• Yan ürünler: Yok (kapalı sistem)

• Enerji gereksinimi: Yüksek derecede ekzotermik (ΔH = -800 kJ/mol)

6.2 Hidroklorik Asit Yöntemi (Çözelti Üretimi)

• Reaksiyon (adım 1): Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

• Reaksiyon (adım 2): 2FeCl₂ + Cl₂ → 2FeCl₃

• Proses: Demir talaşı + HCl → FeCl₂ çözeltisi → Cl₂ gazı ile klorlama → FeCl₃ çözeltisi

• Ulaşılan tipik konsantrasyon: %60'a kadar ağ/ğ FeCl₃ çözeltisi

6.3 Tek Adımlı Klorlama (Islak Proses)

• Reaksiyon: 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃ (sulu ortamda)

• Proses: Demir talaşı içeren suya klor gazı kabarcıkları gönderilir

• Avantaj: Ayrı bir FeCl₂ adımı olmadan doğrudan çözelti üretimi

6.4 Demir Oksitten (Alternatif)

• Reaksiyon: Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O

• Uygulama: Yüksek saflıkta demir oksidin mevcut olduğu durumlarda

7. Redoks Özellikleri ve Aşındırma Mekanizması (PCB Endüstrisi)

7.1 Standart Redüksiyon Potansiyelleri

7.2 Bakır Aşındırma Reaksiyonu (PCB Aşındırma)

• Reaksiyon: 2FeCl₃ + Cu → 2FeCl₂ + CuCl₂

• Net iyonik: 2Fe³⁺ + Cu (k) → 2Fe²⁺ + Cu²⁺

• Standart hücre potansiyeli: E°hücre = 0,43 V (termodinamik olarak uygun)

• Reaksiyon hızı: Hızlı (konsantrasyon ve sıcaklığa bağlı olarak saniyeler ila dakikalar)

• Yan ürün: CuCl₂ (çözünür)

7.3 Aşındırma Parametreleri (Tipik)

8. Elektrokimyasal Parametreler (Korozyon ve Aşındırma)

9. Kullanım Alanları – PCB Aşındırma ve Metal İşleme

9.1 Baskılı Devre Kartı (PCB) Aşındırma (Birincil Uygulama)

9.2 Su ve Atıksu Arıtma

9.3 Atıksudan Ağır Metal Giderimi

• Mekanizma: Fe(OH)₃ ile birlikte çöktürme

• Hedef metaller: Arsenik (As), krom (Cr), kurşun (Pb), kadmiyum (Cd)

• Giderim verimi: Fe:As oranı 10:1'de arsenik için >%95

9.4 Klorlama ve Organik Sentez Katalizörü

10. Kullanım Alanları – Diğer Endüstriler

10.1 Boya ve Tekstil Endüstrisi

10.2 Fotoğrafçılık ve Baskı

10.3 Farmasötik ve Beslenme

10.4 Madencilik ve Metalurji

10.5 İnşaat

11. Diğer Aşındırıcılar/Koagülantlarla Karşılaştırma

12. Ürün Formları ve Spesifikasyonlar

12.1 Mevcut Formlar

12.2 Kalite Spesifikasyonları (Susuz, Teknik Sınıf)

12.3 Kalite Spesifikasyonları (Sulu Çözelti, %40 a/ğ)

13. Analitik Metotlar

13.1 Demir(III) Tayini (Redoks Titrasyonu – İyodometrik)

13.2 Demir(II) Tayini (KMnO₄ ile Titrasyon)

13.3 Demir Tayini (ICP-OES veya AAS)

14. Güvenlik ve Toksikoloji

15. Güvenlik Önlemleri ve Kişisel Koruyucu Ekipman (KKE)

• Tehlikeler:

  • Aşındırıcı – ciltte ciddi yanıklara ve göz hasarına neden olur

  • Yutulması halinde zararlıdır (H302)

  • Su ile reaksiyona girer (ekzotermik)

  • Yüksek sıcaklıkta toksik Cl₂ gazına bozunur

• Reaktivite:

  • Uyumsuz olduğu maddeler: Güçlü oksitleyiciler, alkali metaller (K, Na – patlayıcı karışımlar), su (ekzotermik)

  • Çoğu metali aşındırır (özellikle yüksek konsantrasyonlarda paslanmaz çelik)

  • Uyumlu depolama malzemeleri: Cam, PTFE, polipropilen, PVC (sınırlı süre), Hastelloy C

• KKE (zorunlu):

  • Kimyasal dayanımlı eldivenler (nitril, neopren veya PVC; minimum 0,4 mm kalınlık, EN 374)

  • Kimyasal sıçrama korumalı gözlük (EN 166) veya tam yüz siperi

  • Koruyucu giysi (önlük veya tulum, aside dayanıklı)

  • Lastik çizmeler (büyük dökülmeler için)

  • Solunum koruması (toz veya sis mevcutsa – P2 filtre)

• Mühendislik kontrolleri:

  • Tozlu işlemler veya ısıtılmış çözeltiler için yerel egzoz havalandırması (LEV)

  • Göz yıkama istasyonları ve güvenlik duşları (acil yakınlıkta)

• İlk yardım:

  • Soluma: Temiz havaya çıkarın; solunum zorluğu varsa oksijen verin; tıbbi yardım alın

  • Cilt teması: Kirlenmiş giysileri çıkarın; en az 15 dakika bol su ile yıkayın; tıbbi yardım alın

  • Göz teması: Göz kapaklarını aralayarak 15–20 dakika su ile durulayın; acil tıbbi yardım alın

  • Yutma: Ağzı çalkalayın; KUSTURMAYIN; süt veya su verin; acil tıbbi yardım alın

16. Çevresel Akıbet ve Bertaraf

17. Depolama ve Raf Ömrü

• Depolama koşulları:

  • Serin, kuru, iyi havalandırılmış alan (10–30°C)

  • Orijinal ambalajında ağzı sıkıca kapalı tutun (susuz form son derece higroskopiktir)

  • Sudan, nemden ve uyumsuz malzemelerden (alkali metaller, oksitleyiciler) uzak tutun

  • Yanıcı malzemelerden uzak tutun (yanmayı destekleyebilir)

  • Yiyecek ve yem yakınında depolamayın

  • Korozyona dayanıklı raflar kullanın (plastik kaplı veya paslanmaz çelik)

• Raf ömrü:

  • Susuz (kapalı): 24 ay (kuru tutulursa – aksi takdirde hızla deliquesans gösterir)

  • Hekzahidrat (kapalı): 36 ay

  • Çözelti (%40, pH <1): 12 ay (pH yükselirse Fe(OH)₃ çökelmesi olabilir)

• Bozunma göstergesi:

  • Susuz: Sarı/kahverengi sıvı oluşumu (deliquesans – su emilimi)

  • Çözelti: Kırmızımsı-kahverengi çökelti oluşumu (Fe(OH)₃)

18. Taşımacılık Bilgileri

19. Eşanlamlılar, Standartlar ve Neden Demir(III) Klorür Tercih Edilmeli?

Eşanlamlılar

• Türkçe: Demir(III) klorür, Ferrik klorür, Demir triklorür, Ferrik triklorür, Flores martis

• İngilizce: Ferric chloride, Iron trichloride, Iron(III) chloride, Floresmartis

• Almanca: Eisen(III)-chlorid

• Fransızca: Chlorure de fer(III)

• İspanyolca: Cloruro férrico

Standart Uygunluğu

Neden Demir(III) Klorür Tercih Edilmelidir? (Teknik Özet)

• Yüksek bakır aşındırma hızı (10–30 μm/dk): Yaygın PCB aşındırıcılar arasında en hızlısı

• Düşük maliyet: Büyük ölçekli PCB üretimi ve su arıtma için ekonomik

• Rejenere edilebilir aşındırma banyosu: Fe²⁺, Cl₂, H₂O₂ veya elektroliz ile Fe³⁺'e yeniden oksitlenebilir

• Su arıtma için etkili koagülant: Geniş pH aralığı (5–8), mükemmel fosfat giderimi

• Güçlü Lewis asidi katalizör: Organik sentezde kullanılır (klorlama, Friedel-Crafts)

• Yüksek çözünürlük (suda 92 g/100 mL'ye kadar): Yüksek reaksiyon hızları için konsantre çözeltilere izin verir

• Köklü üretim: Küresel bulunabilirlik, birden fazla sınıf (susuz, hekzahidrat, çözelti)

• Çok yönlü oksitleyici: Gazların desülfürizasyonu, metal liçi ve atıksu arıtımında kullanılır

• Sınırlama notu: Son derece aşındırıcıdır – özel taşıma ekipmanı gerektirir (cam kaplı, Hastelloy C veya çözeltiler için PVC/PP). Higroskopiktir – susuz form havada hızla deliquesans gösterir. Su arıtımında demir içeren çamur üretir (bertaraf gerektirir).

20. Sektörel Uygunluk Özet Tablosu

Bu TDS, ISO 11014-1 formatına uygun olarak hazırlanmış olup, PCB üretim mühendisleri, su arıtma uzmanları, kimya proses mühendisleri, laboratuvar teknisyenleri ve satın alma profesyonelleri için tasarlanmıştır. Analiz Sertifikaları (CoA), Güvenlik Bilgi Formları (SDS), aşındırma hızı test raporları ve numune validasyon raporları talep üzerine temin edilebilir.