Хлорное железо
| Хлорид железа(III) | |
 |
|
| Общие | |
|---|---|
| Систематическое наименование | Хлорид железа(III) |
| Химическая формула | FeCl 3 |
| Отн. молек. масса | 162 а. е. м. |
| Молярная масса | 162.2 г/моль |
| Физические свойства | |
| Плотность вещества | 2,8 г/см³ |
| Состояние (ст. усл.) | твердый |
| Термические свойства | |
| Температура плавления | 306 °C |
| Температура кипения | 315 °C |
| Химические свойства | |
| Растворимость в воде | 92 г/100 мл |
| Классификация | |
| номер CAS | 7705-08-0 |
Хлорид железа(III) , хлорное железо FeCl 3 - средняя соль трёхвалентного железа и соляной кислоты .
Физические свойства
Мерцающие, слегка зеленоватые листочки с металлическим блеском. Сильно гигроскопичен, на воздухе превращается в гидрат FeCl 3 · 6Н 2 О - гигроскопичные жёлтые кристаллы, хорошо растворимые в воде (при 20 °C в 100 г воды растворяется 91,9 г безводной соли). T пл 309 °C.
Методы получения
- Самым простым методом получения трихлорида железа является действие на жлезные опилки газообразным хлором. При этом, в отличии от действия соляной кислоты , образуется соль трёхвалентного железа:
- Также трихлорид получается при окислении хлором хлорида железа(II):
- Также существет достаточно интересный метод окисления оксидом серы(IV) :
Химические свойства
- При нагревании в атмосферном давлении до температуры плавления, начинается медленное разложение трихлорида железа с образованием дихлорида и молекулярного хлора :
- За счёт того, что трихлорид железа является сильной кислотой Льюиса, он вступает во взаимодействие с некоторыми другими хлоридами , при этом образуются комлексные соли тетрахлорожелезной кислоты:
- При нагревании до 350°C с оксидом железа(III) образуется оксохлорид железа:
- Соли трёхвалентного железа являются слабыми окислителями, в частности, трихлорид железа хорошо окислет металлическую медь, переводя её в растворимые хлориды:
Применение
- Хлорид железа(III) применятеся для травлении печатных плат.
- Применяется как протрава при крашении тканей.
- В промышленных масштабах применяется как коагулянт для очистки воды.
- За счёт чётко выраженных кислотных свойств, широко применяется в качестве катализатора в органическом синтезе . Например, для реакции электрофильного замещения в ароматических углеводородах.
См. также
Wikimedia Foundation . 2010 .
- Хлоропирамина гидрохлорид
- Хлоропласты
Смотреть что такое "Хлорное железо" в других словарях:
Железо - получить на Академике рабочий купон на скидку Ашан или выгодно железо купить с бесплатной доставкой на распродаже в Ашан
ЖЕЛЕЗО - см. ЖЕЛЕЗО (Fe). В поверхностных водах содержание железа колеблется в широких пределах. В подземных водоисточниках и водах болот его концентрация достигает десятков мг/л. Резкое повышение железа в водоемах происходит при загрязнении их сточными… … Болезни рыб: Справочник
Железо - (Ferrum) Металл железо, свойства металла, получение и применение Информация о металле железо, физические и химические свойства металла, добыча и применение железа Содержание Содержание Определение термина Этимология История железа Происхождение… … Энциклопедия инвестора
Железо - 26 Марганец ← Железо → Кобальт … Википедия
ЖЕЛЕЗО - ЖЕЛЕЗО, Ferrum (Fe), тяжелый металл, относящийся к VIII группе периодической системы Менделеева. Ат. в. 55,84(0=16), при чем известны два изотопа с ат. в. в 56 и 54. Чистое Ж. обладает серебристо белым цветом; уд. в. 7,88; оно мягче и более… …
Железо - (техн.) Ж. есть наиболее распространенный и наиболее употребительный из металлов. Ж. было известно еще египтянам во время постройки пирамид; у греков упоминается о нем в Илиаде Гомера, причем о нем говорится, как о трудно обрабатываемом металле,… …
Ferric chloride - Хлорное железо, FeCl3 … Краткий толковый словарь по полиграфии
Амальгамация - так называется горнозаводский способ извлечения серебра и золота из руд и заводских продуктов при помощи ртути. Есть два способа: американский, или амальгамация в кучах, и европейский, или амальгамация в бочках. Первый введен в Мексике Бартоломе… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Гидролиз - (хим.). Г., или, неправильно, гидролитической диссоциацией, называется реакция разложения (ср. Вытеснение) водой тела, в ней растворенного (система, называемая обыкновенно гомогенной) или же находящегося в соприкосновении с водным раствором… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Физиология растений - Содержание: Предмет Ф. Ф. питания. Ф. роста. Ф. формы растений. Ф. размножения. Литература. Ф. растения изучает процессы, совершающиеся в растениях. Эта часть обширной науки о растениях ботаники отличается от ее остальных частей систематики,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
БЕСТУЖЕВА КАПЛИ - БЕСТУЖЕВА КАПЛИ, Tinct. ferri chlo rati aetherea, Spiritus aethereus ferratus (Ф VII), Tinct. nervina Bestuscheffi, предложены в 1725 г. графом А. П. Бестужевым Рюминым, Б. к. представляют спиртно эфир ный раствор хлорного железа, подвергнутый… … Большая медицинская энциклопедия
Хлорид железа (хлорное железо, трихлорид железа, FeCl 3) – химический реактив, в состав которого входит соляная кислота и трехвалентное железо. Хлорид железа на вид мягкой кристаллообразной формы фиолетового, зеленого, коричневато-красноватого или темно-коричневого цвета с металлическим блеском, гигроскопичен. При взаимодействии с воздухом напоминает мокрый песок – приобретает желтоватый оттенок. Образованные гидраты хорошо растворяются в воде, эфире, ацетоне и спирте. Интервал от температуры кипения до температуры плавления составляет от 319° С до -309° С. Природным источником для получения хлорного железа является молизит (минерал). Самый простой метод получения данного химического реактива – это нагревание железы с хлором до определенной температуры. Как побочный продукт получается в результате горячего хлорирования или окисления FeCl 2 с дальнейшим выпариванием хлорида железа.
Сферы применения
Благодаря своему уникальному составу химический реактив нашел свое широкое применение во многих отраслях промышленности:
- текстильной (при окрашивании тканей);
- химической (при изготовлении железных пигментов и других солей железа);
- электронной (при работе с печатными платами);
- экологической (при очистке сточных вод);
- пищевой (улучшитесь муки, при изготовление хлебобулочных изделий);
- издательском производстве (как реактив в фотографии);
- ювелирном производстве;
- металлургии (при металлообработке);
- пивоваренной.
Хлорное железо в фармакологии и медицине
Хлорид железа является незаменимым элементом для нормальной жизнедеятельности организма. Его недостаток может привести к серьезным заболеваниям. Благодаря железу в виде солей организм быстро восполняется им и принимает участие в следующих процесах:
- является дополнительным источником поступления железа в организм (при его пониженном содержании - анемии);
- регулирует окислительно-восстановительные реакции (связывает кислород), стимулирует эритропоэз;
- восстанавливает кровопотери при травмах;
- при снижении всасывания железа (в период интенсивного роста, во время беременности);
- для остановки кровотечения (ватку с раствором наложить на рану).
Меры предосторожности при работе с хлоридом железа
Учитывая сильно окрашиваемый эффект при контакте с хлорным 
железом следует помнить: во избежание потемнения зубов лекарственный препарат на основе такого химического реактива нужно принимать вовнутрь только через трубочку. При изменении стула следует уменьшить разовую дозу, но увеличивать при этом кратность назначения. Не рекомендуется принимать препарат при нарушениях функции желудочно-кишечного тракта. При попадании хлорного железа на кожу следует хорошо промыть водой с мылом. В случае попадания на слизистую может вызвать ожоги. Рекомендуется как первая помощь - обильное промывание чистой водой, далее – лечение у врача.
Также нужно помнить, что данный химический реактив пожаро- и взрывоопасен. Хранить хлорное железо нужно в закрытой упаковке вдали от солнечных лучей и нагревательных приборов.
Получение хлорида железа в домашних или лабораторных условиях
1 способ. В лабораторную посуду или лабораторную посуду из стекла положить обыкновенной ржавчины и разбавить соляной кислотой в соотношении 1:3. Полученный химический реактив (характерный признак – желтовато-коричневый цвет) через 2-3 дня сливают и при необходимости пропускают через фильтровальную бумагу.
2 способ. В лабораторную посуду из стекла наливают соляную кислоту и небольшими порциями добавляют сурик железный. Важно помнить, что при работе с едкими химическими реактивами, а к ним относится и соляная кислота, следует соблюдать меры безопасности. Лабораторные работы проводить в печатках смотровых или перчатках нитриловых, фартуке и защитной маске.
После проведенных лабораторных работ помещение следует хорошо проветрить, так как пары железа могут вызвать поражения органов дыхания, зрения и кожных покровов.
Где хлорное железо купить в Москве ?
Идеальным магазином, где можно хлорное железо купить в Москве, является магазин химических реактивов Москва розница «Прайм Кемискалс Групп». В нашем интернет-магазине представлены все виды лабораторного оборудования и приборов, лабораторной посуды, лабораторной посуды из стекла, резинотехнических изделий, лабораторного стекла. Вся продукция прошла контроль качества на заводе-изготовителе и отвечает всем стандартам ГОСТ.
Хлорное железо III (железа хлорид, железа трихлорид, но не хлористое железо FeCl 2) использовалось нашими предками в советское время для успешного травления печатных плат, растворяя медь. Но встали вопросы: может ли оно растворять припой, каков сам механизм травления. Итогом статьи стал отказ от хлорного железа: как устаревшего, химически грязного и неэффективного реагента.
Сначала о покупке реактивов. Опять дешевый магазин РусХим, опять оттуда ушел нагруженный, как ишак:
- хлорное железо и иные компоненты продаются от 1кг, и обнаружилось два хлорного железа: шестиводного (FeCl 3 ·6H 2 O, ГОСТ 4147-74) и безводного (FeCl 3 , ТУ 6-00-5763450-129-91, "техническое") - дайте два;
- не сразу обратил внимания на полку с некондицией, но в ней есть гигантский смысл для начинающего химика ввиду копеечных реактивов и посуды.
Поэтому купил с прилавка:
- пробирки со сколотыми краями по 3 рубля (расколется или взорвется - не жалко);
- сернокислое железо II (FeSO 4 , ГОСТ 4148-78) для получения окислением сернокислого железа III (Fe 2 (SO 4) 3) и попытки осадить железо на катоде при электролизе (утолщение деталей железом);
- цинк сернокислый семиводный (ZnSO 4 ·7H 2 O, ГОСТ 4174-77) для оцинковки катода при электролизе.
А также:
- воронку стеклянную для переливания серной кислоты в стеклянную тару. Интересно, можно ли ее переливать обычными воронками - надо капнуть на одну и проследить за реакцией и ее временем. Если будет разъедать час - значит, для кратковременного взаимодействия с серной кислотой необязательно стекло, достаточно полипропилена с быстрой его промывкой. Жаль, не на всех воронках пишут материал изготовления;
- пипетку 25мл и грушу для той же серной кислоты, т.к. при приготовления электролита ее нужно наливать очень аккуратно. Длиннющая тонкая дура, которая торчала из рюкзака острием вверх. Она помогла без весов отмерять воду;
- нитриловые перчатки одноразовые (как наиболее стойкие к серной кислоте), перчатки КЩС (утолщенные кислото-щелочностойкие). Без перчаток теперь ничего в руки не возьму после боевого крещения серной кислотой . Например, пыль на банке сернокислого цинка оказалась не пылью, а неизвестным реактивом (как чуял) - и бумажный платочек с водой тут же покрасился в сине-коричневый цвет. А сернокислый цинк - вещество 2 класса опасности со способностью причинять ожоги через неповрежденную кожу.
Некондиционные реагенты могут быть аж выпуска 1971 года - тара теряет свой внешний вид (резиновые пробки неприятно пахнут, например), и все реагенты лучше пересыпать в собственную тару. Поэтому у начинающего химика под рукой всегда должно быть много пластиковых бутылок и стеклянных банок как расходного материала: реагенты хранить в стекле, пластиковую тару использовать многоразово для проверенных реакций и одноразово для непроверенных. Банки высотой с пробирку использовать как утолщение и защиту от протечек/взрывов этих пробирок для непроверенных реакций. Этикетки с банок проще снимать феном (отойдет этикетка), а остатки клея - растворителем (не всякий клей поддается горячей воде, есть водостойкие).
...теперь я понимаю, почему химик не может жить без балкона и кухни. Где это все, блин, хранить и смешивать...
Итак, отличия шестиводного и безводного хлорида железа:
- безводного требуется в 1.67 раза меньше шестиводного для растворения в воде;
- качество раствора при этом разное: при растворении безводного в раствор выпадает гидроксид железа Fe(OH) 2 , который замедляет травление и осаждается на плате. Мало того, в момент растворения происходит большое выделение тепла, вплоть до расплавления пластиковой тары и треска стекла;
- безводное хлорное железо сильно гигроскопично (используется как осушитель) и химически активно. Поэтому токсичнее шестиводного: при попадании на одежду оставляет пятна (без удаления разъест ткань), при попадании на кожу вызывает слабые ожоги, прижигает слизистые оболочки, высокая коррозионная активность. Но: шестиводное железо уже насыщено водой - и ему нужно совсем немного влаги, чтобы перейти прямо в таре в жидкое состояние (что и наблюдаю внизу тары сейчас: половодье);
- два хлорных железа не могут поделить между собой второй и третий класс опасности, но из абзаца выше можно понять, какому какой. А для безопасности оба вторым считать. По ГОСТ 19433-88: "Разные едкие и (или) коррозионные вещества". Зато пожаро- и взрывобезопасно. Летучесть обоих (в чистом виде) - под вопросом. Имеется реакция с кислородом воздуха 4FeCl 3 + 3O 2 → 2Fe 2 O 3 + 6Cl 2 - отравиться хлором не самая лучшая идея. Однако реакция протекает при температуре 300-500 градусов - значит, в НУ либо нет реакции, либо настолько медленная, что концентрация хлора не превысит ПДК. Но диктует правило снятия крышки с тары при нечастом использовании: открыл - отошел, хлор тяжелее воздуха и либо останется в таре, либо стечет к ногам.
О растворе хлорного железа:
- отработанные растворы лучше не выливать в канализацию (они еще и химически грязные, с той же медью) из-за реакций с трубами. Раствор можно нейтрализовать мелом, известью, золой или содой, пока не перестанет шипеть (реакция с карбонатами металлов: FeCl 3 + CaCO 3 → FeCO 3 + CaCl 3 - аж пена образуется). Однако если трубы не из металла - активный раствор принесет пользу: очистит от органики. Также нейтрализацию раствора можно произвести сильными щелочами, вроде едкого натра, - однако если избыток карбонатов не страшен, то добавлять щелочь нужно осторожно;
- раствор можно восстановить при помощи соляной кислоты, гидроперита. Если соляной кислотой подкислить раствор - он будет служить эффективнее и дольше. Железные опилки восстановят эффективность раствора хлорного железа (с процеживанием раствора позже через марлю), но не до конца: удаленный из раствора хлор не вернуть. Но встает вопрос цены этих компонентов;
- максимальная способность растворения меди 40%-ным раствором хлорного железа 100г/л (плотность 1.42г/см 3 - 56.8г безводного хлорного железа на 100мл воды или 94.9г шестиводного). Эти данные требуют перепроверки, т.к. другие расчеты указывают на 96г меди при растворе 19%. С другой стороны, расчетная величина - теоретическая. Это как с батарейкой и ложными ампер-часами на ней: никогда не разрядишь до 0В и столько не получишь;
- все, чего касается раствор вне тары либо потом ржавеет, либо приходит в негодность (одежда, например). Рядом с тарой не должно быть металлических поверхностей. Если раствор не закрывать крышкой и оставить в ванной - скорродируют все металлические поверхности;
- раствор можно использовать повторно. Раствор настаивается неделю в герметичной таре, чистая часть сливается в чистую посуду, а осадок утилизируется. Да, придется досыпать хлорного железа при следующем травлении, но его потребуется меньше. К счастью, оно сыпется на глазок, влияет только на скорость протекания реакций.
Эксперимент с раствором хлорного железа безводного ~20% (плотность 1.175г/см 3 - 23.5г на 100мл воды):
- растворение в воде: ощутимое выделение горячего тепла, даже через перчатки жжет, - все железо нельзя разом сыпать в воду (треснула банка, "жара" сохранялась 13 минут!). Выпал осадок гидроксида железа II в субъективно большом количестве. Раствор темно-бурого оттенка, ржавчина не как осадок, а как взвесь;
- при погружении кусочка медной трубки пошли реакции (опять целый бульон получился): 2FeCl 3 + Cu → 2FeCl 2 + CuCl 2 , FeCl 3 + CuCl → FeCl 2 + CuCl 2 , CuCl 2 + Cu → 2CuCl. Через час она не растворилась, но стала розовой. Нагрел до 50 градусов - за полчаса меди не стало (развалилась на кусочки, они "дотлевали"). Оксид меди на проводе также пошел в расход (тоже не весь, судя по всему, рановато вытащил): 2FeCl 3 + 3CuO → Fe 2 O 3 + 3CuCl 2 .
- при погружения припоя ПОС 61 (вместе с медью) - он остался, но покрылся налетом. Пинцет легко снимал с него верхний слой этого налета (черный) - реакция со свинцом Pb + FeCl 3 → PbCl 3 + Fe прошла успешно, поверхность припоя уничтожена;
- раствор стал черного света с зеленоватым оттенком;
- раствор имеет запах от начала и до конца - значит и летучесть. Запах крайне похож на соляную кислоту. И, действительно, идут реакции еще до помещения образцов: FeCl 3 + 3H 2 O → Fe(OH) 3 + 3HCl, 3H 2 O + 2FeCl 3 → Fe 2 O 3 + 6HCl - а соляная кислота есть летучее вещество (которое заодно насыщает воздух и раствором хлорного железа);
- основной механизм распада хлорного железа от воды (в т.ч. из воздуха): FeCl 3 + H 2 O ↔ Fe(OH)Cl 2 + HCl, Fe(OH)Cl 2 + 2H 2 O ↔ Fe(OH) 2 Cl + 2HCl, Fe(OH) 2 Cl + H 2 O → Fe(OH) 3 + HCl. Хлор не выделяется в атмосферу; но кислота, ввиду своей высокой летучести, мгновенно испаряется. А еще соляная кислота реагирует с медью: 2HCl + Cu → CuCl 2 + H 2 ;
- чтобы полностью изолироваться от паров соляной кислоты, использовал стеклянную банку с винтовой крышкой. Это дает возможность использовать раствор в помещении без ощутимых последствий для окружающих предметов;
- при погружении в новый раствор платы с припоем и медью на 1.5 часа при температуре 50 градусов получил феноменальный результат: вытащил идеально чистую плату, а остатки припоя в некоторых дырках успешно удалились шилом. Раствор цвета зеленоватой тьмы. Тест с пожиранием припоя успешен;
- при погружении провода с лакированным покрытием потерпел фиаско: лак остался нетронутым;
- при броске в раствор кусочка алюминия спустя пару минут наблюдал интенсивное выделение газа и тепла (об этом ниже);
- добивание раствора избытком мела сделало его безопасным для канализации, алюминий перестал хулиганить.
Эксперимент с раствором хлорного железа шестиводного (~20%, 39г на 100мл):
- осадок не выпал, температура не поднялась;
- раствор полупрозрачного оранжевого (ржавого) цвета;
- посуда моется легче.
Остальное после реакций как у безводного. Однако предполагается, что коэффициент 1.67 не совсем корректен (раствор субъективно кажется слабее).
Нестандартное применение хлорного железа:
- обезвреживание разлитой ртути 20%-ным раствором;
- альтернативный источник энергии в походе: если в водный раствор кинуть алюминий, получится выделение большого количества тепла. Оксидная пленка алюминия растворяется (Al 2 O 3 + FeCl 3 → Al 2 Cl 3 + FeO 3), алюминий реагирует с водой и самим хлористым железом (2Al + 6H 2 O → 2Al(OH) 3 + 3H 2 при НУ, 3FeCl 3 + Al → 3FeCl 2 + AlCl 3). Если же бросить алюминий в сухое безводное хлорное железо - будет очень сильно экзотермический процесс. Поваренная соль является катализатором данных реакций, а также дает возможность получить на выходе чистое железо;
- остановка кровотечений ватой, смоченным раствором (не пишут концентрацию);
- капать из шприца концентрированный раствор на места пайки трансформаторов, которые не удалось отпаять даже техническим феном (или использование его на плате невозможно). Однако погружение платами с электронными компонентами необратимо уничтожит часть компонентов;
- омеднение посторонних железных предметов после травления. Кинутый в сильно протравленный раствор железный предмет будет омеднен. Вспоминая снятие ржавчины методом электролиза , родился вопрос: а не заменить ли там железо на плату, а ржавчину на медь. Поэтому предполагается другой способ травления: кислота, вода и электролиз - т.к. в удалении ржавчины участвует именно кислота;
- не просто травление плат как избавление от предыдущих паечных мест и электронных компонентов, а именно создание рисунка на печатной плате путем использования токопроводящего маркера или графитового порошка.
Ранее были выработаны правила на неизвестные вещества: рассматривать новый реагент как убийцу первого класса опасности (это спасло меня сегодня от ожогов от сернокислого цинка, т.к. в интернете прочитал иную информацию о его классе опасности). При работе же с реагентами хоть немного знакомыми выработалась другая группа правил:
- изучать каждое вещество в интернете глубоко и въедливо. Это избавит от неожиданностей;
- первую реакцию проводить в очень малом количестве в пробирке и поэтапно перед полноценным ее запуском;
- всегда использовать перчатки, при малейшем сомнении - защитные очки и противогаз. При работе с сернокислым цинком, хлорным железом и сернокислым железом перчатки окрасились в несмываемый желтоватый цвет, и цвет въелся внутрь поверхности. Пока не знаю, насколько это все опасно - поэтому такие перчатки сразу выбросил;
- иметь резервный план отхода в случае ЧП: вытяжка , возможность мгновенного сквозняка (окна и входная дверь нараспашку), иметь антиреагенты или ингибиторы реакции (аммиак и кальцинированная сода для серной кислоты, например).
- не наклоняться над колбами;
- все вещества, кроме кислот, брать пластиковыми чайными ложечками - одна ложечка к каждому реагенту. В зависимости от скорости реакции вещества на ложке определяется срок ее использования;
- использовать тару с двойным дном, хоть самодельную;
- в двух шагах должен быть неиссякаемый источник воды, на расстоянии вытянутой руки - емкость с водой под размер кисти;
- при смешивании нескольких веществ в растворителе сначала смешивать каждое вещество в растворителе, а потом полученные растворы между собой.
И правила сохранности оборудования:
- стол застелить полипропиленовой или полиэтиленовой пленкой (не разъедается кислотами), и только потом сверху - впитывающая ткань или толстый слой газет;
- стеклянную банку, в которой идет реакция, закрутить крышкой, предварительно сделав в ней дырку толстой иголкой или тонким шилом. Минимальная загазованность помещения при отсутствующей вероятности взрыва от избыточного давления. Дырка легко заклеивается скотчем - и банка уже используется для хранения какого-нибудь реактива (не весь раствор хлорного железа прореагировал с металлами, например);
- надувной шарик, натянутый на колбу или банку, является отличным индикатором выделения газов. Презерватив таким индикатором не является;
- предотвращение высоких концентраций реагентов на посуде: посуда окунается в емкость с водой, где идут реакции с избытком воды - а далее перекладывается в такую же емкость с чистой водой. Таким образом позже водой из-под крана можно мыть без страха безвозвратно испачкать раковину или обжечь руки. В случае с хлорным железом на таре остался налет даже после конечного мытья (обычная ржавчина);
- быть трезвым, здоровым и сконцентрированным, чтобы не расплескать дрожащими руками все вокруг себя. Бояться - только в соседней комнате.
Теперь о провальных способах растворения меди и припоя:
- чистящее средство для труб производства "ашан" содержит в своем составе 15% едкого натра. Нагрев до 60 градусов на протяжение 5 часов не привел ни к чему, кроме очистки платы от грязи и, похоже, лака;
- травление медным купоросом возможно, но оно более токсичное, медленное. Совсем древний способ, когда под рукой совсем ничего нет (медный купорос, к тому же, стоит 380 рублей за килограмм);
- травление азотной кислотой очень эффективно, но она летучая и концентрированная - нужно быть еще более внимательным.
Теперь о цене на печатные и макетные платы. Российские магазины отметаются сразу: текстолит стоит бешеных денег, да и платы с отверстиями тоже. Чудик на работе купил макетную плату размером примерно 120x80 за 720 (!) рублей. Срочно, срочно на алиэкспресс. Макетная плата с бесплатной доставкой стоит 65 рублей, но и тут есть способ удешевления. 10 плат по 65 рублей - 650 рублей; а если выбрать плату 100x220 по 24 рубля с платной доставкой 37 рублей - для каждой последующей платы доставка будет увеличиваться всего на 4-6 рублей (зависит от продавца). Итого 7 плат по 24.20 вышли в 214 рублей - по 30.50 за плату огромного размера. Если размер велик - легко режется ножницами, а по металлу - вообще как ножом по маслу.
Общие выводы:
- травление хлорным железом безводным требует больших мер безопасности, чем шестиводным. Одного килограмма такого хлорного железа хватит на годы;
- шестиводного требуется больше безводного в 1.67 раза и выше для достижения той же концентрации раствора;
- травление не требует подогрева, если некуда спешить;
- чистый хлор и иные опасные газы не выделяются в воздух при реакциях в опасных концентрациях, но требуется изоляция для предотвращения коррозии металлов и тара с хорошей изоляцией для хранения реагента и его раствора. Выделяющийся водород ошибочно может быть принят за хлор, водород в большой концентрации порождает опасность взрыва;
- описаны не все формулы реакций. Например, FeCl 3 + H 2 O состоит из 8-ми последовательно-параллельных реакций. И, судя по ним, хоть немного хлора при реакции, но выделяется из-за объединения ионов Cl - в Cl 2 . И крышка банки точно попискивала при растворении в воде хлорного железа - т.е. давление росло от неизвестного газа. Похоже, это минералы из водопроводной воды реагировали с соляной кислотой: для примера, 2HCl + Ca → CaCl 2 + H 2 . И потом еще свинец из припоя с платы: Pb + 2HCl → PbCl 2 + H 2 ;
- существует способ травления лимонной кислотой, солью и перекисью водорода - тема следующей статьи;
- соляная кислота страшнее серной из-за высокой летучести. Если серная сжигает только что попадается на ее пути как жидкости, то соляная - что попадается на ее пути как газа. Правда, серная сжигает сразу, а соляная постепенно. Впрочем, концентрированная соляная кислота 38% - та еще штучка: пары хлороводорода, притягивая влагу воздуха, порождают туман, реагирующий со всем, раздражающий глаза и дыхательные пути человека; а с окислителями выделяет хлор. Поэтому и раствор хлорного железа должен быть плотно закрыт;
- химия есть непостижимая за жизнь наука: только серная кислота с процессами снятия ржавчины и травления плат отняли по 2-3 недели каждый. А сколько кирпичей было наложено при практическом взаимодействии...
Итог статьи: для травления меди и припоев хлорид железа подходит, однако вероятно существование более безопасного и действенного реактива.
(добавлено 14.06.2016)
Работа над ошибками и уточнения:
- раствор сливал четко в дырку раковины. Использованную тару вымачивал в двух емкостях с водой. А протравленную плату замочить забыл! В итоге при промывке ее под струей воды получил контакт хлорного железа с нержавеющей раковиной. Контакт о себе дал знать только на утро. Четко по линии стекания струи шла красная спираль на раковине. Повезло, что раковина была грязная - и контакт пришелся на жировую прослойку. Активность хлорного железа более чем доказана: если куда попадет - его смыть будет сложно или невозможно;
- есть проблема тары для больших плат. Если маленькие платы спокойно умещаются по несколько штук в стеклянную банку из-под кабачков "Верес", то большие требуют больших жертв: покупку квадратного поддона для цветов (35см, полипропилен или полиэтилен) и куска стекла (для изоляции раствора от воздуха). Если идти дальше (если на платах есть высокие элементы, которых не жалко), то можно приобрести большую плоскую емкость с крышкой (ШГВ ~300*200*100) для хранения продуктов (поливинилхлорид, полипропилен, полиэтилен, полистирол и поликарбонат - все подходит, т.к. HCL не концентрированная). Любая тара должна быть толстостенная;
- если FeCl 3 и HCl в растворе настолько хорошо реагируют с медью и свинцом, то есть вероятность успешного применения хлорного железа на других металлах и сплавах (разрушение конкретного металла в его составе, как в случае с припоем);
- время вытаскивания платы через 1.5 часа, в моем случае, не означает, что на растворение металлов ушло 1.5 часа. Это может быть и 10 минут, и 30;
- плата, обработанная раствором хлорного железа безводного, покрылась слоем гидроксида железа - пришлось оттирать так же, как и посуду (даже после промывки). В таре с водой для посуды так же плавали хлопья ржавчины. В случае с шестиводным хлорным железом налет отсутствует;
- неизвестен оптимальный момент добавления платы в раствор. Возможно, плату есть смысл окунать именно в воду: чтобы реакция хлорного железа с водой затронула и плату (ведь безводное железо адски нагреет раствор, и тепло пойдет на травление);
- можно кинуть все безводное хлорное железо разом. Но только в тару из толстого стекла. Банка "Верес" выдержала порцию на 150мл (~36г) безводного железа, а вот из более тонкого стекла пошла трещинами;
- какое хлорное железо выбрать - сугубо философский вопрос: плюсы и минусы у каждого свои.
(добавлено 18.06.2016) Сильна гигроскопичность хлорного железа - безводное сначала превращается в шестиводное при контакте с воздухом, а шестиводное из камня превращается в жидкость. В итоге промокать салфеткой пришлось, а не подбирать пинцетом - просыпал, но успел предотвратить песенку "оранжевое небо, оранжевое море" (подставить паркетную доску, открытую часть стола и близлежащие предметы). Хлорное железо идеально подсвечивается холодным светом . Потерянное на полу хлорное железо постепенно прореагирует с водой с образованием дигидроксохлорида железа.
Плата с трансформатором (невозможно было выпаять) успешно очистилась от металлов и трансформатора, а последний... отдаленно напоминал трансформатор.
А вот погруженная дополнительно металлическая емкость от спиртовки... оказалась алюминиевой! Реакция пошла полным ходом, с нагревом и газовыделением - пластиковая тара деформировалась от температуры (видел лишь окончание процесса). На балконе открытом в этот момент вдобавок пошел дождь. Раствор тоже оказался гигроскопичен и начал забирать влагу из воздуха. Как следствие - вышел из берегов, и тара с двойным дном спасла повторно! Но то, что я не вытащил из тары металлическую емкость (помимо плат), понял только на следующий день: емкости не было, растворилась полностью , и я про нее забыл. Цвет раствора, кстати, был не цвета ржавчины, а цвета горчицы.
(добавлено 19.06.2016) Раствор, насыщенный медью, становится ядовитым - предотвращать попадание на кожу. Про раствор хлорного железа (касательно разновидностей металлов) пишут, что "жрет все подряд". Китайские платы содержат припой отличный от ПОС 61 - хуже разрушается, без подогрева раствора уже никуда не деться. Был вопрос: "мыть ли одноразовую посуду или выбрасывать" - ответ "мыть": холодная вода еще не так дорого стоит. Зеленый окрас раствора после травления - CuCl 2 и CuCl.
Попытка вытравить переломившееся жало из паяльника закончилось трагично: хлорное железо (не касаясь медных проводов, но находясь в 2 сантиметрах от них) скорродировало их так, что они легко отсоединились. Дистанционное пагубное влияние хлорного железа на окружающие предметы более чем доказано. Реакции с нихромом не произошло.
(добавлено 24.06.2016) Ха, есть-таки способ лучше. Не грязный медный купорос из садоводческого магазина, не персульфаты натрия/калия/аммония - а обычная лимонная кислота .
(добавлено 30.09.2016) Об утилизации хлорного железа. Попытка высыпать в раковину и смыть большое количество закончится плачевно: разводы, выделение соляной кислоты (!), очень высокая температура раствора. Если безводное - еще хуже.
Казалось бы, есть очень простой способ деактивировать хлорное железо: засыпать гранулами едкого натра (FeCl 3 + NaOH → Fe(OH) 3 + 3NaCl). Гладко на бумаге, да забыли про овраги: расплав этих веществ никак не реагирует, пока не добавить воду. А так как едкий натр при растворении в воде выделяет тепло, и то же самое делает хлорное железо - получаем просто бешеную температуру на выходе. Спасла толщина банки, ее касаться было невозможно - и отправилась в емкость с холодной водой. Как ни странно, не треснула.
Казалось бы, есть очень простой способ деактивировать хлорное железо: смешать с кальцинированной или пищевой содой (2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O → 2Fe(OH) 3 + 6NaCl + 3CO 2 ; FeCl 3 + NaHCO 3 → Fe(OH) 3 + NaCl + CO 2). Гладко на бумаге, да забыли про овраги: огромное газовыделение подхватывает раствор и насыщает им комнату.
Можно, конечно, сливать в раковину хлорное железо через воронку в горловину вместе с водой - по столовой ложке. Но когда берешь ХЖ ложкой - брызги или кусочки, в зависимости от типа, из тары хаотично вылетают. Вот насыпал в банки для опытов по чайной ложке ХЖ без верха; казалось бы, ни кусочка мимо - а газета в некоторых местах порыжела мелкими пятнами (ХЖ набрало воды из воздуха и испачкало газету).
В общем, ХЖ годится только для травления плат; и то неэффективно. Не стоит его покупать вообще; а если купили - замучаетесь деактивировать/утилизировать.
(добавлено 06.10.2016) Проверил ХЖ на ртути, специально разгерметизировав градусник на балконе. Ртуть выливалась на несколько дощечек паркетной доски (имитация домашней обстановки). Вылил 40%-ный раствор ХЖ - ртуть быстро начала растворяться: превращаться в сулему (сильнейший яд, отравиться которым можно через царапину на коже). 2FeCl 3 + Hg → 2FeCl 2 + HgCl 2 . Мало того, что яд на выходе, так еще и проблема химической "чистоты" ХЖ осталась - паркетная доска в итоге покрасилась в ржавый цвет. То есть, применять ХЖ для нейтрализации ртути можно - но сохранение качества поверхности после этого не гарантировано, и надо нейтрализовать сулему уже другими химическими реагентами.
Это было последней каплей. Высыпал оба вида ХЖ в ведро на открытом балконе и через 2-метровый желоб стал заливать крепкий раствор кальцинированной соды. На нейтрализацию ушла вся пачка 600г; газа было море, была пена, ведро ощутимо нагрелось: FeCl 3 + Na 2 CO 3 → 2Fe(OH) 3 + 6NaCl + 3CO 2 . Выделение газа и пены с применением пищевой соды было бы феерическим. Полученный раствор ржавчины с поваренной солью был слит в канализацию.
Ртуть лучше раскаленным порошком серы засыпать: за сутки получится безвредное соединение на поверхности шариков ртути: S + Hg = HgS. Эти шарики уже будут твердыми - проще собрать. Также рекомендуют способ обработки хлорамином.
(добавлено 17.10.2016) С утилизацией хлорного железа пропал неприятный запах в шкафу с реагентами. Вонючка наконец-то была найдена и устранена.
Раствор хлорного железа применяемый для травления печатных плат
принято готовить исходя из
пропорции 1/3 (1часть железа на 3части воды, а не наоборот;)) по весу.
раствор следует готовить в термостойкой неметаллической емкости, в
которую наливается вода
с температурой 50-70оС (проверить очень
просто, тактильно, если руку в воде держать не можете значит ее
Т>70оС)
предпочтительней использовать кипяченую воду, на крайний
случай пойдет и горячая из под крана. вообще
по уму нужно
использовать дистиллированную, но на практике ни кто этим не
заморачивается так как разницы
по большому счету нет.
хлорное
железо необходимо высыпать в воду(не наоборот!!!) добавлять его следует
малыми порциями,
по пол чайной ложки за раз(помним что
металлические предметы при работе с хлорным железом не используем,
а
то ложку закосячите потом жена заругает:)) непрерывно помешивая
раствор. при растворении каждой
порции вода будет нагреваться,
достаточно бурная реакция (осторожней все бурлит и шипит!) при
растворении
будут над поверхностью воды выделяться пары, крайне
не рекомендуется их вдыхать!!!
на растворение придется затратить
минут 20(тут все зависит от объемов) зато железо растворится полностью
и
не осядет на дно черной коркой, также не произойдет вскипания раствора,
расплавления тары, у вас не лопнет
3х банка и линолеум на кухне
менять не придется:) так что торопиться не надо, быстро только....
после
чего необходимо дать отстояться раствору минут через 20 в нем начнет
оседать гидроксид железа(ржавчина)
который всегда содержится в
порошке хлорного железа и который препятствует травлению. лучше дать
раствору
отстояться ночь, на дно емкости осядет всякий мусор которого
в хлорном железе бывает немало. после чего
нужно
профильтровать раствор в чистую тару в которой он собственно потом и
будет храниться, раствор можно
запросто хранить в пластиковой
бутылке(хлорное железо в виде раствора может храниться сколь угодно
долго).
после этого у вас в руках будет бутыль с чистым, прозрачным,
бурым раствором хлорного железа.
НЕСКОЛЬКО
РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПРИМЕНЕНИЮ
====================================
перед
применением желательно подогреть раствор градусов так до 40-50 это
существенно ускоряет процесс
травления, плата травится около 10
минут (вместо 20:) а при применении бульбулятора в сочетании с
подогревом можно выжать до 5 минут) так что сами решайте греть, не греть
и как это сделать
я же просто перед использованием обдаю бутылку с
раствором горячей водой из под крана...
каждый раз после
использования раствор будет терять силу и травление будет длиться
дольше, вплоть до
нескольких часов, ускорить процесс травления
поможет подогрев и помешивание раствора.
раствор можно
восстанавливать, например, добавив в него соляной кислоты тогда часть
гидроксида вновь
восстановится до хлорида железа, но на
практике проще кинуть в раствор несколько обыкновенных гвоздей,
на
них из раствора осядет медь и раствор вновь наберет силу, но
злоупотреблять этим не стоит особенно когда
раствор новый,
только угробите его. раствор деградирует и постепенно сменит цвет с
бурого на зеленый.
травить вообще перестанет, но даже в этом
случае его можно "восстановить", для этого необходимо его выпарить
и
дождаться пока образовавшиеся кристаллы вновь не сменят цвет с зеленого
на бурый, после чего опять
все разводим в воде и понеслась по
новой:) но все это целесообразно при больших объемах этак более 5литров
когда
вылить реально жалко. а на практике же цикл проходит так развели,
травит минут за 20. юзаем до тех пор
пока процесс травления
станет идти более часа, после чего бросаем в него гвозди(если кто не в
курсе ненужно
заталкивать их в емкость где хранится железо,
гвозди следует положить в ванночку при травлении платы)
тем самым
продлите жизнь железу еще на некоторое время(зависит от загаженности)
после чего в помойку.
в заключении будьте очень осторожны с хлорным
железом! все работы рекомендую проводить в перчатках,
хлорное
железо хорошо въедается в руки и плохо смывается мылом, попав на кожу
оно может вызвать зуд и
раздражение, в плоть до ожогов у людей с
чувствительной кожей, при попадании в глаза промойте их большим
количеством
проточной воды и обратитесь к врачу.
реактив попавший на кафельную
поверхность очень сложно отмыть, так что не загадьте раковину с
унитазом,