Ätzen mit Eisen-(III)-chlorid

Herstellung

Im Labor entsteht Eisen-(III)-chlorid bei einer Reaktion von Eisenwolle und Chlor. Durch Auflösen von Eisenpulver in Salzsäure und anschließendes Einleiten von Chlor kann das kristallwasserhaltige Eisenchlorid hergestellt werden. Dabei entsteht zunächst Eisen-(II)-chlorid, das dann in Eisen-(III)-chlorid übergeht und durch Ein- dampfen der Lösung gewonnen werden kann. Um Eisen-(III)-chlorid technisch zu erzeugen, leitet man bei ca. 650 °C Chlor über Eisenschrott.

Eigenschaften

Eisen-(III)-chlorid ist eine Substanz, die leicht nach Salzsäure riecht. Häufig erhält man Eisen-(III)-chlorid im Handel in Form eines Granulats, das aus schmutzig- gelblichen Stücken besteht. Dieses Granulat zieht an der Luft wegen der stark hygroskopischen Eigenschaften Wasser an , so daß das Eisen-(III)-chlorid seine feste Form verliert und zu einer dunkelbraunen Flüssigkeit zerfließt. Durch Hydrolyse reagiert diese Flüssigkeit stark sauer. Durch Zugabe von Kaliumhexacyanoferrat zu einer Eisen-(III)-chlorid-Lösung entsteht ein tiefblauer Niederschlag des Pigments Berliner Blau. Eisenchlorid in der ungelösten (wasserfreien) Form bildet dunkle, grünliche Blättchen, die bei 300 °C sublimieren und schmelzen.

Eisen-(III)-chlorid ist ätzend. Eine Lösung mit einem Anteil von 25% oder mehr Eisen-(III)-chlorid ist gesundheitsschädlich.

Verwendung

Eisen-(III)-chlorid wird neben dem Ätzen von Metallen (Kupfer, Zink) verwendet: im Textildruck als Oxidationsmittel und Farbbeize, zur Bindung von Schwefel- wasserstoff, in der Medizin als blutstillendes Mittel (Adstringens, in Deutschland nicht mehr im Handel), zur Herstellung von Farbstoffen (z.B. Anilinschwarz, Berliner Blau), zur Phosphatfällung, als Flockungsmittel bei der mechanischen Abwasserreinigung und zum Ätzen von Platinen bei gedruckten Schaltungen. Eisen-(III)-chlorid kommt außerdem zum Einsatz als selektiv wirkender Katalysator bei vielen Friedel-Crafts-Reaktionen in der chemischen Industrie, es wirkt als Fällmittel bei der Simultanfällung, als Koagulationsmittel für Klärschlamm und es dient im Labor als chemische Reagenz.

Ätzen mit Eisen-(III)-chlorid

Der Chemikalienhandel bietet Eisen-(III)-chlorid in der Regel in Form von gelblich-braunen Granulat an. Wegen seiner einfachen Handhabung, Ergiebigkeit und universellen Verwendbarkeit ist das Eisen-(III)-chlorid-Granulat sehr weit verbreitet. Es ermöglicht eine hohe Ätzgeschwindigkeit und Flankenschärfe.

Beispiel für einen Ansatz einer Eisen-(III)-chlorid-Lösung mit einem Granulat: In diesem Fall ergibt eine Mischung aus 800g Granulat und 1 Liter Wasser eine gebrauchsfertige Eisen-(III)-chlorid-Lösung von 1,4 Liter.

Eisen-(III)-chlorid ätzt dabei im warmen und im kalten Zustand. Die optimale Arbeitstemperatur für das Ätzen mit Eisen-(III)-chlorid liegt bei etwa 45 °C.

Entsorgung und Sicherheitshinweise

Das verbrauchte Ätzmittel eines Ätzvorgangs mit Eisen-(III)-chlorid und Kupfer gilt wegen seines Kupfergehalts als überwachungsbedürftiger Sonderabfall (LAG-Abfallschlüsselnummer 52721, Kupferätzlösung und EAK-Nr. 110105, saure Beizlösungen). Eine Neutralisation (also eine Entsorgung über das Abwasser) des verbrauchten Ätzmittels kann ohne eine genaue Bestimmung der Restkonzentration von Kupfer in der Flüssigkeit nicht empfohlen werden. Hintergrund dafür ist der Grenzwert für Kupfer im Abwasser, der in der Bundesrepublik mehrheitlich bei 0,5 mg Kupfer pro Liter liegt. Ansprechpartner für die korrekte Entsorgung von verbrauchten Ätzlösungen sind die Ämter für Abfallwirtschaft. Dort sind die Standorte der zugelassenen Entsorger verzeichnet.

Eisen-(III)-chlorid ist giftig. Beim Arbeiten mit Eisen-(III)-chlorid ist zum Schutz das Tragen von Gummihandschuhen und Schutzbrille dringend empfohlen. Eisen-(III)-chlorid darf auf keinen Fall in Papiertüten oder in anderen Behältnissen, die sich bei Feuchtigkeit auflösen können, gelagert oder transportiert werden. Es darf vor allem zu keinem Kontakt mit Wasser kommen, wegen der hygroskopischen (oder auch wasseranziehenden) Eigenschaft des Eisen-(III)-chlorids. In einem solchen Fall (Kontakt mit Wasser) bildet sich ungewollt eine Ätzlösung. Zur Aufbewahrung oder zum Transport besser geeignet sind Behältnisse oder Flaschen aus Glas oder Kunststoff. Dosen oder Gefäße aus Metall oder auch Metalldeckel auf Gläsern, sind hingegen nicht für diesen Zweck geeignet, da das Eisen-(III)-chlorid ätzend auf Metalle wirkt.

Wichtig: Beim Ätzen dürfen unter keinen Umständen Reinigungsmittel oder andere Chemikalien in die Lösung gelangen. Dabei kann gefährliches Chlorgas entstehen, das als chemischer Kampfstoff gilt.

3 Kommentare to “Ätzen mit Eisen-(III)-chlorid”

  1. alexander schubert sagt:

    Darf Eisen(III)-chlorid mit dem Edelstahl geätzt wurde in den Anfluss?
    Mir geht es nicht um das „verbrauchte“ sondern eher darum das wir die stahlbleche abwaschen wollen, darf das wasser in den Abfluss?

    Danke
    Alexander Schubert

  2. ingolf Woyke sagt:

    Das ist mal ein guter, verständlicher Artikel, der alles Wesentliche enthält. Für mich als Galvaniseur ist es manchmal ärgerlich, mich beim Umgang mit Chemikalien erst durch einen Wust von Datenblättern mit lauter kryptischen Bezifferungen wühlen zu müssen – hier nun ist alles allgemeinverständlich formuliert, und man wünschte sich mehr solcher Infos über alle wichtigen Gebrauchschemikalien. – Gruß Ingolf Woyke

  3. Werner Teichert sagt:

    das Ätzen von Kupfer und Messing ist relativ einfach wenn man folgendes beachtet. Das gelöste Kupfer ist schwerer wie die Ätzlösung. Das heißt man muss die Seite die man ätzen will im Abstand von 3-10mm nach unten in die Ätzschale stellen so das das gelöste Kupfer nach unten fällt. Eine Platine ist bei ca.30 Celsius in 10 Minuten fertig und man hat keine unterätzungen.

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