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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.
Weitere Hinweise zum Ätzen mit Eisen-(III)-chlorid finden sich unter den Punkten Kupfer ätzen und Zink ätzen.
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