FeCl3 + Cu = ТМСС )))

[derKodt1]

Всем привет,

Начали терзать меня смутные сомнения ))) и вот почему. Согласно классике при травлении хлорным железом меди в растворе идут следующие реакции:

FeCl3 + Cu = FeCl2 + CuCl

FeCl3 + CuCl = FeCl2 + CuCl2

 

И сколько не травил никогда такого не было, т.е. хлорид меди(2) красивого зеленого цвета а никакой зелени  даже близко. Обычно раствор довольно концентрированный по цвету "а ля чифир"  или около того. Решил концентрацию сделать поменьше (получилось в районе темны желто-кориневый чай, но прозрачный, примерно 30 гр 6-водного ХЖ на 75 мл воды), сделал и растворил 1 гр меди в полученном растворе. И чудо случилось - раствор согласно классике стал приятного желто-зеленого цвета, т.е.  хлорид меди(2) действительно образуется (для пущей надежности проверил нашатырным спиртом - раствор окрашивается в сине-фиолетовый цвет, значит все правильно).  

 

При дальнейшем травлении (т.е. уже реакция CuCl2 + Cu) раствор начал "разваливаться", т.е. начала образовываться светло-коричневая муть, а когда уже протравленный раствор отстоялся то на дне  образовался светло-коричневый осадок, а сам раствор был слабо-светло-зеленого цвета. Отсюда вопросы: 

 

1.  При дальнейшем травлении, т.е.   CuCl2 + Cu  сразу же имел место быть и процесс окисления меди и железа соответственно до +2 и +3 (травление шло с перемешиванием)? 

2.  Продуктами развала были хлориды, гидроксохлориды и гидрооксиды  меди и железа + соляная кислота, т.е. FeCl3 +  Fe(OH)Cl2 + Fe(OH)2Cl + CuCl2 + Cu(OH)Cl + Cu(OH)2 + Fe(OH)3 + HCl  ?

3. Причина развала раствора?

4.  В одном источнике указывается что в продуктах развала есть и оксохлорид железа, тогда до кучи - а может там есть и оксохлорид меди? А если их там нет то почему?

 

Теперь снова про моих баранов ))) решил проверить что в концентрированном растворе реакция идет все-таки по другому пути. Развел раствор хж в концентрации "а ля чифир" (примерно грамм 50 6-водного хж + 75 мл воды) и стравил 2 гр меди - цвет раствора стал желто коричневым.  Проверил на  медь +2 нашатырным спиртом - такой меди в наличии не оказалось, т.е. реакция идет по пути образования комплекса H[CuCl2]  (полная формула раствора (ну или около того) будет HCl*CuCl*Fe(OH)Cl, имхо конечно -же))).  

   

Изменено 21 Ноября, 2019 в 09:19 пользователем derKodt1

[aversun]

Так собственно в чем вопрос?

[derKodt1]

6 минут назад, aversun сказал:

Так собственно в чем вопрос?

тогда по порядку, первый -  странным показалось травление меди в хлориде меди (= второй этап травления), т.е. медь вытравливается и сразу идет окисление и меди и железа до +2 и +3 соответственно,  это обычные дела?   (Дело в том что в концентрированном растворе такого не наблюдается, т.е. раствор полностью протравливается а только потом в течение нескольких дней окисляется )

[aversun]

45 минут назад, derKodt1 сказал:

тогда по порядку, первый -  странным показалось травление меди в хлориде меди (= второй этап травления), т.е. медь вытравливается и сразу идет окисление и меди и железа до +2 и +3 соответственно,  это обычные дела?  

Окисление меди идет сначала до +1, потом до +2, восстановление железа идёт до +2

Собственно все это давно описано

http://anytech.narod.ru/etched_circuit.htm

http://anytech.narod.ru/etched_cu.htm

 

[derKodt1]

56 минут назад, aversun сказал:

Так собственно в чем вопрос?

второй  -  спектр "развала":  FeCl3 +  Fe(OH)Cl2 + Fe(OH)2Cl +  Fe(OH)3  +  CuCl2  +  Cu(OH)Cl  + HCl   -  полный?  или чего-то не хватает или наоборот убрать? 

 

 

[aversun]

6 минут назад, derKodt1 сказал:

второй  -  спектр "развала":  FeCl3 +  Fe(OH)Cl2 + Fe(OH)2Cl +  Fe(OH)3  +  CuCl2  +  Cu(OH)Cl  + HCl   -  полный?  или чего-то не хватает или наоборот убрать? 

 

 

Не верно, железо восстанавливается до Fe²⁺

[derKodt1]

47 минут назад, aversun сказал:

Окисление меди идет сначала до +1, потом до +2, восстановление железа идёт до +2

Собственно все это давно описано

http://anytech.narod.ru/etched_circuit.htm

http://anytech.narod.ru/etched_cu.htm

 

А теперь понял ... тут вот в чем проблема,  направление реакции идет в зависимости от первоначальной концентрации ХЖ, т.е. если она небольшая , то реакция идет по пути  FeCl3 + Cu -> FeCl2 + CuCl затем  FeCl3 + CuCl -> FeCl2 + CuCl2, т.е. сначала +1, потом +2  и у раствора образуется при этом характерный зеленый цвет.  Если же у раствора достаточная концентрация, то будет идти такая реакция  FeCl3 + H2O + Cu  ->  HCl*CuCl*Fe(OH)Cl.  Соответственно вопрос - почему так?

 

Изменено 21 Ноября, 2019 в 11:54 пользователем derKodt1

[derKodt1]

40 минут назад, aversun сказал:

Не верно, железо восстанавливается до Fe²⁺

тогда почему цвет осадка светлокоричневый?

[Лавров]

тут хфимики не любят много вопросов по химии... своего предела достигают быстро...

Оксихлорид" меди не возникает и не выпадает, на мой взгляд, потому что весьма быстро реагирует: FeCl2+CuCl(OH) --- CuCl2 + FeCl(OH)

Последний быстро окисляется воздухом, в отличие от CuCl, которая в кислой среде практически не окисляется: FeCl(OH)+O2+H2O --- FeCl(OH)2. это светло-коричневый более рыхлый осадок. Далее осадок темнеет, уплотняется, становится похожим на ржавчину. Думаю, что основная соль железа теряет килотный остаток.

[Лавров]

18 часов назад, derKodt1 сказал:

... Если же у раствора достаточная концентрация, то будет идти такая реакция  FeCl3 + H2O + Cu  ->  HCl*CuCl*Fe(OH)Cl.  Соответственно вопрос - почему так?

 

Если концентрация высокая, то одновалентная медь будет в комплексе с Cl. Это может быть и хлорид щелочного металла, например, не обязательно кислая среда. По мере травления и расхода FeCl3 рН растёт.

Ионы железа быстрее окисляются воздухом в этих условиях, чем CuCl.