Реклама

Главная - Гудмен Линда
Хлорное железо пропорции для травления. Как приготовить водный раствор хлорного железа. Химические явления при травлении плат. Меры безопасности

Для изготовления печатной платы обязательно нужен реактив растворяющий медь. Наиболее распространенным, и относительно безвредным является трехвалентное хлорное железо. Его можно приобрести в магазине радиодеталей. Выглядит банка вот так:

На этикетке написана инструкция по приготовлению, обращает на себя внимание время травления 40-50 мин. Возможно для кого то это покажется нормальным.
Лет 15 назад таких банок попросту не продавали.Поэтому радиолюбители сами приготавливали раствор из соляной кислоты и ржавчины. Получившийся раствор хлорного железа стравливал медь за 5-15минут при комнатной температуре. Конечно же это справедливо для свежего раствора. Спустя год его использования(порядка 10раз в месяц) раствор травил уже час-два.
Весьма странно тогда ждать час что бы изготовить плату, если это можно сделать за 5 минут. Скорость травления зависит от концентрации раствора. Это справедливо для первого использования. Поэтому если развести 250 грамм на литр воды-получим час травления, а если на пол литра-видимо гораздо меньше.Правда,не известно для какого размера платы указано время травления на банке.
Меня не устраивает совет изготовителя, считаю глупостью так долго ждать.Покажу как я обычно готовлю раствор
Открываем баночку и смотрим что там внутри.

У меня вот такое. Похоже что порошок(если его можно назвать таковым) свежий. Если в банке есть «сироп» , значит сырость потянул, а может быть такой и был с завода. Обычно я делаю на глаз, но в этот раз решил задокументировать. Ложку желательно использовать пластиковую, так как алюминий растворяется. У меня ее не было.

Понадобится пол литровая стеклянная банка,капроновая крышка(желательно зарание проверить подходит она к банке),вода, ложка. В данном случае раствор приготовлен по пропорции 1:2. 1 часть хлорного железа, 2 части воды. Хорошо размешиваем раствор, даем отстоятся пол часа.

Приступаем к травлению.Нагревание значительно ускоряет процесс.Греть желательно не выше 60-70 градусов.На глаз это когда с жидкости пойдет пар. Для этих целей я использую эмалированную железную миску. Срок эксплуатации посуды-года два, при активном использовании. Потом в ней образуются дырки.

Перед тем как класть плату в раствор,ее желательно смочить водой. Это избавит вас от очень большой не приятности в виде маленьких пузырьков, который в итоге могут создать замыкание между дорожками или испортить эстетический вид. На фото я это не сделал.

Наливаю раствор, и запускаю секундомер. Греть нужно на очень медленном огне. Раствор быстро нагревается.

Вуаля! Плата готова.

Для такой площади печатной платы, процесс занял не более 5 минут.

Внимание!
Брызги раствора попавшие на предметы нужно удалять немедленно,влажной тряпкой или губкой, хорошо промыть место попадания. Избегать попадания раствора на плиту. Одевать «рабочую» одежду.Попадание капель на одежду приведет к образованию не отстирующихся ржавых пятен. Работать с включенной вытяжкой.

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.

Хлорное железо - средняя соль трехвалентного железа и соляной кислоты. На вид это химическое сырье представляет собой мягкую кристаллическую массу ржаво-коричневато-черного цвета. Температура его кипения составляет 319°С, температура плавления - 309°С. Хлорное железо образуется в результате нагревания железа с хлором. Его можно получить также как побочный продукт при производстве хлорида титана TiCl4 и хлорида алюминия AlCl3. Еще один способ получения хлорного железа – горячее хлорирование или окисление раствора FeCl2 с последующим выпариванием раствора FeCl3.

Сфера применения хлорного железа достаточно широка. Его используют как коагулянт для очистки воды, как катализатор в органическом синтезе, как протраву в процессе окрашивания тканей, а также для приготовления железных пигментов и прочих солей железа. Еще раствор хлорного железа используют для травления печатных плат.

Достаточно широкое распространение хлорное железо получило в качестве коагулянта в процессе очистки промышленных и городских сточных вод. По сравнению с другими коагулянтами, в частности с сернокислым алюминием, этот химический продукт имеет важное преимущество – хлорид железа наделен высокой скоростью осаждения разнообразных примесей. В результате гидролиза хлорное железо образует малорастворимый гидроксид железа. В процессе его образования захватываются различные органические и неорганические примеси, образуя при этом рыхлые хлопья, которые легко удаляются из очищаемых стоков. Такие хлопья, плотностью 1001–1100 г/л и размером 0,5–3,0 миллиметров, имеют довольно большую поверхность с отличной сорбционной активностью. В процессе их образования в структуру включаются взвешенные вещества (крупные микроорганизмы, клетки планктона, ил, остатки растений), коллоидные частицы, а также часть ионов загрязнений, ассоциированных на поверхности данных частиц. При помощи данного продукта процесс осаждения шлама протекает намного быстрее и глубже. Еще одно преимущество хлорного железа - его благоприятное влияние на биохимическое разложение шлама. Для качественной очистки сточных вод на один кубический метр требуется 30 г хлорного железа. Очистка вод хлорным железом уменьшает содержание растворимых примесей до 25 процентов, а нерастворимых до 95 процентов. В процессе проведения очистки сточных промышленных и городских вод ядовитые соединения и микроорганизмы разрушаются гипохлоритом натрия.

Благодаря своим ярко выраженным кислотным свойствам хлорид железа используется как катализатор в процессах органического синтеза, при получении термостойких смол и окисления нефтяных битумов. Железо хлорное - энергичный хлорирующий агент, поэтому он применяется для избирательного извлечения некоторых компонентов руд. В частности, это химическое сырье требуется в ароматических углеводородах для реакции электрофильного замещения. Хорошо известно также применение водных растворов хлорного железа. Обладая достаточно мягкими травильными свойствами, они используются в электронной промышленности и приборостроении для травления печатных плат, металлических деталей и медной фольги. Применяется хлорное железо и в строительстве. Его используют как добавку к портландцементу для ускорения процесса схватывания. Добавка хлорного железа значительно увеличивает прочность бетона. Используется этот продукт и в других сферах жизнедеятельности человека, в частности:
с его помощью осветляются природные воды в системах водоподготовки;
удаляется масло из стоков масложировых комбинатов;
он используется при очистке сточных вод кожевенно-меховых предприятий от соединений хрома;
для смягчения хозяйственно-питьевой воды;
а также в хлорорганическом синтезе

Напоминаем соотношение компонентов в растворе хлорного железа, используемом при травлении печатных плат. Раствор хлорного железа: на 150 гр FeCI 3 берется 200 мл воды Н 2 0. Время травления 5-10 минут.
Хотя хлорное железо и не ядовито (в чистом виде оно применяется в медицине для остановки кровотечения путём наложения на рану ватки с его раствором), но оставляет очень трудноустранимые пятна. В качестве пятновыводителя рекомендуется концентрированный раствор щавелевой кислоты, которым следует обильно смочить тряпку и положить её на пятно на десятки минут. Затем это место промывают водой.

Восстановление хлорного железа . При многократном использовании одного и того же раствора он покрывается темными пятнами, теряет травильные качества. Для восстановления в него необходимо опустить кусочки железа (гвозди, шурупы, опилки). Через несколько дней они покроются антикоррозионным слоем меди и их можно использовать по прямому назначению, а регенерированный раствор следует профильтровать и он готов к дальнейшему использованию.

При отстутствии хлорного железа раствор для травления можно получить в домашних условиях несколькими способами.

1.В пластмассовую или стеклянную посуду на 1 часть обыкновенной ржавчины по весу следует взять 3 части соляной кислоты. Через несколько дней большая часть ржавчины растворяется и раствор приобретает характерный желто-коричневый цвет. Его аккуратно сливают с лежащего на дне шлама и, при необходимости, фильтруют через ткань, положенную на горло стеклянной банки.

2. В стеклянную посуду на одну треть заливают раствор HCI и туда же малыми порциями добавляют железный сурик в общем количестве около 1,5 части по объему, весь раствор тщательно перемешивают. Химический процесс идет с выделением газов, поэтому помещение должно иметь вытяжную вентиляцию или хорошо проветриваться. Раствор оставляют на несколько дней на открытом воздухе, по завершению реакции хлорное железо выпадает в осадок, верхний слой сливают, а хлорное железо используют по назначению.

3.Раствор для травления печатных плат на основе соляной кислоты и перекиси водорода. Для приготовления берется 30% раствор перекиси водорода, соляная кислота плотностью 1,2 и вода, все это перемешивается в стеклянной посуде в соотношении соответственно 2:2:6 частей. Если перекись водорода аптечная 16-18 %, то соотношение смешиваемых частей соответственно 2:4:4. Время травления таким раствором составляет до 10 минут.
В том случае, когда вместо раствора перекиси водорода имеется перекись водорода в таблетках, рецепт приготовления травящего раствора следующий: в стакане воды Н 2 0 (250 мл) растворяется 5 таблеток перекиси водорода, затем полученный раствор выливают в стеклянную посуду и добавляют 15 мл раствора концентрированной соляной кислоты HCI, все это перемешивают и раствор готов к использованию. Время травления печатных плат таким раствором составляет до 1 часа.

4.Щелочные травильные растворы (растворяют нелуженую медь, практически не затрагивая луженые дорожки)

1-й состав
Медный купорос CuS04.........170.. 190 г/л
Аммоний сернокислый(ЫН4)2ЗО4150..170 г/л Аммиак водный 25% pacTBopNH4OH..500 мл/л

2-й состав
Хлорид меди 11 CuCI2.........100.. 110 г/л
Хлорид аммония NH4CI ........ 150..170 г/л
Аммиак водный 25%-й NH4OH 400..500 мл/л Бикарбонат аммония(МН4)2С03....20..30 г/л

5.Ну и традиционный самый недефицитный раствор медного купороса и поваренной соли, в расчете на 500 мл: NaCI - 4 столовых ложки, CuS04 - 2 столовых ложки. Время травления -около 8 часов.

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.

 


Читайте:



Ваше Высочество: Самые известные принцессы и королевы в мире Королем какой страны

Ваше Высочество: Самые известные принцессы и королевы в мире Королем какой страны

Невероятные факты Члены британской королевской семьи постоянно приковывают внимание СМИ. Однако мир полон и других привлекательных...

Случаи самоубийств солдат в российской армии

Случаи самоубийств солдат в российской армии

Кто виноват В разгар известной драмы в Челябинске пришло сообщение из Подмосковья: 19-летний матрос срочной службы Евгений Ганзин, проходивший...

Понятие и признаки общества

Понятие и признаки общества

Мы все живем на одной планете. Нас сегодня уже семь миллиардов. Знаете, что нас всех объединяет? Оказывается, мы все являемся частью общества. Что...

Основные понятия теории вероятностей Значение е теория вероятности

Основные понятия теории вероятностей Значение е теория вероятности

Мама мыла раму Под занавес продолжительных летних каникул пришло время потихоньку возвращаться к высшей математике и торжественно открыть пустой...

feed-image RSS