¿Alguna vez te has preguntado cómo elaborar cloruro férrico (FeCl₃) en tu propio laboratorio casero? Esta solución versátil tiene numerosas aplicaciones, desde el grabado de circuitos impresos hasta el tratamiento de aguas. En esta guía detallada, te enseñaremos cómo prepararlo de manera segura y efectiva.
Advertencia de seguridad: El cloruro férrico (FeCl₃) y ferroso (FeCl₂) en solución acuosa, el peróxido de hidrógeno (H₂O₂) y el ácido clorhídrico (HCl) pueden provocar quemaduras graves en la piel y daños en superficies metálicas debido a su alta acidez y naturaleza corrosiva. Este artículo es únicamente informativo.
Aplicaciones del FeCl₃ :
- Marcado de acero
- Revelado de soldaduras
- Verificación de penetraciones
- Grabado de placas de cobre para circuitos impresos
- Floculante en tratamiento de aguas
Materiales Necesarios:
- Virutas de acero o hierro (Fe) (30 gramos)
- Ácido clorhídrico (HCl) al 15% m/v (130 ml)
- Peróxido de hidrógeno (H₂O₂) al 30% m/v (2.4 ml)
- Balanza de precisión
- Vaso de precipitados
- Matraz Erlenmeyer de 500 ml
- Agitador magnético
- Termómetro
- Equipo de protección personal (guantes y gafas de seguridad)
Proceso Paso a Paso:
1. Preparación Inicial:
- Colócate el equipo de protección personal.
- Pesa 10 gramos de virutas de acero o hierro.
2. Preparación de la Solución:
- Vierte 130 ml de HCl al 15% m/v en un vaso de precipitados.
- Coloca el agitador magnético.
- Transfiere el HCl a un matraz Erlenmeyer de 500 ml.
3. Inicio de la Reacción:
- Activa la agitación.
- Introduce las virutas de acero gradualmente.
- Observa el inicio inmediato de la reacción. (Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂)
4. Observación del Proceso:
- Nota el burbujeo que indica la formación de gas hidrógeno (H₂).
- Se forma una solución de FeCl₂.
- Incrementa ligeramente la velocidad de agitación.
5. Monitoreo de la Reacción:
- La reacción tarda aproximadamente 8 horas en completarse.
- La temperatura inicial es de unos 20°C.
- Verifica que la temperatura sube a 30°C, señalando una reacción exotérmica.
6. Aceleración de la Reacción:
- Coloca el matraz en una superficie caliente para acelerar el proceso.
- El burbujeo se intensifica con el aumento de temperatura.
7. Observaciones Adicionales:
- Algunas virutas pueden adherirse al agitador magnético.
- El gas hidrógeno (H₂) puede generar presión suficiente para mover la tapa del matraz.
- Después de 3 horas en la superficie caliente, la temperatura puede alcanzar 48°C.
8. Finalización de la Reacción:
- Tras 8 horas, observa el color verde característico de las soluciones de FeCl₂.
- Deja enfriar la solución.
9. Filtración:
- Utiliza una bola de algodón para filtrar la solución.
10. Oxidación a Cloruro Férrico:
- Introduce el agitador magnético en la solución filtrada.
- Verifica que el pH esté entre 1 y 2.
- Agrega lentamente 2.4 ml de H₂O₂ al 30% m/v.
- Observa el cambio de color instantáneo de verde a amarillo-anaranjado. (4FeCl₂ + O₂+ 4HCl → 4FeCl₃ + 2H₂O)
11. Precauciones en la Oxidación:
- Añade el peróxido de hidrógeno (H₂O₂) gradualmente para evitar desbordamientos.
- La reacción produce burbujeo intenso y aumenta la temperatura.
- La temperatura puede elevarse hasta 40°C, indicando otra reacción exotérmica.
12. Observaciones Finales:
- El color obtenido (naranja-amarillo) es característico del FeCl₃.
- El pH final debe mantenerse entre 1 y 2.
13. Almacenamiento:
- Deja enfriar la solución.
- Almacena en un frasco, preferiblemente con tapa plástica.
- Si usas un frasco con tapa metálica, coloca una bolsa plástica entre la tapa y el frasco para prevenir oxidación.
Aplicación Práctica: Revelado de Acero Damasco
- Sumerge un cuchillo de acero Damasco en la solución.
- Observa cómo se revelan los diferentes grados de oxidación de los aceros.
Consejos de Seguridad:
- Trabaja en un área bien ventilada.
- Usa siempre equipo de protección personal.
- Maneja los químicos con precaución, especialmente el HCl y el H₂O₂.
Otros usos:
El FeCl₃ tiene diversas aplicaciones, siendo una de las más importantes su uso en el tratamiento de aguas. Actúa como un potente floculante en la purificación de agua y el tratamiento de aguas residuales, mejorando significativamente su calidad.
En este proceso, el FeCl₃ se disuelve formando una solución acuosa de color marrón que ayuda a agrupar las partículas pequeñas en el agua, facilitando su eliminación. La solución se agrega al agua para limpiarla de partículas suspendidas (W.K. Merriman, Inc., s.f.).
¿Has experimentado con la fabricación de soluciones químicas? Si la respuesta es “sí”, te recomiendo que sigas este tutorial y puedas adentrarte en el mundo de la química inorgánica. Por otro lado, si la respuesta es “no” entonces lo que te recomendamos es que compres el compuesto químico, eso será más práctico, aunque permiteme comentarte que el costo de la fabricación de compuestos químicos como este suele ser más barato que el precio de venta que encontrarás en cualquier tienda que venda este producto.
Espero que con esta guía puedas tener suficiente información para que puedas hacer tu propio cloruro férrico y puedas usarlo en cualquier aplicación que se te venga a la mente, de parte del equipo de ExemplaryLigas te mandamos un enorme saludo y que tengas un excelente día.
Referencia bibliográfica:
W.K. Merriman, Inc. (s.f.). Ferric Chloride: A powerful, corrosive flocculant used in water purification and sewage treatment. https://www.wkmerriman.com/ferric-chloride#:~:text=A%20powerful%2C%20corrosive%20flocculant%20used,the%20overall%20quality%20of%20water.