Rigenerazione del Cloruro Ferrico (FeCl3)

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vixeup

2011-01-13 15:44

Ragazzi sono stato attirato in questa discussione dagli argomenti trattati con amici su un sito dedicato all'elettronica.

Il nostro problema è quello di voler rigenerare la sostanza esausta usata per incidere le basette di rame per circuiti elettronici. Per corrodere lo strato di rame delle basette, e dare così vita alle piste del circuito, usiamo una soluzione acquosa di cloruro ferrico (FeCl3). Questa soluzione funziona meglio se viene riscaldata e portata a 40 o 50 °C. Dopo un certo numero di incisioni la sostanza perde la sua capacità corrosiva allungando i tempi di corrosione del rame.

Il passo successivo è quello di comperare cloruro ferrico fresco o di rigenerare quello esausto. Sappiamo che in quest'ultimo caso si dovrebbe ricorrere all'acido solforico. In base ai calcoli di un amico l'acido solforico in polvere è in grado di rigenerare il cloruro ferrico esausto secondo un rapporto di 1 : 3.6 (rapporto che aumenta sino a 1 : 4 se si parla di soluzioni acquose). Ne deriva un notevole guadagno in termini economici, dato che per rigenerare un litro di cloruro ferrico servirebbero solo 250ml di acido solforico, e dato che un litro di cloruro ferrico costa in negozio ben 6 euro.

Sappiamo che utilizzando l'H2SO4 per rigenerare l'FeCl3 esausto si ottiene un rilascio di gas non tossico, composto da idrogeno. Potete darmi conferma di questo?

Inoltre, il rame disciolto nel cloruro ferrico esausto (responsabile della perdita progressiva del potere corrosivo del FeCl3) dovrebbe precipitare sotto forma di solfato di rame, che è possibile eliminare in seguito facilmente attraverso filtrazione. Anche questo è corretto?

Infine, data la pericolosità delle operazioni di ebollizione dell'acido per batterie, mi chiedevo se per quanto riguarda il nostro scopo potessero utilizzarsi i prodotti disgorganti (qui già discussi) composti da acido solforico al 95% e da 5% di inibitori di corrosione. Questo 5% di inibitori darebbe cioè fastidio e inibirebbe il potere di corrosione del rame del cloruro ferrico rigenerato?

Grazie in anticipo da parte mia e da parte della comunità elettronica *Hail* :-P


Riporto la replica di Beefcotto87

Beefcotto87 ha scritto:

Quello che hai detto è al 75% una cavolata unica XD un mix di orrori chimici XD

Per l'elettronica non dico nulla, non sono pratico, ma:

Il protagonista che citi è FeCl3, non il solforico, quindi discussione sbagliata (nonchè abbastanza maleducato arrivare qui con una richiesta senza nemmeno presentarti)

Il cloruro ferrico non si "rigenera", non è una bustina di deumidificatore, viene sostituito da CuCl2 e va cambiato.

L'acido solforico NON è un solido, ma un liquido e pertanto non una POLVERINA! Ha diverse concentrazioni.

L'acido solforico NON rigenera un bel niente di per sè, ma trasforma il cloruro rameico o ferrico in solfato con liberazione di acido cloridrico (HCl).

Il gas prodotto è acido cloridrico, non idrogeno (H).

Dette queste cose, la tua penultima frase è totalmente insensata, poichè hai una soluzione di solfato, che se c'è abbastanza acqua non precipita per niente, poichè solubile, anche se meno del cloruro rameico, e HCl è un gas, che rimarrà in sol ma piano piano se ne va.

Si, gli inibitori danno fastidio proprio perchè sono inibitori, ma come la frase prima, non ha senso perchè non penso ti serva il solforico.


L'unica cosa, è che ci sia del Fe metallico, che va filtrato poichè insolubile, ma poi deve essere ridisciolto in HCl e ossidato da Fe2+ a Fe3+, insomma un casino unico...

Beefcotto87

2011-01-13 15:50

Ah, dimenticavo un piccolo errore, anche se trascurabile in confronto al resto: FeCl3 che usi è in soluzione, poichè è un sale ed è solido.

vixeup

2011-01-13 15:50

Ti ringrazio Beefcotto87 per la replica e mi scuso ancora per essermi inserito nella precedente discussione con un argomento non pertinente. Detto questo, so che l'acido solforico non è una polverina, ma il mio amico per ricavare la proporzione di rigenerazione esemplificò immaginando la soluzione solida. Ho dunque appurato grazie ai tuoi interventi che non si tratti di un processo di rigenerazione. Così come accade insomma per chi utilizza allo stesso scopo acido muriatico e acqua ossigenata. Dunque i gas rilasciati sono tossici in quanto contengono cloro. Inoltre gli inibitori contenuti nel prodotto disgorgante renderebbero inutile l'operazione. Dunque, sapreste indicarmi un'altra soluzione per cui il cloruro ferrico possa recuperare il suo potere corrosivo nei confronti del rame?

Beefcotto87

2011-01-13 16:00

il gas è tossico in sè, è un acido forte! Il cloro (Cl2) è una brutta bestia ma è un'altra sostanza, sempre gassosa. Ricomprarlo è l'unica cosa se vuoi risparmiare, altrimenti devi: prendere un gra mix di cloruri, ferrico e rameico, aggiungere ammoniaca finchè non precipita tutto il Fe3+ e rimanere in soluzione Cu2+, filtrare (difficilmente oltretutto) l'idrossido ferrico, lavarlo molto bene per eliminare tutta l'ammoniaca e il tetramminorame solfato (che si forma con eccesso di NH3 nel cloruro rameico in soluzione), una volta lavato ed asciugato va fatto agire nuovamente con HCl soluzione, nelle quantità stechiometriche. Ergo, comprarlo è la cosa migliore.

I seguenti utenti ringraziano Beefcotto87 per questo messaggio: vixeup

arkypita

2011-01-13 16:08

Cercando "rigenerazione cloruro ferrico" su google appaiono le peggio cose, ve ne mostro un esempio: http://it-hobby.confusenet.com/showthread.php?t=73709

Ad errori rispondono con orrori!

Acido cloridrico al 95%? Boiata immane!

Acido cloridrico possibilmente in polvere? Doppia boiata!

Acqua ossigenata 130 volumi dai parrucchieri? Si, se vuoi diventare calvo!

Ci sono anche ricette a base di ipoclorito di sodio, acido solforico, acido nitrico, perclorato di potassio... guardate qui:

http://www.grix.it/viewer.php?page=482&bakto=%2Fshowpages.php%3Fshowdesc%3D1%26codesort%3D0%26boxtipo%3D0%26user%3Dsavy.uhf%26bakto%3D%2Findex.php

Una cazzata dietro l'altra, per di più cazzate pericolose con alto rischio di intossicazione da gas tossici!

:tossico::tossico::tossico::tossico::tossico:

Ci sono varie ricette a base di HCl e H2O2 che promettono di rigenerare il cloruro ferrico, ma io mi chiedo... perché mai sprecare HCl e H2O2 per una improbabile operazione di "rigenerazione" quando la miscela H2O2+HCl usata così com'è è perfetta per l'incisione dei PCB? Perché non la usate direttamente?

Due parti di acido cloridrico al 10-15% (acido muriatico, ferramenta)

Una parte di acqua ossigenata 30-33% (130 volumi, ferramenta)

Due parti di acqua

Fare qualche prova, e se risulta troppo lenta aggiungere una parte di acqua, se risulta troppo veloce togliere una parte di acqua o aggiungere una parte di cloridrico. Questa miscela è decisamente più pericolosa del cloruro ferrico, quindi suggerirei a chi volesse usarla di munirsi di guanti in lattice/nitrile e occhiali, fare attenzione e operare in luogo aperto.

Per lo smaltimento neutralizzare con soda caustica fino a pH neutro o con bicarbonato fino a fine effervescenza e scaricare nel water.

vixeup

2011-01-13 16:30

arkypita ha scritto:

Ci sono varie ricette a base di HCl e H2O2 che promettono di rigenerare il cloruro ferrico, ma io mi chiedo... perché mai sprecare HCl e H2O2 per una improbabile operazione di "rigenerazione" quando la miscela H2O2+HCl usata così com'è è perfetta per l'incisione dei PCB? Perché non la usate direttamente?

Posso risponderti io arky. La soluzione di HCl e H2O2 funziona bene per incidere il rame al pari del cloruro ferrico. Esiste però un notevole svantaggio. Essa cioè a differenza del cloruro ferrico non può conservarsi per tempi lunghi e va quindi usata subito, all'occorrenza.

Io, come molti altri del settore elettronico, non voglio dover disperdere nell'ambiente quantità rilevanti di tali sostanze (anche se deattivate) e contribuire in questo modo all'inquinamento. E' per questo che sto documentandomi sulle possibilità di riutilizzo del cloruro ferrico esausto.

Visto che a quanto pare non è una operazione fattibile, o comunque rischiosa, vi chiedo allora quale sia il sistema migliore per smaltire il cloruro ferrico esausto.

Ho letto altrove che trattandolo con la giusta quantità di bicarbonato di sodio si ottenga un liquido trasparente (acqua) e un precipitato di ruggine. Probabilmente trattasi anche in questo caso di errore, ma se in questo modo può separarsi la parte solida (da smaltire in seguito) da quella liquida divenuta nel frattempo innocua (acqua), allora forse sarebbe una buona soluzione. Che ne dite?

Beefcotto87

2011-01-13 16:37

Si, è il passaggio che ti ho detto prima (non è "ruggine", è carbonato basico di Fe3+). Poi lo ridisciogli in HCl, ma devi pesare esattamente i reagenti!

vixeup

2011-01-13 16:43

Beefcotto87 ha scritto:

Si, è il passaggio che ti ho detto prima (non è "ruggine", è carbonato basico di Fe3+). Poi lo ridisciogli in HCl, ma devi pesare esattamente i reagenti!

Dunque aggiungendo bicarbonato si otterrebbe un precipitato di solo Fe3+? E il rame corroso presente nella soluzione esausta che fine farebbe? Non si mischierebbe al precipitato?

Utilizzando più volte il cloruro ferrico per incidere il rame delle basette, si forma progressivamente una fanghiglia sul fondo del recipiente. Immagino che essa sia composta da rame corroso e da altre sostanze. Ma una volta trattato il tutto con il bicarbonato?

Beefcotto87

2011-01-13 16:46

Bhe no, stesso discorso col rame! Pensavo ti riferissi al solo FeCl3! No, in tal caso avresti una porcheria, con carbonati basici di Fe3+, Cu2+, ferro metallico, poco rame metallico e probabilmente anche ossidi dei due metalli! Insomma, uno schifo! Li separi come ti ho detto prima

vixeup

2011-01-13 17:02

hmm sono confuso. Prima hai scritto:

Beefcotto87 ha scritto:

aggiungere ammoniaca finchè non precipita tutto il Fe3+ e rimanere in soluzione Cu2+, filtrare (difficilmente oltretutto) l'idrossido ferrico,

Dunque per separare la parte solida da quella liquida (parlo del cloruro ferrico esausto) dovrei aggiungere ammoniaca. Però resterebbe in soluzione il rame (Cu2+), giusto? Perciò non sarebbe una buona soluzione di smaltimento, in quanto non otterrei acqua pulita ma miscelata al rame.

Beefcotto87

2011-01-13 17:11

Il problema è che ti manca la formazione di base! Se no sapresti che aggiungendo ammoniaca avresti: precipitato di Fe3+ con i metalli e soluzione con Cu2+. Filtri, la soluzione la fai bollire, e ti precipita giustamente l'idrossido rameico (o l'ossido), filtri di nuovo e butti l'acqua. A questo punto il precipitato ferrico e il ferro metallo (rame metallo ce ne sarà pochissimo) li fai reagire con HCl per riavere FeCl3, l'idrossido rameico... Bhe, sinceramente se non sei chimico non penso ti interessi... Ma in realtà penso tu stia esagerando... Il ferro è presente in natura, e a meno che tu non ne usi a tonnellate dubito un qualche grammo nella spazzatura faccia nulla, inoltre di sali di ferro è pieno il terreno (pensa che il solfato si usa per le ortensie!!) Per il rame il discorso è simile, solo che diventa pericoloso per l'ambiente in grandi quantità... E' fitotossico, ma non penso tu ne abbia tanto! Anche questo, si usa in agricoltura! Quindi non ci pensare così maniacalmente, tieni il ferro, il resto regalalo a chimici da casa o buttalo nella spazzatura, o se hai delle piante infestate, usalo! (poltiglia bordolese)

vixeup

2011-01-13 17:30

grazie davvero tante per la spiegazione. Ora mi rendo conto di quante sciocchezze si siano dette in giro per i forum. Ora il processo da seguire mi è più chiaro. La mia preoccupazione era quella di non dover scaricare nei tubi il cloruro ferrico esausto. Separandolo invece dalla parte liquida è molto meglio. Alcuni invece lo inglobano nel gesso dando vita a pallottole solide marroni da buttare poi tra i rifiuti comuni, ma non credo che sia una buona idea. Proverò a fare come mi hai spiegato e magari informerò la mia comunità citando ovviamente la tua fonte e questo bel forum. Ti informerò sui progressi e nel frattempo guarderò un po' in giro nel forum.

ale93

2011-01-13 17:38

vixeup ha scritto:

Alcuni invece lo inglobano nel gesso dando vita a pallottole solide marroni da buttare poi tra i rifiuti comuni,

Flocculazione >_>

Comunque per incidere PCB puoi usare una miscela di acido muriatico e acqua ossigenata, lavorando all'aperto, perchè si sviluppa cloro altamente tossico.

Se invece vuoi un metodo pulito, che non ti crea il problema dei rifiuti puoi ricorrere al persolfato, il problema è trovarlo a basso costo.

vixeup

2011-01-13 17:42

ale93 ha scritto:

Comunque per incidere PCB puoi usare una miscela di acido muriatico e acqua ossigenata, lavorando all'aperto, perchè si sviluppa cloro altamente tossico. Se invece vuoi un metodo pulito, che non ti crea il problema dei rifiuti puoi ricorrere al persolfato, il problema è trovarlo a basso costo.

ciao ale, come ho già detto il muriatico + acqua ossigenata non mi piace perchè altamente tossico e dalla vitalità breve (non si può conservare). Il persolfato invece non l'ho mai sentito? Persolfato di? A proposito di costi, il cloruro ferrico lo compro in negozio a 6 euro il litro (in soluzione). E' venduto anche in scaglie da sciogliere in acqua.

ale93

2011-01-13 17:46

Il persolfato di sodio è usato per incidere i PCB, per quanto riguarda HCl-H2O2 te lo sconsiglio, è il metodo meno costoso, ma anche il più pericoloso e aggressivo, quindi finisce che incidi anche le piste che non vuoi. Che metodo usi? inisione diretta o fotoincisione?

vixeup

2011-01-13 17:55

ale93 ha scritto:

Che metodo usi? inisione diretta o fotoincisione?

Per ora uso l'incisione diretta tramite pennarello indelebile o trasferibili (folgi PnP). In futuro passerò forse alla fotoincisione. Per ora i circuiti che costruisco sono semplici e non necessitano di piste tanto sottili da richiedere la fotoincisione.

Dunque usando il persolfato di sodio quali prodotti di scarto ne deriverebbero dalla sostanza esausta?

ale93

2011-01-13 18:09

Ti consiglio di lasciar perdere con l'incisione diretta perchè da risultati discutibili e piste grossolane, da disegnare a mano... Comunque tornando in tema sinceramente non so quali sali di scarto produrrebbe l'incisione con persolfato, ma so che ti serve come catalozzatore del cloruro mercurico, quindi meglio lasciar perdere. Io ti consiglio l'incisione con cloruro ferrico, che non essendo tanto aggressivo ti permette un buon controllo della reazione.

vixeup

2011-01-13 18:12

ale93 ha scritto:

Io ti consiglio l'incisione con cloruro ferrico, che non essendo tanto aggressivo ti permette un buon controllo della reazione.

Sì, il cloruro ferrico ha il solo difetto di macchiare facilmente e indelebilmente (macchia anche il vetro). Il solfato invece non macchia ma è molto più costoso.

Riguardo alla incisione posso dirti che con i fogli PnP si ottengono ottimi risultati (chiudo l'OT).

vixeup

2011-01-13 20:53

ultima domanda per chiarire l'esito del processo descritto da Beefcotto.

Beefcotto87 ha scritto:

Se no sapresti che aggiungendo ammoniaca avresti: precipitato di Fe3+ con i metalli e soluzione con Cu2+.

Filtri, la soluzione la fai bollire, e ti precipita giustamente l'idrossido rameico (o l'ossido), filtri di nuovo e butti l'acqua.

Facendo bollire la soluzione (dopo aggiunta di ammoniaca e filtraggio del precipitato) vengono rilasciati gas contenenti cloro?

E dopo la precipitazione dell'idrossido rameico (o ossido) l'acqua filtrata è pura (H2O) o ancora contaminata da sostanze estranee?

Beefcotto87

2011-01-13 21:11

Si, questo dimostra che queste reazione è meglio lasciarle stare e comprarne di nuovo! L'acqua no, conterrà del cloruro di ammonio e in minima parte dell'ammoniaca; si libererà ovviamente ammoniaca, per questo va fatto all'aperto stando bene attenti! Quello che cerco di farti capire, è che non potrai MAI ottenere acqua pura a meno che tu non abbia un'industria e macchine purificatrici, ecc... Quindi segui il mio consiglio, basifica, filtra e butta tutto

vixeup

2011-01-13 21:39

Capisco. Ci sarebbe anche la soluzione più pratica del gesso. Si ingloba il tutto in un globetto di gesso e si ottiene così un rifiuto solido che sicuramente è meglio di quello liquido.

Beefcotto87

2011-01-13 22:01

E poi cosa te ne fai? Liquido non terresti nulla, anche la soluzione di cloruro ammonico, basta farla asciugare!!

vixeup

2011-01-14 02:59

Beefcotto87 ha scritto:

E poi cosa te ne fai? Liquido non terresti nulla, anche la soluzione di cloruro ammonico, basta farla asciugare!!

beh poi dovrei gettarla tra i rifiuti solidi, o meglio ancora portarla in un'isola ecologica.

E' vero facendo bollire la soluzione otterrei rifiuti solidi meno ingombranti. Però non mi piace l'idea del rilascio di gas tossici (mai fatto prima d'ora) e non so se la mia bacinella in vetro pyrex possa resistere a lungo al calore del fornellino elettrico. Beh valuterò il da farsi nei prossimi giorni.

Detto questo, mi sono chiesto nel frattempo cosa accada alla soluzione esausta di cloruro ferrico quando viene "riattivata" con l'acido solforico o con il mix di acido muriatico e acqua ossigenata. Ovvero, dato che di rigenerazione non si tratta, perchè la soluzione recupera comunque il potere corrosivo? Nel caso di HCl + H2O2 posso immaginare che siano solo questi ultimi a reagire con il rame corrodendolo, ma per quanto riguarda l'H2SO4? Anche in questo caso è solo l'acido addizionato a fare il lavoro, o il FeCl3 fa comunque la sua parte?

Chimico

2011-01-14 03:01

l'H2O2 ossida il rame a CuO che viene sciolto dagli acidi! Se è presente Ferro(II) probabilmente l'H2O2 ossidera anche questo a Fe(III) e questo ossiderà a sua olta il rame riducendosi...