Jump to content

Хлорид алюминия

Это хорошая статья. Нажмите здесь для получения дополнительной информации.
(Перенаправлено из хлорида алюминия )

Хлорид алюминия
Хлорид алюминия(III)
Гексагидрат трихлорида алюминия, чистый (вверху) и загрязненный хлоридом железа (III) (внизу)
Димер трихлорида алюминия
Aluminium trichloride dimer
Элементарная ячейка трихлорида алюминия
Aluminium trichloride unit cell
Имена
Название ИЮПАК
Хлорид алюминия
Другие имена
Хлорид алюминия(III)
Трихлорид алюминия
Трихлоралюминий
Идентификаторы
3D model ( JSmol )
КЭБ
ХимическийПаук
Информационная карта ECHA 100.028.371 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 231-208-1
1876
номер РТЭКС
  • БД0530000
НЕКОТОРЫЙ
Характеристики
AlClAlCl3
Молярная масса
  • 133,341 г/моль (безводный)
  • 241,432 г/моль (гексагидрат)
[ 1 ]
Появление Бесцветные кристаллы, гигроскопичны.
Плотность
  • 2,48 г/см 3 (безводный)
  • 2,398 г/см 3 (гексагидрат)
[ 1 ]
Температура плавления
  • 180 ° C (356 ° F, 453 К) (безводный, возвышенный) [ 1 ]
  • 100 ° C (212 ° F, 373 К) (гексагидрат, разлагается) [ 1 ]
  • 439 г/л (0 °С)
  • 449 г/л (10 °С)
  • 458 г/л (20 °С)
  • 466 г/л (30 °С)
  • 473 г/л (40 °С)
  • 481 г/л (60 °С)
  • 486 г/л (80 °С)
  • 490 г/л (100 °С)
Растворимость
  • Растворим в хлористом водороде, этаноле, хлороформе, четыреххлористом углероде.
  • Мало растворим в бензоле
Давление пара
  • 133,3 Па (99 ° С)
  • 13,3 кПа (151 °С)
[ 2 ]
Вязкость
  • 0,35 сП (197 °С)
  • 0,26 сП (237 °С)
[ 2 ]
Структура
Моноклиника , мС16
С12/м1, №12 [ 3 ]
а = 0,591 нм, б = 0,591 нм, с = 1,752 нм [ 3 ]
0,52996 нм 3
6
Октаэдрический (сплошной)
Тетраэдрический (жидкий)
Тригональная плоская
( мономерный пар)
Термохимия
91,1 Дж/(моль К) [ 4 ]
109,3 Дж/(моль К) [ 4 ]
−704,2 кДж/моль [ 4 ]
−628,8 кДж/моль [ 4 ]
Фармакология
D10AX01 ( ВОЗ )
Опасности
СГС Маркировка : [ 6 ]
GHS05: Коррозионное вещество
Опасность
H314
P260 , P280 , P301+P330+P331 , P303+P361+P353 , P305+P351+P338+P310 , P310
NFPA 704 (огненный алмаз)
Летальная доза или концентрация (LD, LC):
380 мг/кг, крыса (перорально, безводный)
3311 мг/кг, крыса (перорально, гексагидрат)
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
ПЭЛ (допустимо)
Никто [ 5 ]
РЕЛ (рекомендуется)
2 мг/м 3 [ 5 ]
IDLH (Непосредственная опасность)
без даты [ 5 ]
Родственные соединения
Другие анионы
Другие катионы
Родственные кислоты Льюиса
Страница дополнительных данных
Хлорид алюминия (страница данных)
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
Хлорид алюминия
Клинические данные
AHFS / Drugs.com Монография
Данные лицензии
Маршруты
администрация
Актуальный
код АТС
  • Никто
Идентификаторы
Панель управления CompTox ( EPA )
Информационная карта ECHA 100.028.371 Отредактируйте это в Викиданных
Страница данных
Хлорид алюминия (страница данных)

Хлорид алюминия , также известный как трихлорид алюминия , представляет собой неорганическое соединение с формулой АлСl3 . Образует гексагидрат по формуле [Al(H 2 O) 6 ]Cl 3 , содержащий шесть молекул гидратной воды . И безводная форма, и гексагидрат представляют собой бесцветные кристаллы, но образцы часто загрязнены хлоридом железа (III) , что придает им желтый цвет.

Безводная форма имеет коммерческое значение. Имеет низкую температуру плавления и кипения. В основном он производится и потребляется при производстве алюминия, но большие количества используются и в других областях химической промышленности. [ 7 ] Это соединение часто называют кислотой Льюиса . Это пример неорганического соединения , которое обратимо превращается из полимера в мономер при умеренной температуре.

Структура

[ редактировать ]
Иллюстрация структур хлорида алюминия

безводный

[ редактировать ]

AlCl 3 принимает три структуры в зависимости от температуры и состояния (твердое, жидкое, газообразное). Твердый AlCl 3 имеет листовидную слоистую структуру с кубическими плотноупакованными хлорид-ионами. В этой структуре центры Al демонстрируют октаэдрическую координационную геометрию . [ 8 ] Хлорид иттрия (III) имеет ту же структуру, что и ряд других соединений. Когда трихлорид алюминия находится в расплавленном состоянии, он существует в виде димера. Al 2 Cl 6 , с тетракоординатом алюминия. Такое изменение структуры связано с меньшей плотностью жидкой фазы (1,78 г/см3). 3 ) по сравнению с твердым трихлоридом алюминия (2,48 г/см 3 ). Димеры Al 2 Cl 6 обнаруживаются также в паровой фазе . При более высоких температурах Al 2 Cl 6 Димеры диссоциируют на тригональные планарные AlCl 3 Мономер , структурно аналогичный БФ 3 . Расплав плохо проводит электричество , [ 9 ] в отличие от более ионных галогенидов, таких как хлорид натрия .

Мономер хлорида алюминия принадлежит к точечной группе D 3h в мономерной форме и D 2h в димерной форме.

Гексагидрат

[ редактировать ]

Шестигидрат состоит из октаэдрических [Ал(Н 2 О) 6 ] 3+ катионные центры и хлорид- анионы ( кл. ) как противоионы . Водородные связи связывают катион и анионы. [ 10 ] Гидратированная форма хлорида алюминия имеет октаэдрическую молекулярную геометрию, в которой центральный ион алюминия окружен шестью молекулами водного лиганда . Будучи координационно насыщенным, гидрат имеет мало ценности в качестве алкилирования катализатора Фриделя-Крафтса и родственных реакций.

Использование

[ редактировать ]

Алкилирование и ацилирование аренов

[ редактировать ]

AlCl 3 представляет собой обычный катализатор на основе кислоты Льюиса для реакций Фриделя-Крафтса , как ацилирования, так и алкилирования. [ 11 ] Важными продуктами являются моющие средства и этилбензол . Эти типы реакций являются основным применением хлорида алюминия, например, при получении антрахинона (используемого в промышленности красителей ) из бензола и фосгена . [ 9 ] В общей реакции Фриделя-Крафтса ацилхлорид или алкилгалогенид реагирует с ароматической системой, как показано: [ 11 ]

Реакция алкилирования используется более широко, чем реакция ацилирования , хотя ее практика более сложна с технической точки зрения. Для обеих реакций хлорид алюминия, а также другие материалы и оборудование должны быть сухими, хотя для протекания реакции необходимо наличие небольшого количества влаги. [ 12 ] Доступны подробные процедуры алкилирования. [ 13 ] и ацилирование [ 14 ] [ 15 ] аренов.

Общая проблема реакции Фриделя-Крафтса заключается в том, что катализатор из хлорида алюминия иногда требуется в полных стехиометрических количествах, поскольку он образует сильные комплексы с продуктами. Это осложнение иногда приводит к образованию большого количества коррозионно-активных отходов. По этим и подобным причинам использование хлорида алюминия часто заменяется цеолитами . [ 7 ]

Хлорид алюминия также можно использовать для введения альдегидных групп в ароматические кольца, например, с помощью реакции Гаттермана-Коха , в которой используются окись углерода , хлористый водород и хлорид меди (I) сокатализатор . [ 16 ]

Другие применения в органическом и металлоорганическом синтезе.

[ редактировать ]

Хлорид алюминия находит множество других применений в органической химии . [ 17 ] Например, он может катализировать еновую реакцию , такую ​​как присоединение 3-бутен-2-она (метилвинилкетона) к карвону : [ 18 ]

Он используется для индукции различных соединений и перегруппировок углеводородов. [ 19 ] [ 20 ]

Хлорид алюминия в сочетании с алюминием в присутствии арена можно использовать для синтеза комплексов бис(арена) металлов, например бис(бензол)хрома , из галогенидов некоторых металлов посредством синтеза Фишера-Хафнера . Дихлорфенилфосфин получают реакцией бензола и трихлорида фосфора, катализируемой хлоридом алюминия. [ 21 ]

Медицинский

[ редактировать ]

Гексагидрат хлорида алюминия для местного применения используется для лечения гипергидроза (чрезмерного потоотделения). [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]

Безводный хлорид алюминия представляет собой мощную кислоту Льюиса , способную образовывать кислотно-основные аддукты Льюиса даже со слабыми основаниями Льюиса, такими как бензофенон и мезитилен . [ 11 ] Образует тетрахлоралюминат ( [AlCl 4 ] ) в присутствии хлорид- ионов.

Хлорид алюминия реагирует с кальция и гидридами магния в тетрагидрофуране с образованием тетрагидроалюминатов. [ нужна ссылка ]

Реакции с водой

[ редактировать ]

Безводный хлорид алюминия гигроскопичен и имеет очень выраженное сродство к воде. Он дымит во влажном воздухе и шипит при смешивании с жидкой водой, поскольку Cl лиганды замещаются молекулами H 2 O с образованием гексагидрата [Al(H 2 O) 6 ]Cl 3 . Безводная фаза не может быть восстановлена ​​при нагревании гексагидрата. Вместо этого HCl теряется, оставляя гидроксид алюминия или оксид алюминия (оксид алюминия):

[Al(H 2 O) 6 ]Cl 3 → Al(OH) 3 + 3 HCl + 3 H 2 O

Подобно аквакомплексам металлов , водные AlCl 3 является кислым из-за ионизации аква-лигандов :

[Ал(Н 2 О) 6 ] 3+ ⇌ [Al(OH)(H 2 O) 5 ] 2+ + Ч +

Водные растворы ведут себя аналогично другим алюминия, солям содержащим гидратированные Ал 3+ ионы , дающие студенистый осадок гидроксида алюминия при реакции с разбавленным гидроксидом натрия :

AlCl 3 + 3 NaOH → Al(OH) 3 + 3 NaCl

Хлорид алюминия производится в больших масштабах путем экзотермической реакции металлического алюминия с хлором или хлористым водородом при температуре от 650 до 750 ° C (от 1202 до 1382 ° F). [ 9 ]

2 Al + 3 Cl 2 → 2 AlCl 3
2 Al + 6 HCl → 2 AlCl 3 + 3 H 2

Хлорид алюминия может быть образован в результате однократной реакции замещения между хлоридом меди (II) и алюминием.

2 Al + 3 CuCl 2 → 2 AlCl 3 + 3 Cu

В США в 1993 году было произведено около 21 000 тонн, не считая объемов, израсходованных при производстве алюминия. [ 7 ]

Гидратированный трихлорид алюминия получают растворением оксидов алюминия в соляной кислоте . Металлический алюминий также легко растворяется в соляной кислоте, выделяя газообразный водород и выделяя значительное количество тепла. При нагревании этого твердого вещества не образуется безводный трихлорид алюминия, гексагидрат разлагается на гидроксид алюминия при нагревании :

[Al(H 2 O) 6 ]Cl 3 → Al(OH) 3 + 3 HCl + 3 H 2 O

Алюминий также образует низший хлорид , хлорид алюминия (I) (AlCl), но он очень нестабилен и известен только в паровой фазе. [ 9 ]

Естественное явление

[ редактировать ]

Безводный хлорид алюминия в виде минерала не встречается. Однако гексагидрат известен как редкий минерал хлоралюминит. [ 25 ] Более сложный, основной и гидратированный минерал хлорида алюминия — кадваладерит . [ 26 ] [ 25 ]

Безопасность

[ редактировать ]

безводный AlCl 3 бурно реагирует с основаниями , поэтому необходимы соответствующие меры предосторожности. При вдыхании или контакте он может вызвать раздражение глаз, кожи и дыхательной системы. [ 27 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с д Хейнс WM, изд. (2011). Справочник CRC по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . п. 4.45. ISBN  1-4398-5511-0 .
  2. ^ Перейти обратно: а б «Свойства вещества: Алюминия хлорид» . Химик.ру . 19 марта 2007 г. Архивировано из оригинала 5 мая 2014 г. Проверено 17 марта 2017 г.
  3. ^ Перейти обратно: а б Кетелаар Дж.А. (1935). «Кристаллическая структура галогенидов алюминия II». Журнал кристаллографии – Кристаллические материалы . 90 (1–6): 237–255. дои : 10.1524/zkri.1935.90.1.237 . S2CID   100796636 .
  4. ^ Перейти обратно: а б с д Хейнс WM, изд. (2011). Справочник CRC по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . п. 5.5. ISBN  1-4398-5511-0 .
  5. ^ Перейти обратно: а б с Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0024» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  6. ^ Sigma-Aldrich Co. , Хлорид алюминия .
  7. ^ Перейти обратно: а б с Хелмбольдт О., Кейт Хадсон Л., Мисра С., Веферс К., Хек В., Старк Х. и др. (2007). «Соединения алюминия неорганические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a01_527.pub2 . ISBN  978-3527306732 .
  8. ^ Уэллс А. Ф. (1984). Структурная неорганическая химия . Оксфорд , Великобритания.: Oxford Press. ISBN  0198553706 . В отличие, AlBr 3 имеет более молекулярную структуру, причем Ал 3+ центры, занимающие соседние тетраэдрические дырки плотноупакованного каркаса Бр ионы.
  9. ^ Перейти обратно: а б с д Гринвуд Н.Н. , Эрншоу А. (1984). Химия элементов . Оксфорд: Пергамон Пресс . ISBN  978-0-08-022057-4 .
  10. ^ Андресс КР, Карпентер С (1934). «Кристаллогидраты II. Строение хлорида хрома и гексагидрата хлорида алюминия». Журнал кристаллографии – Кристаллические материалы . 87 . дои : 10.1524/zkri.1934.87.1.446 . S2CID   263857074 .
  11. ^ Перейти обратно: а б с Ола Г.А., изд. (1963). Фридель-Крафтс и родственные ему реакции . Том. 1. Нью-Йорк: Межнаучный.
  12. ^ Неницеску К.Д., Кантуниари И.П. (1933). «Реакция, катализируемая хлоридом алюминия, VI. Сообщение: Перегруппировка циклогексана в метилциклопентан». Отчеты Немецкого химического общества (серии A и B) . 66 (8): 1097–1100. дои : 10.1002/cber.19330660817 . ISSN   1099-0682 .
  13. ^ Ривз Дж.Т., Тан З., Фандрик Д.Р., Сонг Дж.Дж., Йи НК, Сенанаяке CH (2012). «Синтез трифторметилкетонов из карбоновых кислот: 4-(3,4-дибромфенил)-1,1,1-трифтор-4-метилпентан-2-он» . Органические синтезы . 89 : 210. дои : 10.15227/orgsyn.089.0210 .
  14. ^ Паруч К., Виклицкий Л., Кац Т.Дж. (2003). «Получение 9,10-диметоксифенантрена и 3,6-диацетил-9,10-диметоксифенантрена». Органические синтезы . 80 : 227. дои : 10.15227/orgsyn.080.0227 .
  15. ^ Сид А.Дж., Сонпатки В., Герберт М.Р. (2002). «3-(4-Бромбензоил)пропановая кислота». Органические синтезы . 79 : 204. дои : 10.15227/orgsyn.079.0204 .
  16. ^ Уэйд Л.Г. (2003). Органическая химия (5-е изд.). Река Аппер-Сэддл, Нью-Джерси : Прентис-Холл . ISBN  013033832X .
  17. ^ Галацис П. (1999). «Хлорид алюминия». В Рейхе HJ, Ригби Дж. Х. (ред.). Кислотные и основные реагенты . Справочник реагентов для органического синтеза. Нью-Йорк : Уайли . стр. 12–15. ISBN  978-0-471-97925-8 .
  18. ^ Снайдер Б.Б. (1980). «Еновые реакции, катализируемые кислотой Льюиса». Акк. хим. Рез. 13 (11): 426. дои : 10.1021/ar50155a007 .
  19. ^ Рике Р.Д., Бэйлс С.Е., Хадналл П.М., Бернс Т.П., Пойндекстер Г.С. (1979). «Высокореактивный магний для приготовления реактивов Гриньяра: 1-норборнанкарбоновая кислота». Органические синтезы . 59 : 85. дои : 10.15227/orgsyn.059.0085 .
  20. ^ Шама С.А., Вамсер CC (1983). «Гексаметилбензол Дьюара». Органические синтезы . 61 : 62. дои : 10.15227/orgsyn.061.0062 .
  21. ^ Бюхнер Б., Локхарт-младший Л.Б. (1951). «Фенилдихлорфосфин». Органические синтезы . 31 : 88. дои : 10.15227/orgsyn.031.0088 .
  22. ^ МакКонахи-младший, Фоссельман Д. (июнь 2018 г.). «Гипергидроз: варианты лечения». Американский семейный врач . 97 (11): 729–734. ПМИД   30215934 .
  23. ^ Навроцкий С., Ча Дж. (сентябрь 2019 г.). «Этиология, диагностика и лечение гипергидроза: комплексный обзор: варианты терапии». Журнал Американской академии дерматологии . 81 (3): 669–680. дои : 10.1016/j.jaad.2018.11.066 . ПМИД   30710603 .
  24. ^ «Хлорид алюминия (Актуальный) (Монография)» . Американское общество фармацевтов систем здравоохранения (ASHP) . наркотики.com.
  25. ^ Перейти обратно: а б «Список минералов» . www.ima-mineralogy.org . Международная минералогическая ассоциация . 21 марта 2011 г.
  26. ^ «Кадваладерит» . www.mindat.org .
  27. ^ Хлорид алюминия . Solvaychemicals.us
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 4f08fbe01b2903259ad7f4292fe571e4__1721285160
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/4f/e4/4f08fbe01b2903259ad7f4292fe571e4.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Aluminium chloride - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)