كلوريد الألومنيوم
| كلوريد الألومنيوم. | |||||
   |
|||||
| بطاقة تعريف | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| اسم الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية | ثلاثي كلوريد الألومنيوم | ||||
| المرادفات | كلوريد الألومنيوم | ||||
| رقم CAS | |||||
| وكالة المواد الكيميائية الأوروبية _لا شيء | 100.028.371 | ||||
| لا_CE | 231-208-1 | ||||
| RTECS _لا | BD0525000 | ||||
| رمز مراقبة الحركة الجوية | |||||
| بوب كيم | 24012 | ||||
| لقد ابتسم. |
[يعرض]
|
||||
| تلة |
[يعرض]
|
||||
| مظهر | لون أصفر فاتح صلب | ||||
| الخصائص الكيميائية | |||||
| صيغة | AlCl3 [أيزومرات ] | ||||
| الكتلة المولية 1 | 133341±0006 جم/مول ألومنيوم 20.23%، كلور 79.76%، |
||||
| الخصائص الفيزيائية | |||||
| درجة حرارة الانصهار | 190 درجة مئوية [ انظر. [اختياري] | ||||
| نقطة الغليان | 182.7 درجة مئوية ، 752 ملم زئبق (معياري) 2 | ||||
| الذوبان | في الماء: 439 جم/لتر -1 ( 0 درجة مئوية )، 449 جم/لتر -1 ( 10 درجة مئوية )، 458 جم/لتر -1 ( 20 درجة مئوية )، 466 جم/لتر -1 ( 30 درجة مئوية )، 473 جم/لتر -1 ( 40 درجة مئوية )، 481 جم/لتر -1 ( 60 درجة مئوية )، 486 جم/لتر -1 ( 80 درجة مئوية )، 490 جم /لتر -1 ( 100 درجة مئوية ). الإيثانول: 1000 جم / لتر -1 ( 12.5 درجة مئوية ). الكلوروفورم: 0.7 جرام/لتر -1 ( 20 درجة مئوية ). CCl4: الحل . الأثير: الحل [مرجع اختياري ] |
||||
| الكتلة الحجمية | 2.44 إلى 2.48 جم / سم32 | ||||
| نقطة تحول | 26.3 بار ، 346.85 درجة مئوية3 | ||||
| علم البلورات | |||||
| نظام الكريستال | نظام أحادي الميل | ||||
| شبكة برافيس | خلية | ||||
| رمزان بيرسون | الآلة C 16 4 | ||||
| فئة البلورات أو المجموعة الفضائية | C2/م ( رقم 12 ) 4 | ||||
| تقرير الهيكل | د0 15 4 | ||||
| التدابير الوقائية | |||||
| سنغافورة 5 | |||||
 خطر ح314 [+]
|
|||||
| معيار NFPA 704 | |||||
|
0
3
2
|
|||||
| النقل 2 | |||||
[+]
[+]
|
|||||
| علم السموم البيئية | |||||
| دي إل 50 | 3450 ملجم/كجم في 1 [ الإصدار. [اختياري] | ||||
|
|
|||||
| وحدات SI و CNTP ما لم يُذكر خلاف ذلك. | |||||
مصحح  |
|||||
كلوريد الألومنيوم (AlCl 3 )، المعروف أيضًا باسم ثلاثي كلوريد الألومنيوم أو كلوريد الألومنيوم (III) ، هو ملح كلوريد الألومنيوم. الشكل اللامائي له بنية غريبة: على الرغم من أن الهاليدات هي معادن ذات شحنة كهربائية عالية، فإن الروابط الكيميائية هي في الغالب تساهمية بدلاً من الروابط الأيونية المتوقعة. يؤدي هذا إلى أن يكون لـ AlCl 3 درجة انصهار وتسامي أقل (الأخيرة 178 درجة مئوية ) وفي الحالة السائلة، يكون موصلًا رديئًا للكهرباء، على عكس الهاليدات الأيونية مثل كلوريد الصوديوم. يتواجد المركب في الحالة الصلبة على شكل شبكة سداسية منسقة. ويذوب ليشكل ثنائي الترابط الرباعي Al 2 Cl 6 ، والذي يمكن تبخيره ولكنه يتحلل في درجات حرارة أعلى ليشكل نوعًا من AlCl 3 يشبه BF 3 .
يعتبر كلوريد الألومنيوم مخففًا جدًا ويمكن أن ينفجر عند ملامسته للماء أثناء الترطيب. في وجود الماء يتحلل جزئيًا لتكوين كلوريد الهيدروجين (حمض الهيدروكلوريك). في المحلول المائي، يكون AlCl3 مؤينًا بالكامل ويكون المحلول موصلًا جيدًا. المحلول حمضي. وبمصطلحات بسيطة، يمكن كتابة الكاتيون الناتج عن تحلل كلوريد الألومنيوم على النحو التالي:
- [Al(H 2 O) 6 ] 3 + + H 2 O ↽ – – ⇀ [Al(H 2 O) 5 OH] 2 + + H 3 O + .
![{\displaystyle {\ce {[Al(H2O)6]^3+ + H2O <=> [Al(H2O )5OH]^2+ + H3O+}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ca99634e7b52aac56a62d879a5eccde92f41ea87)
AlCl 3 هو على الأرجح حمض لويس الأكثر شيوعًا وأحد أقواها. هذا المركب له العديد من التطبيقات في الصناعة الكيميائية، وخاصة كمحفز لتفاعلات فريدل-كرافت (الألكلة والأسيلة). كما يتم استخدامه أيضًا في تفاعلات البلمرة أو الأيزومرات للمركبات العضوية.
يوجد أيضًا كلوريد الألومنيوم (AlCl)، ولكنه غير مستقر للغاية ولا يوجد إلا في الحالة الغازية.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية لكلوريد الألومنيوم
في الحالة الصلبة، يتبلور كلوريد الألومنيوم وفقًا للبنية النموذجية لـ YCl3، حيث تشكل أيونات Al3 + شبكة مكعبة ذات وجه مركزي.
كلوريد الألومنيوم هو حمض لويس قوي. في تفاعلات لويس الحمضية-القاعدية، يمكن أن يتفاعل مع قواعد لويس الضعيفة مثل البنزوفينون أو الميسيتيلين. في وجود أيونات الكلوريد، فإنه يتفاعل لتكوين AlCl4- .
يؤدي التحلل الجزئي في وجود الماء إلى تكوين كلوريد الهيدروجين و/أو حمض الهيدروكلوريك. تتصرف المحاليل المائية لكلوريد الألومنيوم بشكل مشابه لمحاليل الملح الأخرى التي تحتوي على أيونات Al 3+ المائية . على سبيل المثال، عند خلطه مع كمية مناسبة من الصودا، يتكون راسب غرواني من هيدروكسيد الألومنيوم:
- AlCl 3 (مائي) + 3 NaOH (مائي) → Al(OH) 3 (s) + 3 NaCl (مائي) .
البنية البلورية لكلوريد الألومنيوم
في الحالة الصلبة، يتبلور كلوريد الألومنيوم على شكل بنية أحادية الميل من نوع RhCl 3 مع مجموعة فراغية C 2/m 6 . معلمات الشبكة هذه هي a = 5.914 Å ، b = 10.234 Å ، و c = 6.148 Å ، مع β = 108.25°. على الشبكة، يشغل الألومنيوم موقع ويكوف 4g ( y = 0.166)، ويشغل الكلور موقعي 4i ( x = 0.215 و z = 0.226) و8j ( x = 0.252، y = 0.321، z = 0.225). والهيكل الناتج هو هيكل صفائحي في المستوى (أ، ج)، مع وجود الألومنيوم في مركز ثماني السطوح المصنوع من الألومنيوم، وهيكل قرص العسل في المستوى (أ، ب).
تحضير كلوريد الألومنيوم
يتم إنتاج كلوريد الألومنيوم صناعيا عن طريق التفاعل المباشر بين الألومنيوم والكلور:
- 2 Al + 3 Cl2 → 2 AlCl3
أو من الألومنيوم وحمض الهيدروكلوريك:
- 2 Al + 6 حمض الهيدروكلوريك → 2 AlCl3 + 3 H2 .
كان التفاعل طاردًا للحرارة ويتطلب تبريد القارورة في حمام ماء بارد.
إن طبقة التخميل للألمنيوم، والمكونة من أكسيد الألومنيوم (Al2O3) ، تجعله أقل تفاعلية في البداية، ولكن بمجرد إزالة هذه الطبقة، يصبح الألومنيوم أكثر تفاعلية . لذلك يوصى بتخليل الألومنيوم بحمض الهيدروكلوريك المركز بنسبة 23%، وبمجرد بدء التفاعل، يتم تخفيف الحمض من حيث الحجم بالماء المقطر (لتقليل تركيزه إلى النصف) للحد من التسخين الموضعي (على السطح). يمكن للألمنيوم (على الرغم من التبريد العام لوسط التفاعل بواسطة حمام مائي بارد) أن يفرز غازات محلول حمض الهيدروكلوريك ويطلق غاز كلوريد الهيدروجين.
يجب أيضًا فتح البالون لأنه كما ذكر أعلاه، فإن هذا التفاعل سيطلق الهيدروجين، ولكن من المستحسن الحد من إطلاق كلوريد الهيدروجين (يتكثف بخار الماء على سطح القمع ومعظم غاز كلوريد الهيدروجين المنطلق عند تسخين حمض الهيدروكلوريك يذوب في قطرات الماء ويعيد تشكيل حمض الهيدروكلوريك، الذي يعود إلى وسط التفاعل، مع السماح للهيدروجين (وكمية صغيرة من كلوريد الهيدروجين) بالهروب من خلال الفتحات الموجودة في القمع.
استخدامات كلوريد الألومنيوم
- يستخدم كلوريد الألومنيوم بشكل رئيسي في تصنيع المركبات من خلال تفاعل فريدل-كرافت المحفز به، مثل إنتاج الأنثراكينون من البنزين والفوسجين (المستخدم في صناعة الصبغة ). في تفاعل فريدل-كرافتس، يتفاعل كلوريد الأسيل أو هاليد الألكيل مع مركب عطري:
بالمقارنة مع مشتقات البنزين، فإن المنتج الرئيسي للتفاعل هو أيزومر البارا . تعتبر الألكلة أقل فائدة من الأسيلة بسبب العديد من المشاكل المرتبطة بها. في كلتا الحالتين، لا يكون كلوريد الألومنيوم (أو المعدات المستخدمة) خاليًا من الماء تمامًا ويتطلب آثارًا من الماء للتفاعل. من المشاكل المتعلقة بتفاعل فريدل-كرافتس أن المحفز (كلوريد الألومنيوم) يجب أن يكون موجودًا بكميات متكافئة حتى يكتمل التفاعل، لأن هذا يجعل من الصعب تكوين معقد مستقر مع المنتج. بسبب خصائصها القابلة لإعادة التدوير، يجب معالجتها بعد الاستخدام، مما يؤدي إلى توليد كمية كبيرة من مياه الصرف الصحي المسببة للتآكل. ولتحقيق هذه الغاية، يستكشف الكيميائيون إمكانية استخدام محفزات محايدة أكثر ملاءمة للبيئة، مثل تريفلات الإيتربيوم أو تريفلات الديسبروسيوم. (ثالثا) السعر مرتفع نسبيا، ولكنه قابل لإعادة التدوير.
- يمكن أيضًا استخدام كلوريد الألومنيوم لإدخال مجموعات الألدهيد إلى الحلقات العطرية، على سبيل المثال في تفاعل جاتيرمان-كوش باستخدام أول أكسيد الكربون وكلوريد الهيدروجين وكلوريد النحاس (I) كمحفز مشارك:
- لكلوريد الألومنيوم العديد من الاستخدامات الأخرى في الكيمياء العضوية:
- يستخدم AlCl3 في تفاعلات البلمرة أو الأيزومرات للمركبات العضوية . وتشمل التطبيقات المهمة تصنيع الإيثيل بنزين (المستخدم في تصنيع الستايرين والبوليسترين) وإنتاج الدوديسيل بنزين (المستخدم في تصنيع المنظفات المصنوعة من كلوريد الألومنيوم).
- يعتبر AlCl3 جيدًا بشكل خاص في تحفيز تفاعل Diels-Alder.
- – يمكن لـ ButeneAlCl3 أيضًا تحفيز تفاعل إضافة 3-2-كيتونات مع الكاروتينات:
- وأخيرًا، فهو عبارة عن مادة تخثر غير عضوية تُستخدم على نطاق واسع في بعض عمليات معالجة المياه في شكل كلوريد البولي ألومنيوم (PAC) 7. كما أنه يزيل الفلورايد الزائد من الماء. لتجنب تلوث مياه الشرب بالألمنيوم والحصول على نتائج تخثر جيدة، يجب التحكم جيدًا في قيمة الرقم الهيدروجيني لعملية التخثر والجرعة المستخدمة 7. يجب أن تكون أنظمة التحريك والترشيح للمياه (لإزالة كتل الألومنيوم) كافية7 . الكيتوزان والبنتونيت من الإضافات المفيدة 7.
منتجات باك بيرسا
سلامة كلوريد الألومنيوم
يمكن أن يسبب AlCl3 انفجارًا إذا لامس القلويات أو الماء. هذا كاشف ويجب توخي الحذر عند العمل مع كلوريد الألومنيوم وارتداء قفازات السلامة والنظارات. يجب أن يتم إجراء التبخير تحت غطاء الشفاط. عند استخدامه في المناخات الرطبة، يمتص كلوريد الألومنيوم الرطوبة بسرعة، ويصبح شديد الحموضة، ويتسبب بسرعة في تآكل مجموعة واسعة من المواد، بما في ذلك الفولاذ المقاوم للصدأ والمطاط.
سداسي هيدرات كلوريد الألومنيوم
الصيغة البنائية: AlCl3 ( H2O ) 6 .
هذا المنتج مستقر بشكل طبيعي وغير مهيج للجلد. كما أنه يدخل في تركيبات مستحضرات العناية بالبشرة ( انظر فرط التعرق).
هذا هو الشكل الأكثر شيوعًا لتجهيز كلوريد الألومنيوم حيث لا تكون هناك حاجة إلى الملح اللامائي. رقم CAS الخاص به هو 7784-13-6. كتلته المولية هي 241.432 جم / مول .
المرادفات الرئيسية:
- الاسم الانجليزي: ثلاثي كلوريد الألومنيوم سداسي الهيدرات؛
- الاسم الانجليزي: ثلاثي كلوريد الألومنيوم سداسي الهيدرات.