хлорид алюминия
| Хлорид алюминия. | |||||
   |
|||||
| Удостоверение личности | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Название Международного союза теоретической и прикладной химии | трихлорид алюминия | ||||
| Синонимы | хлорид алюминия | ||||
| Номер CAS | |||||
| Европейское химическое агентство — Ничего | 100,028,371 | ||||
| Нет_CE | 231-208-1 | ||||
| RTECS_Нет | BD0525000 | ||||
| Кодекс управления воздушным движением | |||||
| Боб Ким | 24012 | ||||
| Он улыбнулся. |
[Отображать]
|
||||
| холм |
[Отображать]
|
||||
| появление | светло-желтый сплошной цвет | ||||
| Химические свойства | |||||
| формула | AlCl3 [изомеры ] | ||||
| Молярная масса 1 | 133341±0006 г/моль Алюминий 20,23%, Хлор 79,76%, |
||||
| Физические свойства | |||||
| температура плавления | 190 °C [ См. [необязательный] | ||||
| точка кипения | 182,7 °C , 752 мм рт.ст. (стандарт) 2 | ||||
| плавление | В воде: 439 г/л -1 ( 0 °C ), 449 г/л -1 ( 10 °C ), 458 г/л -1 ( 20 °C ), 466 г/л -1 ( 30 °C ), 473 г/л -1 ( 40 °C ), 481 г/л -1 ( 60 °C ), 486 г/л -1 ( 80 °C ), 490 г /л -1 ( 100 °C ). Этанол: 1000 г /л -1 ( 12,5 °C ). Хлороформ: 0,7 г/л -1 ( 20 °C ). CCl4: Раствор . Эфир: Решение [Дополнительная ссылка ] |
||||
| Объемная масса | 2,44-2,48 г / см32 | ||||
| поворотный момент | 26,3 бар , 346,85 ° C3 | ||||
| Кристаллография | |||||
| Кристаллическая система | моноклинная система | ||||
| Сеть Бравис | клетка | ||||
| Два символа Пирсона | Машина С 16 4 | ||||
| Кристаллический класс или космическая группа | С2/м ( Номер 12 ) 4 | ||||
| Структура отчета | Д0 15 4 | ||||
| Профилактические меры | |||||
| Сингапур 5 | |||||
 риск H314 [+]
|
|||||
| Стандарт NFPA 704 | |||||
|
0
3
2
|
|||||
| Транспорт 2 | |||||
[+]
[+]
|
|||||
| Экологическая токсикология | |||||
| ДЛ 50 | 3450 мг/кг в 1 [ варианте. [необязательный] | ||||
|
|
|||||
| Единицы измерения СИ и CNTP, если не указано иное. | |||||
корректор  |
|||||
Хлорид алюминия (AlCl3 ) , также известный как трихлорид алюминия или хлорид алюминия(III) , представляет собой соль хлорида алюминия. Безводная форма имеет странную структуру: хотя галогениды — это металлы с высоким электрическим зарядом, химические связи в них в основном ковалентные, а не ожидаемые ионные. Это приводит к тому, что AlCl3 имеет более низкую температуру плавления и сублимации (последняя составляет 178 °C ), а в жидком состоянии является плохим проводником электричества, в отличие от ионных галогенидов, таких как хлорид натрия. Соединение существует в твердом состоянии в виде гексагональной решетки. Он плавится, образуя четырехвалентный димер Al2Cl6 , который может испаряться, но разлагается при более высоких температурах, образуя разновидность AlCl3, похожую на BF3 .
Хлорид алюминия очень разбавлен и может взорваться при контакте с водой во время гидратации. В присутствии воды частично разлагается с образованием хлористого водорода (соляной кислоты). В водном растворе AlCl3 полностью ионизирован , и раствор является хорошим проводником. Раствор кислый. Проще говоря, катион, образующийся при разложении хлорида алюминия, можно записать как:
- [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)
AlCl3 , вероятно, является наиболее распространенной кислотой Льюиса и одной из самых сильных . Это соединение находит широкое применение в химической промышленности, особенно в качестве катализатора реакций Фриделя-Крафтса (алкилирование и ацилирование). Он также используется в реакциях полимеризации или изомеризации органических соединений.
Существует также хлорид алюминия (AlCl), но он очень нестабилен и существует только в газообразном состоянии.
Физические и химические свойства хлорида алюминия
В твердом состоянии хлорид алюминия кристаллизуется по типичной структуре YCl3, где ионы Al3 + образуют гранецентрированную кубическую решетку.
Хлорид алюминия — сильная кислота Льюиса. В кислотно-основных реакциях Льюиса он может реагировать со слабыми основаниями Льюиса, такими как бензофенон или мезитилен. В присутствии хлорид-ионов реагирует с образованием AlCl4- .
Частичное разложение в присутствии воды приводит к образованию хлористого водорода и/или соляной кислоты. Водные растворы хлорида алюминия ведут себя аналогично другим солевым растворам, содержащим водные ионы Al3+ . Например, при смешивании с соответствующим количеством соды образуется коллоидный осадок гидроксида алюминия:
- AlCl3 ( водный) + 3NaOH (водный) → Al(OH) 3 (тв) + 3NaCl (водный) .
Кристаллическая структура хлорида алюминия
В твердом состоянии хлорид алюминия кристаллизуется в виде моноклинной структуры типа RhCl3 с пространственной группой C2/ m6 . Параметры решетки составляют a = 5,914 Å , b = 10,234 Å и c = 6,148 Å , при этом β = 108,25°. На решетке алюминий занимает позицию Уайкоффа 4g ( y = 0,166), а хлор занимает позиции 4i ( x = 0,215 и z = 0,226) и 8j ( x = 0,252, y = 0,321, z = 0,225). Полученная структура представляет собой слоистую структуру в плоскости (A, C), в центре алюминиевого октаэдра которой находится алюминий, и сотовую структуру в плоскости (A, B).
Приготовление хлорида алюминия
Хлорид алюминия получают в промышленности путем прямой реакции между алюминием и хлором:
- 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
Или из алюминия и соляной кислоты:
- 2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2 .
Реакция была экзотермической и потребовала охлаждения колбы в бане с холодной водой.
Пассивирующий слой алюминия, состоящий из оксида алюминия (Al2O3) , поначалу делает его менее реакционноспособным, но после удаления этого слоя алюминий становится более реакционноспособным . Поэтому рекомендуется травить алюминий 23%-ной концентрированной соляной кислотой, а после начала реакции разбавить кислоту по объему дистиллированной водой (чтобы уменьшить ее концентрацию вдвое), чтобы ограничить локальный (на поверхности) нагрев. Алюминий (несмотря на общее охлаждение реакционной среды холодной водяной баней) все еще может газифицировать раствор соляной кислоты и выделять газообразный хлористый водород.
Шарик также следует открыть, поскольку, как упоминалось выше, в ходе этой реакции выделяется водород, но желательно ограничить выделение хлористого водорода (водяной пар конденсируется на поверхности воронки, а большая часть газообразного хлористого водорода, выделяющегося при нагревании соляной кислоты, растворяется в каплях воды и вновь образует соляную кислоту, которая возвращается в реакционную среду, позволяя водороду (и небольшому количеству хлористого водорода) выходить через отверстия в воронке).
Применение хлорида алюминия
- Хлорид алюминия в основном используется в производстве соединений с помощью катализируемой им реакции Фриделя-Крафтса, например, для получения антрахинона из бензола и фосгена (используется в красильной промышленности ). В реакции Фриделя-Крафтса ацилхлорид или алкилгалогенид реагирует с ароматическим соединением:
По сравнению с производными бензола основным продуктом реакции является пара -изомер . Алкилирование считается менее выгодным, чем ацилирование, из-за ряда связанных с ним проблем. В любом случае хлорид алюминия (или используемое оборудование) не полностью безводен и для реакции требуются следы воды . Одной из проблем реакции Фриделя-Крафтса является то, что для завершения реакции катализатор (хлорид алюминия) должен присутствовать в стехиометрических количествах, поскольку это затрудняет образование стабильного комплекса с продуктом.
Из-за возможности вторичной переработки их необходимо перерабатывать после использования, что приводит к образованию большого количества едких сточных вод. С этой целью химики изучают возможность использования более экологически чистых нейтральных катализаторов, таких как трифлат иттербия или трифлат диспрозия. (В-третьих) Цена относительно высока, но материал пригоден для вторичной переработки.
- Хлорид алюминия также может быть использован для введения альдегидных групп в ароматические кольца, например, в реакции Гаттермана-Коха с использованием оксида углерода, хлористого водорода и хлорида меди(I) в качестве сокатализаторов:
- Хлорид алюминия имеет множество других применений в органической химии:
- AlCl3 используется в реакциях полимеризации или изомеризации органических соединений . Важные области применения включают производство этилбензола (используется в производстве стирола и полистирола) и производство додецилбензола (используется в производстве моющих средств на основе хлорида алюминия).
- AlCl3 особенно хорош в качестве катализатора реакции Дильса-Альдера.
- – ButeneAlCl3 также может катализировать реакцию присоединения 2-3-кетонов с каротиноидами:
- Наконец, это неорганический коагулянт, широко используемый в некоторых процессах очистки воды в форме полиалюминийхлорида (ПАХ) 7. Он также удаляет из воды избыток фторида. Чтобы избежать загрязнения питьевой воды алюминием и получить хорошие результаты коагуляции, необходимо тщательно контролировать значение pH процесса коагуляции и используемую дозировку . 7. Системы перемешивания и фильтрации воды (для удаления алюминиевых комков) должны быть адекватными. 7 . Хитозан и бентонит — полезные добавки 7.
Упаковка продуктов Bersa
Безопасность хлорида алюминия
AlCl3 может вызвать взрыв при контакте со щелочью или водой. Это реагент, поэтому при работе с хлоридом алюминия следует соблюдать осторожность, надевать защитные перчатки и очки. Пропаривание следует проводить под вытяжкой. При использовании во влажном климате хлорид алюминия быстро впитывает влагу, становится очень кислым и быстро разъедает широкий спектр материалов, включая нержавеющую сталь и резину.
гексагидрат хлорида алюминия
Структурная формула: AlCl3 ( H2O ) 6 .
Этот продукт является естественно стабильным и не вызывает раздражения кожи. Он также используется в средствах по уходу за кожей ( см. гипергидроз).
Это наиболее распространенная форма приготовления хлорида алюминия, где не требуется безводная соль. Его номер CAS — 7784-13-6. Его молярная масса составляет 241,432 г /моль .
Основные синонимы:
- Английское название: Алюминия трихлорид гексагидрат;
- Английское название: Алюминия трихлорид гексагидрат.