氯化铝

氯化铝

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三氯化铝。
AlCl3.svg
三氯化铝单体-3D-vdW.png氯化铝.jpg
鉴别
IUPAC名称 三氯铝
同义词 三氯化铝
CAS编号 7446-70-0
ECHA _ 100,028,371
无_CE 231-208-1
RTECS _ BD0525000
ATC 代码 D10 AX01
PubChem 24012
他笑了。
胆碱
外貌 淡黄色固体
化学性质
公式 AlCl3 [异构体]  
摩尔质量1 133341±0006克/摩尔
铝20.23%,氯79.76%,
物理特性
融合 190摄氏度[见。 [选修的]
沸腾温度 182.7 °C752  mmHg(标准化)2
溶解度 在水中:
439 克/升-1 (  )、
449 克/升-1 ( 10  )、
458 克/升-1 ( 20  ) 、
466 克/升-1 ( 30  ) 、
473 克/升-1 ( 40  ) 、
481 克/升-1 ( 60  ) 、
486 克/升-1 ( 80  ) 、
490 克/升-1 ( 100  )。
乙醇:1000 /升-112.5摄氏度)。
氯仿:0.7  g/l -1 ( 20 °C )。
CCl4 :溶液
乙醚:溶液[可选参考]
体积质量 2.442.48 克/厘米32
临界点 26.3巴346.85摄氏度3
晶体学
晶系 单斜晶系
布拉维格子 细胞
两个 Pearson 符号 仪表 C 16 4
晶类或空间群 C2/m(124
结构报告 D0 15 4
防范措施
新加坡5 号
GHS05:
危险

H314

NFPA 704

NFPA 704 符号

0
3
2
西
交通运输2
80
   1726
80
   2581
生态毒理学
DL 50 3450毫克/千克于1 [见。 [选修的]

SI 和CNTP单位,除非另有说明。

氯化铝(AlCl 3 ),也称为三氯化铝氯化铝(III),是铝和氯的盐。无水形式具有特殊的结构:尽管卤化物是高电正性的金属,但化学键主要是共价键,而不是预期的离子键。这导致 AlCl 3具有较低的熔点和升华温度(后者为178 °C),并且在液态下,它的导电性较差,与氯化钠等离子卤化物不同。该化合物以配位六方晶格的形式存在于固态。并熔化形成四配位二聚体Al 2 Cl 6,该二聚体可以蒸发,但在较高温度下分解形成类似于BF 3 的AlCl 3物质。

氯化铝非常稀,在水合作用下与水接触时会发生爆炸。在水存在下它会部分水解并形成氯化氢(盐酸)。在水溶液中,AlCl3完全电离,溶液导电性良好。该溶液呈酸性。简单地说,氯化铝水解产生的阳离子可以写成:

[Al(H 2 O) 6 ] 3 + + H 2 O ↽ – – ⇀ [ Al(H 2 O) 5 OH] 2 + + H 3 O +

AlCl 3可能是最常见的路易斯酸,也是最强的路易斯酸之一。该化合物在化学工业中有许多应用,特别是作为傅克反应(烷基化和酰化)的催化剂。也用于有机化合物的聚合或异构化反应。

还有氯化亚铝(AlCl),但它非常不稳定,仅以气态存在。

氯化铝的物理化学性质

在固态下,氯化铝按照典型的YCl3结构结晶,其中Al3 +离子形成面心立方晶格。

氯化铝是一种强路易斯酸,在路易斯酸碱反应中,它可以与二苯甲酮或均三甲苯等弱路易斯碱发生反应。在氯离子存在下,它发生反应生成AlCl4-

在水存在下部分水解会形成氯化氢和/或盐酸。氯化铝水溶液的行为与含有水合Al 3+离子的其他盐溶液类似。例如,与适量的苏打混合,形成氢氧化铝的胶状沉淀:

AlCl (aq) + 3 NaOH (aq) → Al(OH) (s) + 3 NaCl (aq)

氯化铝的晶体结构

在固态下,氯化铝结晶为RhCl 3类型的单斜结构,空间群为C 2/m 6。这些晶格参数为a = 5.914 Å  b = 10.234 Åc = 6.148 Å ,β = 108.25°。在网格中,铝占据Wyckoff 位置 4g( y = 0.166) ,氯占据位置 4i (x = 0.215 和z = 0.226)和 8j(x = 0.252、y = 0.321、z = 0.225)。所得结构为(a, c)平面内的片状结构,铝位于铝八面体的中心,而(a, b)平面内的蜂窝结构。

AlCl 3,片状结构,此处铝位于氯离子形成的配位多面体的中心。

AlCl 3,蜂窝结构,此处铝位于氯离子形成的配位多面体的中心。

氯化铝的制备

工业上氯化铝是由铝和氯直接反应生产的:

2 Al + 3 Cl2  2 AlCl3

或者由铝和盐酸制成:

2 Al + 6 HCl → 2 AlCl 3 + 3 H 2

该反应是放热的,需要在冷水浴中冷却烧瓶。

铝的钝化层(由氧化铝(Al2O3 )组成最初使其反应性不强,但一旦去除该层,铝就会变得更具反应性因此,建议用 23% 浓盐酸对铝进行酸洗,反应开始后,用蒸馏水按其体积稀释该酸(以将其浓度减半),以限制局部加热(在表面)。铝)可能会(尽管通过冷水浴对反应介质进行了整体冷却)使盐酸溶液脱气并释放出氯化氢气体。

气球也应该打开,因为如上所述,该反应会释放氢气,但建议限制氯化氢的释放(水蒸气凝结在漏斗表面,加热盐酸时释放的大部分气态氯化氢溶解在水滴中,重新形成盐酸,盐酸返回到反应介质中,同时让氢气(和少量氯化氢)从漏斗的孔中逸出。

氯化铝的用途

  • 氯化铝的主要用途是通过其催化的弗里德尔-克拉夫茨反应制造化合物,例如由苯和光气制造蒽醌(用于染料工业)。在 Friedel-Crafts 反应中,酰氯或烷基卤化物与以下芳香族化合物发生反应:

弗里德尔烷基化的两步平衡方程

与苯的衍生物相比,主要反应产物是对位异构体。由于烷基化反应存在很多问题,因此其用途不如酰化反应。在这两种情况下,氯化铝(或所用设备)都不能完全无水,需要微量的水分才能进行反应。弗里德尔-克拉夫茨反应的问题之一是催化剂(氯化铝)必须以化学计量存在才能使反应完成,因为这使其很难与产物形成稳定的复合物。由于其回收特性,使用后必须进行处理,从而产生大量腐蚀性废水。为此,化学家们正在探索使用更环保的中性催化剂的可能性,例如三氟甲磺酸镱或三氟甲磺酸镝。 (三)价格较贵,但可回收。

  • 氯化铝也可用于将醛基引入芳环的反应,例如在Gattermann-Koch反应中使用一氧化碳、氯化氢和氯化铜(I)作为助催化剂:

芳香族化合物酰化的平衡方程

  • 氯化铝在有机化学中还有许多其他用途:
    • AlCl3用于有机化合物的聚合或异构化反应重要的应用包括制造乙苯(用于制造苯乙烯和聚苯乙烯)和生产十二烷基苯(用于制造氯化铝洗涤剂)。
    • AlCl3尤其催化狄尔斯-阿尔德反应。
    • – 丁烯AlCl3 也能催化 3-2-酮与类胡萝卜素的加成反应:

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  • 最后,它是一种无机混凝剂,以聚合氯化铝(PAC) 7的形式广泛应用于某些水处理工艺。它还可以去除水中过量的氟化物。为了避免饮用水受到铝的污染并实现良好的混凝效果,必须很好地控制混凝过程的 pH 值以及所用的剂量7。水搅拌以及过滤系统(可去除铝团块)应足够7。壳聚糖和膨润土是有用的添加剂7

Pac Products 波斯语

氯化铝安全

AlCl 3如果与碱或水接触,会引起爆炸。这是一种试剂,使用氯化铝时应小心,并戴上手套和安全眼镜。应在通风橱下熏制。在潮湿的天气下使用时,氯化铝会迅速吸收水分,变得酸性很强,并迅速腐蚀包括不锈钢和橡胶在内的大量材料。

六水氯化铝

结构式:AlCl3 ( H2O ) 6

本产品性质稳定,对皮肤无刺激性。它甚至被包含在皮肤病学的皮肤配方中(参见多汗症)。

这是最常见的氯化铝调理形式,其中不需要无水盐。其CAS编号为7784-13-6。其摩尔质量为241.432g /mol

主要同义词:

  • 英文名称:Aluminum trichloride hexahydrate;
  • 英文名称:Aluminum trichloride hexahydrate。