Cloreto de alumínio

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
Ir para: navegação, pesquisa
Wikitext.svg
Este artigo ou seção precisa ser wikificado (desde dezembro de 2009).
Por favor ajude a formatar este artigo de acordo com as diretrizes estabelecidas no livro de estilo.
Cloreto de alumínio
Alerta sobre risco à saúde
Aluminium-trichloride-hexahydrate-sample.jpg
Aluminium-trichloride-dimer-3D-balls.png
Nome IUPAC Aluminium(III) chloride
Outros nomes tricloreto de alumínio, cloreto de alumínio (III)
Identificadores
Número CAS [7446-70-0] (anidro)
[10124-27-3] (hexahidrato)
Propriedades
Fórmula molecular AlCl3
Massa molar 133.34 g mol−1 (anhydrous)
241.432 g mol−1 (hexahydrate)
Aparência Pale yellow solid,
hygroscopic.
Densidade 2,44 g·cm−3[1]
Ponto de ebulição

180 °C (Sublimation, 262 °C decompõe-se)[1]

Solubilidade em água 43.9 g/100 ml (0°C)
44.9 g/100 ml (10°C)
45.8 g/100 ml (20°C)
46.6 g/100 ml (30°C)
47.3 g/100 ml (40°C)
48.1 g/100 ml (60°C)
48.6 g/100 ml (80°C)
49 g/100 ml (100°C) [carece de fontes?]
450 g·l−1 (decompõe-se [1] )
Pressão de vapor 1 hPa[1] (20 °C)
Estrutura
Estrutura cristalina 6-coordinate layer lattice
Geometria de
coordenação
Octahedral (solid)
Tetrahedral (liquid)
Forma molecular Trigonal planar
(monomeric vapour)
Termoquímica
Entalpia padrão
de formação
ΔfHo298
−704 kJ·mol−1[2]
Riscos associados
Classificação UE
Hazard C.svg
Corrosivo (C)
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
3
2
 
Frases R R34
Frases S S1/2, S7/8, S28, S45
LD50 3450 mg·kg−1[1]
Compostos relacionados
Outros aniões/ânions Fluoreto de alumínio
Brometo de alumínio
Iodeto de alumínio
Sulfeto de alumínio
Outros catiões/cátions Tricloreto de boro
Cloreto de gálio (III)
Cloreto de índio (III)
Cloreto de tálio (III)
Cloreto de magnésio
Tetracloreto de silício
ácidos de Lewis relacionados Cloreto de ferro (III)
Trifluoreto de boro
Compostos relacionados Tetracloroaluminato de lítio
Excepto onde denotado, os dados referem-se a
materiais sob condições PTN

Referências e avisos gerais sobre esta caixa.
Alerta sobre risco à saúde.

O cloreto de alumínio, ou tricloreto de alumínio, de fórmula química AlCl3, é um sal, preparado pela adição de ácido clorídrico e alumínio metálico, que libera H2 gasoso.

Ele reage violentamente com água (formando-se cloreto de hidrogênio). É conhecido como sal anidro (sem água),ou como sal hexaidratado, perde água aos 100°C. O cloreto de alumínio pode ser obtido fazendo a passagem do cloro sobre óxido de alumínio aquecido e carbono. O cloreto de alumínio é usado comercialmente como um catalisador no craqueamento do petróleo, é também usado como catalisador em reações orgânicas.

Sua forma anidra tem uma estrutura especial: embora seja um halogeneto de um metal altamente electropositivo, as ligações químicas são principalmente covalentes (e não iônicas como se poderia esperar). Este resultado faz com que AlCl3 sofra derretimento à temperaturas baixas e sublimação (178 °C para o último), e que o estado líquido conduza eletricidade contrariamente a outros halogenetos iônicos tais como cloreto de sódio. Este composto existe na forma sólida, sob o formar uma rede hexacoordenada. E se funde formando um dímero tetracoordenado, o Al2Cl6 pode se pulverizar, dissociando-se em temperatura mais elevada para formar uma espécie AlCl3 semelhante ao BF3.

O cloreto de alumínio é muito reativo, e pode explodir em contacto com a água durante a hidratação. Ele hidrolisa parcialmente na presença de água para formar o ácido clorídrico e / ou cloreto de hidrogênio. Em solução aquosa, o AlCl3 está completamente ionizado e a solução tem a maior potência. Esta solução é ácida. Em termos simplificados, o cátion produzido pela reação de cloreto de alumínio com a água é:

Équation bilan de l'hydrolyse du chlorure d'aluminium.

AlCl3 é um ácido de Lewis sendo provavelmente o mais comumente usado e mais poderoso. Este composto tem muitas aplicações na indústria química, inclusive como um catalisador para as reações de Friedel-Craft, tanto na alquilação e acilação. Ele também é usado para reações de polimerização e isomerização de compostos orgânicos.

Existe também um sal de cloreto de alumínio (I) (AlCl), mas é muito instável e apenas conhecido em seu estado gasoso.

Propriedades físico-químicas[editar | editar código-fonte]

No estado sólido, o cloreto de alumínio cristaliza a segundo a estrutura padrão YCl3 com íons Al3 + formando uma face centrada cúbica.

O cloreto de alumínio é um poderoso ácido de Lewis, capaz de reagir de acordo com as reações ácido-base de Lewis com bases de Lewis, como até mesmo as mais fracas de benzofenona ou mesetileno. Na presença de um ião cloreto, reage de modo a formar-AlCl4.

A hidrólise parcial na presença de água forma ácido clorídrico e / ou cloreto de hidrogênio. Soluções aquosas de cloreto de alumínio se comportam da mesma forma que as soluções de outros sais hidratados contendo íons Al3 +. Por exemplo, quando confrontada com a quantidade de soda, que faz um precipitado gelatinoso de hidróxido de alumínio:

AlCl3 (aq) + 3 NaOH (aq) → Al (OH)3 (s) + 3 NaCl (aq)

Preparação[editar | editar código-fonte]

O cloreto de alumínio é produzido industrialmente pela reação direta do alumínio e do cloro.

    2 Al + 3 Cl2 → 2 AlCl3

Ou de alumínio e ácido clorídrico

    2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2

Esta reação é exotérmica.

Utilização[editar | editar código-fonte]

A principal utilização de cloreto de alumínio a fabricação de compostos por reação de Friedel e artesanato, que é um catalisador, tais como o fabrico de antraquinona (corante para a indústria), a partir de benzeno e fosgênio. Durante a reação de Friedel-Craft, um acil ou cloreto de alquil halogeneto reage com um aromático como o seguinte: Équations-bilans des deux étapes d'une alkylation de Friedel-Crafts. Com derivados de benzeno, o principal produto da reação é a do isômero para. A alquilação reação que colocam muitos problemas, é muito menos utilizado do que a reação de acilação. Em ambos os casos, o cloreto de alumínio, não é completamente anidro, vestígios de umidade é necessária para a implementação da reação. Um problema com a reação de Friedel-Craft é o catalisador (cloreto de alumínio) deve estar presente em quantidade estequiométrica para a reação de ser completa, porque ele faz um complexo estável com o produto. Esta característica torna muito difícil de reciclar, então eles devem ser destruídos após a sua utilização, gerando, assim, uma significativa quantidade de efluentes corrosivos. Por esta razão, químicos estão a explorar a possibilidade de utilização de catalisadores mais neutros face ao meio ambiente tais como o trifluormetanosulfonato de itérbio (III) ou do disprósio trifluormetanosulfonato (III), que são mais caras, mas podem ser reciclados.

O Cloreto de alumínio também pode ser usado em reações de inserção aldeídos funções em anéis aromáticos, por exemplo, após uma reação Gatterman-Koch, que utiliza o monóxido de carbono, ácido clorídrico e cloreto de cobre (I) como co-catalisador:

Équation-bilan d'une acylation d'un composé aromatique.

Cloreto de alumínio tem muitas outras aplicações em química orgânica. Ele catalisa a reação, por exemplo, a de Diels-Alder, como a adição de 3-buteno-2-um sobre a carvão:

Équation-bilan de l'addition de la 3-butène-2-one sur le carvone.

AlCl3 também é usado em reações de polimerização ou isomerização de compostos orgânicos. As aplicações importantes incluem a produção de etilbenzeno (utilizada para produzir estireno e poliestireno), e produção de dodecilbenzeno (usada para fabricar detergentes).

Segurança[editar | editar código-fonte]

AlCl3 pode causar uma explosão se entrar em contato com uma base ou água. Este é um reagente para ser usado com cuidado, usando luvas e óculos de segurança. Deve ser manuseado sob um capuz. Quando tratados com ar úmido, o cloreto de alumínio absorve umidade rapidamente e tornar-se altamente ácido, rapidamente atacando um grande número de materiais, incluindo o aço inoxidável e a borracha.

O cloreto de alumínio hexahidrato[editar | editar código-fonte]

H12 Al Cl3 O6

Este produto é estável, não agressivo à pele, e pode até mesmo ser usado na composição de pomadas e loções para tratamento de transtornos dermatológicos (ver hiperidrose).

Principais sinônimos:

  • hexahidrato tricloreto de alumínio;
  • tricloreto de alumínio hexahidrato.

Referências gerais[editar | editar código-fonte]

  1. N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, Pergamon Press, Oxford, UK, 1984.
  2. Handbook of Chemistry and Physics, 71ª edição, CRC Press, Ann Arbor, Michigan, 1990.
  3. G. A. Olah (ed.), Friedel-Crafts e Afins Reactions, vol. 1, Interscience, New York, 1963.
  4. L. G. Wade, Organic Chemistry, 5 ª edição, Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, E.U.A., 2003.
  5. L. P. Galatsi, in: Manual de Reagentes para Síntese Orgânica: Acidic Reagentes e Basic, (HJ Reich, JH Rigby, eds.), PP12–15, Wiley, New York, 1999.
  6. B. B. Snider, Accounts of Chemical Research 13, 426 (1980).

1. ↑ Número de índice 013-003-00-7 na Tabela 3.1 do anexo VI do Regulamento CE N ° 1272/2008 [arquivo] (16 de Dezembro de 2008)

Referências

  1. a b c d e Sicherheitsdatenblatt (Merck).
  2. PAETEC Formelsammlung Ausgabe 2003, Seite 116
Ícone de esboço Este artigo sobre um composto inorgânico é um esboço. Você pode ajudar a Wikipédia expandindo-o.