 | |||
| |||
| Nombres | |||
|---|---|---|---|
| Nombre IUPAC cloruro de aluminio | |||
| Otros nombres cloruro de aluminio (III) tricloruro de aluminio | |||
| Identificadores | |||
| |||
Modelo 3D ( JSmol ) | |||
| CHEBI | |||
| ChemSpider | |||
| Tarjeta de información ECHA | 100.028.371  | ||
| Número CE |
| ||
| 1876 | |||
PubChem CID | |||
| Número RTECS |
| ||
| UNII |
| ||
Tablero CompTox ( EPA ) | |||
| |||
| Propiedades | |||
| AlCl 3 | |||
| Masa molar | 133,341 g / mol (anhidro) 241,432 g / mol (hexahidrato) [1] | ||
| Apariencia | sólido blanco o amarillo pálido, higroscópico | ||
| Densidad | 2,48 g / cm 3 (anhidro) 2,398 g / cm 3 (hexahidrato) [1] | ||
| Punto de fusion | 180 ° C (356 ° F; 453 K) (anhidro, sublime) [1] 100 ° C (212 ° F; 373 K) (hexahidrato, dec.) [1] | ||
| 439 g / l (0 ° C) 449 g / l (10 ° C) 458 g / l (20 ° C) 466 g / l (30 ° C) 473 g / l (40 ° C) 481 g / l ( 60 ° C) 486 g / l (80 ° C) 490 g / l (100 ° C) | |||
| Solubilidad | soluble en cloruro de hidrógeno, etanol, cloroformo, tetracloruro de carbono ligeramente soluble en benceno | ||
| Presión de vapor | 133,3 Pa (99 ° C) 13,3 kPa (151 ° C) [2] | ||
| Viscosidad | 0,35 cP (197 ° C) 0,26 cP (237 ° C) [2] | ||
| Estructura | |||
Estructura cristalina | Monoclínico , MS16 | ||
Grupo espacial | C12 / m1, No. 12 [3] | ||
Constante de celosía | a = 0,591 nm, b = 0,591 nm, c = 1,752 nm [3] | ||
Volumen de celosía ( V ) | 0,52996 nm 3 | ||
Unidades de fórmula ( Z ) | 6 | ||
Geometría de coordinación | Octaédrico (sólido) Tetraédrico (líquido) | ||
Forma molecular | Plano trigonal ( vapor monomérico ) | ||
| Termoquímica | |||
Capacidad calorífica ( C ) | 91,1 J / mol · K [4] | ||
Entropía molar estándar ( S | 109,3 J / mol · K [4] | ||
Entalpía estándar de formación (Δ f H ⦵ 298 ) | −704,2 kJ / mol [4] | ||
Energía libre de Gibbs (Δ f G ˚) | -628,8 kJ / mol [4] | ||
| Farmacología | |||
Código ATC | D10AX01 ( OMS ) | ||
| Peligros | |||
| Ficha de datos de seguridad | Ver: página de datos | ||
| Pictogramas GHS | [5] | ||
| Palabra de señal GHS | Peligro | ||
Declaraciones de peligro GHS | H314 [5] | ||
Consejos de prudencia del SGA | P280 , P310 , P305 + 351 + 338 [5] | ||
| NFPA 704 (diamante de fuego) |  3 0 2 | ||
| Dosis o concentración letal (LD, LC): | |||
LD 50 ( dosis mediana ) | anhidro: 380 mg / kg, rata (oral) hexahidrato: 3311 mg / kg, rata (oral) | ||
| NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.): | |||
PEL (permitido) | ninguno [6] | ||
REL (recomendado) | 2 mg / m 3 [6] | ||
IDLH (peligro inmediato) | ND [6] | ||
| Compuestos relacionados | |||
Otros aniones | Fluoruro de aluminio Bromuro de aluminio Yoduro de aluminio | ||
Otros cationes | Tricloruro de boro Tricloruro de galio Cloruro de indio (III) Cloruro de magnesio | ||
Ácidos de Lewis relacionados | Cloruro de hierro (III) Trifluoruro de boro | ||
| Página de datos complementarios | |||
Estructura y propiedades | Índice de refracción ( n ), constante dieléctrica (ε r ), etc. | ||
Datos termodinámicos | Comportamiento de fase sólido-líquido-gas | ||
Datos espectrales | UV , IR , RMN , MS | ||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
 verificar ( ¿qué es ?)  | |||
| Referencias de Infobox | |||
El cloruro de aluminio (AlCl 3 ), también conocido como tricloruro de aluminio , describe compuestos con la fórmula AlCl 3 (H 2 O) n (n = 0 o 6). Consisten en átomos de aluminio y cloro en una proporción de 1: 3, y una forma también contiene seis aguas de hidratación . Ambos son sólidos blancos, pero las muestras a menudo están contaminadas con cloruro de hierro (III) , lo que les da un color amarillo.
El material anhidro es importante comercialmente. Tiene un punto de fusión y ebullición bajo. Se produce y consume principalmente en la producción de aluminio metálico, pero también se utilizan grandes cantidades en otras áreas de la industria química. [7] El compuesto se cita a menudo como un ácido de Lewis . Es un ejemplo de un compuesto inorgánico que cambia reversiblemente de un polímero a un monómero a temperatura suave.
Usos [ editar ]
Alquilación y acilación de arenos [ editar ]
El AlCl 3 es un catalizador ácido de Lewis común para las reacciones de Friedel-Crafts , tanto acilaciones como alquilaciones. [8] Los productos importantes son los detergentes y el etilbenceno . Este tipo de reacciones son el uso principal del cloruro de aluminio, por ejemplo, en la preparación de antraquinona (utilizada en la industria de colorantes ) a partir de benceno y fosgeno . [9] En la reacción general de Friedel-Crafts, un cloruro de acilo o haluro de alquilo reacciona con un sistema aromático como se muestra: [8]
La reacción de alquilación se usa más ampliamente que la reacción de acilación , aunque su práctica es más exigente desde el punto de vista técnico. Para ambas reacciones, el cloruro de aluminio, así como otros materiales y el equipo, deben estar secos, aunque se necesita un rastro de humedad para que la reacción continúe. [10] Se encuentran disponibles procedimientos detallados para la alquilación [11] y acilación [12] [13] de arenos.
Un problema general con la reacción de Friedel-Crafts es que el catalizador de cloruro de aluminio a veces se requiere en cantidades estequiométricas completas , porque se compleja fuertemente con los productos. Esta complicación genera en ocasiones una gran cantidad de residuos corrosivos . Por estas y otras razones similares, el uso de cloruro de aluminio a menudo ha sido desplazado por las zeolitas . [7]
El cloruro de aluminio también se puede usar para introducir grupos aldehído en anillos aromáticos , por ejemplo mediante la reacción de Gattermann-Koch que usa monóxido de carbono , cloruro de hidrógeno y un cocatalizador de cloruro de cobre (I) . [14]
Otras aplicaciones en síntesis orgánica y organometálica [ editar ]
El cloruro de aluminio encuentra una amplia variedad de otras aplicaciones en la química orgánica . [15] Por ejemplo, puede catalizar la " reacción eno ", como la adición de 3-buten-2-ona (metilvinilcetona) a la carvona : [16]
Se utiliza para inducir una variedad de acoplamientos y reordenamientos de hidrocarburos. [17] [18]
El cloruro de aluminio combinado con aluminio en presencia de un areno puede usarse para sintetizar complejos de bis (areno) metal, por ejemplo, bis (benceno) cromo , a partir de ciertos haluros metálicos mediante la llamada síntesis de Fischer- Hafner. La diclorofenilfosfina se prepara mediante la reacción de benceno y tricloruro de fósforo catalizada por cloruro de aluminio. [19]
Estructura [ editar ]
Anhidro [ editar ]
El AlCl 3 adopta tres estructuras, según la temperatura y el estado (sólido, líquido, gas). Solid AlCl 3 es un cierre cúbica similar a una lámina en capas lleno capas. En este marco, los centros de Al exhiben geometría de coordinación octaédrica . [20] El cloruro de itrio (III) adopta la misma estructura, al igual que una variedad de otros compuestos. Cuando el tricloruro de aluminio está en su estado fundido, existe como el dímero Al 2 Cl 6 , con tetracoordinado de aluminio. Este cambio de estructura está relacionado con la menor densidad de la fase líquida (1,78 g / cm 3) Versus tricloruro de aluminio sólido (2,48 g / cm 3 ). Los dímeros de Al 2 Cl 6 también se encuentran en la fase de vapor . A temperaturas más altas, los dímeros de Al 2 Cl 6 se disocian en AlCl 3 planar trigonal , que es estructuralmente análogo al BF 3 . La masa fundida conduce mal la electricidad , [9] a diferencia de los haluros más iónicos como el cloruro de sodio .
El monómero de cloruro de aluminio pertenece al grupo de puntos D 3h en su forma monomérica y D 2h en su forma dimérica.
Hexahidrato [ editar ]
El hexahidrato consta de centros octaédricos [Al (H 2 O) 6 ] 3+ y contraiones cloruro . Los enlaces de hidrógeno unen el catión y los aniones. [21] La forma hidratada del cloruro de aluminio tiene una geometría molecular octaédrica, con el ion de aluminio central rodeado por seis moléculas de ligando de agua . Al estar saturado coordinadamente, el hidrato tiene poco valor como catalizador en la alquilación de Friedel-Crafts y reacciones relacionadas.
Reacciones [ editar ]
El cloruro de aluminio anhidro es un potente ácido de Lewis , capaz de formar aductos ácido-base de Lewis incluso con bases de Lewis débiles como la benzofenona y el mesitileno . [8] Forma tetracloroaluminato (AlCl 4 - ) en presencia de iones cloruro .
El cloruro de aluminio reacciona con hidruros de calcio y magnesio en tetrahidrofurano formando tetrahidroaluminatos.
Reacciones con el agua [ editar ]
El cloruro de aluminio anhidro es higroscópico y tiene una afinidad muy pronunciada por el agua. Emana humo en el aire húmedo y silba cuando se mezcla con agua líquida cuando los ligandos de Cl - se desplazan con moléculas de H 2 O para formar el hexahidrato [Al (H 2 O) 6 ] Cl 3 . La fase anhidra no se puede recuperar al calentar el hexahidrato. En cambio, el HCl se pierde dejando hidróxido de aluminio o alúmina (óxido de aluminio):
- Al (H 2 O) 6 Cl 3 → Al (OH) 3 + 3 HCl + 3 H 2 O
Como los complejos metálicos aquo , el AlCl 3 acuoso es ácido debido a la ionización de los ligandos aquo :
- [Al (H 2 O) 6 ] 3+ ⇌ [Al (OH) (H 2 O) 5 ] 2 + + H +
Las soluciones acuosas se comportan de manera similar a otras sales de aluminio que contienen iones Al 3+ hidratados , dando un precipitado gelatinoso de hidróxido de aluminio al reaccionar con hidróxido de sodio diluido :
- AlCl 3 + 3 NaOH → [Al (OH) 3 ] + 3 NaCl
Síntesis [ editar ]
El cloruro de aluminio se fabrica a gran escala mediante la reacción exotérmica del aluminio metálico con cloro o cloruro de hidrógeno a temperaturas entre 650 y 750 ° C (1,202 a 1,382 ° F). [9]
- 2 Al + 3 Cl 2 → 2 AlCl 3
- 2 Al + 6 HCl → 2 AlCl 3 + 3 H 2
El cloruro de aluminio se puede formar mediante una reacción de desplazamiento simple entre el cloruro de cobre y el aluminio metálico.
- 2 Al + 3 CuCl 2 → 2 AlCl 3 + 3 Cu
En Estados Unidos en 1993 se produjeron aproximadamente 21.000 toneladas, sin contar las cantidades consumidas en la producción de aluminio. [7]
El tricloruro de aluminio hidratado se prepara disolviendo óxidos de aluminio en ácido clorhídrico . El aluminio metálico también se disuelve fácilmente en ácido clorhídrico, liberando gas hidrógeno y generando un calor considerable. Calentar este sólido no produce tricloruro de aluminio anhidro, el hexahidrato se descompone en hidróxido de aluminio cuando se calienta:
- Al (H 2 O) 6 Cl 3 → Al (OH) 3 + 3 HCl + 3 H 2 O
El aluminio también forma un cloruro inferior , el cloruro de aluminio (I) (AlCl), pero este es muy inestable y solo se conoce en la fase de vapor. [9]
Ocurrencia natural [ editar ]
El compuesto anhidro ahora se desconoce entre los minerales. El hexahidrato, sin embargo, se conoce como el raro mineral cloraluminita. [22] Un mineral más complejo, básico e hidratado es la cadwaladerita. [23] [22]
Seguridad [ editar ]
El AlCl 3 anhidro reacciona vigorosamente con las bases , por lo que se requieren las precauciones adecuadas. Puede causar irritación en los ojos, la piel y el sistema respiratorio si se inhala o entra en contacto. [24]
Ver también [ editar ]
- monocloruro de aluminio
Referencias [ editar ]
- ↑ a b c d Haynes, William M., ed. (2011). Manual CRC de Química y Física (92ª ed.). Boca Raton, FL: CRC Press . pag. 4.45. ISBN 1439855110.
- ^ a b Cloruro de aluminio Archivado el 5 de mayo de 2014 en la Wayback Machine . Chemister.ru (19 de marzo de 2007). Consultado el 17 de marzo de 2017.
- ↑ a b Ketelaar, JAA (1935). "Die Kristallstruktur der Aluminiumhalogenide II". Zeitschrift für Kristallographie - Materiales cristalinos . 90 (1–6). doi : 10.1524 / zkri.1935.90.1.237 . S2CID 100796636 .
- ↑ a b c d Haynes, William M., ed. (2011). Manual CRC de Química y Física (92ª ed.). Boca Raton, FL: CRC Press . pag. 5.5. ISBN 1439855110.
- ^ a b c Sigma-Aldrich Co. , Cloruro de aluminio . Consultado el 5 de mayo de 2014.
- ^ a b c Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos. "# 0024" . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
- ^ a b c Helmboldt, Otto; Keith Hudson, L .; Misra, Chanakya; Wefers, Karl; Diablos, Wolfgang; Stark, Hans; Danner, Max; Rösch, Norbert (2007). "Compuestos de Aluminio, Inorgánicos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a01_527.pub2 .
- ^ a b c Olah, GA, ed. (1963). Friedel-Crafts y reacciones relacionadas . 1 . Ciudad de Nueva York: Interscience.
- ↑ a b c d Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1984). Química de los elementos . Oxford: Pergamon Press . ISBN 978-0-08-022057-4.
- ^ Nenitzescu, Costin D .; Cantuniari, Ion P. (1933). "Durch Aluminiumchlorid Katalysierte Reaktion, VI. Mitteil .: Die Umlagerung des Cyclohexans in Metyl-cyclopentan" . Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft (Series A y B) . 66 (8): 1097-1100. doi : 10.1002 / cber.19330660817 . ISSN 1099-0682 .
- ^ Jonathan T. Reeves1, Zhulin Tan, Daniel R. Fandrick, Jinhua J. Song, Nathan K. Yee, Chris H. Senanayake (2012). "Síntesis de trifluorometil cetonas a partir de ácidos carboxílicos: 4- (3,4-dibromofenil) -1,1,1-trifluoro-4-metilpentan-2-ona" . Síntesis orgánicas . 89 : 210. doi : 10.15227 / orgsyn.089.0210 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ Kamil Paruch; Libor Vyklicky; Thomas J. Katz (2003). "Preparación de 9,10-dimetoxifenantreno y 3,6-diacetil-9,10-dimetoxifenantreno". Síntesis orgánicas . 80 : 227. doi : 10.15227 / orgsyn.080.0227 .
- ^ Alexander J. Seed; Vaishali Sonpatki; Mark R. Herbert (2002). "Ácido 3- (4-bromobenzoil) propanoico". Síntesis orgánicas . 79 : 204. doi : 10.15227 / orgsyn.079.0204 .
- ^ Wade, LG (2003) Organic Chemistry , 5ª edición, Prentice Hall , Upper Saddle River, Nueva Jersey , Estados Unidos. ISBN 013033832X .
- ^ Galatsis, P. (1999) Manual de reactivos para síntesis orgánica: reactivos ácidos y básicos , HJ Reich, JH Rigby (eds.) Wiley , Nueva York . págs. 12-15. ISBN 978-0-471-97925-8 .
- ^ Snider, BB (1980). "Reacciones ene catalizadas por ácido de Lewis". Acc. Chem. Res. 13 (11): 426. doi : 10.1021 / ar50155a007 .
- ^ Reuben D. Rieke; Stephen E. Bales; Phillip M. Hudnall; Timothy P. Burns; Graham S. Poindexter (1979). "Magnesio altamente reactivo para la preparación de reactivos de Grignard: ácido 1-norbornanecarboxílico". Síntesis orgánicas . 59 : 85. doi : 10.15227 / orgsyn.059.0085 .
- ^ Sami A. Shama; Carl C. Wamser (1983). "Hexametil Dewar benceno". Síntesis orgánicas . 61 : 62. doi : 10.15227 / orgsyn.061.0062 .
- ^ B. Buchner; LB Lockhart Jr. (1951). "Fenildiclorofosfina". Síntesis orgánicas . 31 : 88. doi : 10.15227 / orgsyn.031.0088 .
- ↑ En contraste, AlBr 3 tiene una estructura más molecular, con loscentrosAl 3+ ocupando agujeros tetraédricos adyacentes de la estructura compacta deionesBr - . Wells, AF (1984) Química inorgánica estructural , Oxford Press, Oxford , Reino Unido. ISBN 0198553706 .
- ^ Andress, KR; Carpenter, C. (1934). "Kristallhydrate II. Die Struktur von Chromchlorid- und Aluminiumchloridhexahydrat". Zeitschrift für Kristallographie - Materiales cristalinos . 87 . doi : 10.1524 / zkri.1934.87.1.446 .
- ^ a b https://www.ima-mineralogy.org/Minlist.htm
- ^ https://www.mindat.org/min-845.html
- ^ Cloruro de aluminio . solvaychemicals.us
Enlaces externos [ editar ]
 | Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Cloruro de aluminio . |
- Tarjeta internacional de seguridad química 1125
- Índice de procedimientos de síntesis orgánica que utilizan AlCl 3
- El período 3 cloruros
- MSDS
- Hojas de datos del gobierno de Canadá y preguntas frecuentes: sales de aluminio
