El cloruro de bismuto (o mantequilla de bismuto ) es un compuesto inorgánico con la fórmula química BiCl 3 . Es un compuesto covalente y es la fuente común del ion Bi 3+ . En la fase gaseosa y en el cristal, la especie adopta una estructura piramidal, de acuerdo con la teoría VSEPR .
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Nombres | |
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Nombre IUPAC Cloruro de bismuto | |
Otros nombres Tricloruro de bismuto, triclorobismuto, triclorobismutina, cloruro de bismuto (III) | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.029.203 ![]() |
PubChem CID | |
Número RTECS |
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UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
BiCl 3 | |
Masa molar | 315,34 g / mol |
Apariencia | cristales higroscópicos de blanco a amarillo |
Densidad | 4,75 g / cm 3 |
Punto de fusion | 227 ° C (441 ° F; 500 K) |
Punto de ebullición | 447 ° C (837 ° F; 720 K) |
Soluble, hidrolizado | |
Solubilidad | soluble en metanol , éter dietílico , acetona |
-26,5 · 10 −6 cm 3 / mol | |
Termoquímica | |
Capacidad calorífica ( C ) | 0,333 J / (g K) |
-1,202 kJ / g | |
Peligros | |
Ficha de datos de seguridad | JT Baker |
NFPA 704 (diamante de fuego) | |
Dosis o concentración letal (LD, LC): | |
LD 50 ( dosis media ) | 3324 mg / kg, oral (rata) |
Compuestos relacionados | |
Otros aniones | fluoruro de bismuto , subsalicilato de bismuto , trióxido de bismuto |
Otros cationes | cloruro de hierro (III) , cloruro de manganeso (II) , cloruro de cobalto (II) |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
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Referencias de Infobox | |
Preparación
El cloruro de bismuto se puede sintetizar directamente pasando cloro sobre bismuto .
- 2 Bi + 3 Cl 2 → 2 BiCl 3
o disolviendo bismuto metálico en agua regia , evaporando la mezcla para dar BiCl 3 · 2H 2 O, que puede destilarse para formar el tricloruro anhidro. [1]
Alternativamente, se puede preparar añadiendo ácido clorhídrico al óxido de bismuto y evaporando la solución.
- Bi 2 O 3 + 6 HCl → 2 BiCl 3 + 3 H 2 O
Además, el compuesto se puede preparar disolviendo bismuto en ácido nítrico concentrado y luego añadiendo cloruro de sodio sólido a esta solución. [2]
- Bi + 6 HNO 3 → Bi (NO 3 ) 3 + 3 H 2 O + 3 NO 2
- Bi (NO 3 ) 3 + 3 NaCl → BiCl 3 + 3 NaNO 3
Estructura
En la fase gaseosa, el BiCl 3 es piramidal con un ángulo Cl-Bi-Cl de 97,5 ° y una longitud de enlace de 242 µm. [3] En el estado sólido, cada átomo de Bi tiene tres vecinos cercanos a las 250 pm, dos a las 324 pm y tres a una media de 336 pm, [4] la imagen de arriba resalta los tres vecinos más cercanos. Esta estructura es similar a la de AsCl 3 , AsBr 3 , SbCl 3 y SbBr 3 .
Química
El cloruro de bismuto se hidroliza fácilmente a oxicloruro de bismuto , BiOCl: [5]
- Bi3+
(aq) + Cl-
(aq) + H
2O (l) ⇌ BiOCl (s) + 2 H+
(aq)
Esta reacción se puede revertir agregando un ácido, como ácido clorhídrico . [6]
Se ha demostrado que la reacción de BiCl 3 sólido con vapor de agua por debajo de 50 ° C produce el monohidrato intermedio, BiCl 3 .H 2 O. [7]
El cloruro de bismuto es un agente oxidante que se reduce fácilmente a bismuto metálico mediante agentes reductores.
Complejos de cloro
En contraste con la expectativa habitual por la coherencia con las tendencias periódicas, BiCl 3 es un ácido de Lewis , que forma una variedad de complejos de cloro como [BiCl 6 ] 3− que viola fuertemente la regla del octeto . Además, la estructura octaédrica de este complejo de coordinación no sigue las predicciones de la teoría VSEPR, ya que el par solitario del bismuto es inesperadamente estereoquímicamente inactivo. Sin embargo, el complejo dianiónico [BiCl 5 ] 2− adopta la estructura piramidal cuadrada esperada. [8]
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Cs 3 [BiCl 6 ] | Cs 3 [BiCl 6 ] | [BiCl 6 ] 3− |
Catálisis orgánica
El cloruro de bismuto se utiliza como catalizador en síntesis orgánica . En particular, cataliza la reacción de Michael y la reacción aldólica de Mukaiyama . La adición de otros yoduros metálicos aumenta su actividad catalítica. [9]
Referencias
- ^ Godfrey, SM; McAuliffe, CA; Mackie, AG; Pritchard, RG (1998). Nicholas C. Norman (ed.). Química del arsénico, antimonio y bismuto . Saltador. pag. 90. ISBN 0-7514-0389-X.
- ^ Pradyot Patnaik. Manual de productos químicos inorgánicos . McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8
- ^ Töke, Orsolya y Magdolna Hargittai. "Estructura molecular del tricloruro de bismuto de difracción de electrones combinada y estudio espectroscópico vibracional". Química estructural 6.2 (1995): 127-130.
- ^ Wells AF (1984) Química inorgánica estructural 5ta edición, págs. 879-884, Publicaciones científicas de Oxford, ISBN 0-19-855370-6
- ^ Joel Henry Hildebrand (2008). Principios de la química . BiblioBazaar, LLC. pag. 191. ISBN 978-0-559-31877-1.
- ^ Frank Welcher (2008). Soluciones químicas . LEER LIBROS. pag. 48. ISBN 978-1-4437-2907-9.
- ^ Wosylus, Aron; Hoffmann, Stefan; Schmidt, Marcus; Ruck, Michael (2010). "Estudio in situ de la reacción sólido-gas de BiCl3 a BiOCl a través del hidrato intermedio BiCl3 · H2O". Revista europea de química inorgánica . 2010 (10): 1469–1471. doi : 10.1002 / ejic.201000032 . ISSN 1434-1948 .
- ^ Holleman, AF; Wiberg, E. "Química inorgánica" Prensa académica: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5 .
- ^ Hitomi Suzuki; Yoshihiro Matano (2001). Química del organobismuto . Elsevier. págs. 403 –404. ISBN 0-444-20528-4.