Chlorid zirkoničitý - Zirconium(IV) chloride
 | |
 | |
 | |
| Jména | |
|---|---|
| Názvy IUPAC Chlorid zirkoničitý Chlorid zirkoničitý | |
| Identifikátory | |
3D model (JSmol ) | |
| ChEBI | |
| ChemSpider | |
| Informační karta ECHA | 100.030.041  |
| Číslo ES |
|
PubChem CID | |
| UNII | |
Řídicí panel CompTox (EPA) | |
| |
| |
| Vlastnosti | |
| ZrCl4 | |
| Molární hmotnost | 233,04 g / mol |
| Vzhled | bílé krystaly hygroskopický |
| Hustota | 2,80 g / cm3 |
| Bod tání | 437 ° C (819 ° F; 710 K) (trojitý bod) |
| Bod varu | 331 ° C (628 ° F; 604 K) (sublimuje) |
| hydrolýza | |
| Rozpustnost | koncentrovaný HCl (s reakcí) |
| Struktura | |
| Monoklinický, mP10 | |
| P12 / c1, č. 13 | |
| Termochemie | |
Tepelná kapacita (C) | 125,38 J K.−1 mol−1 |
Std molární entropie (S | 181,41 J K.−1 mol−1 |
Std entalpie of formace (ΔFH⦵298) | -980,52 kJ / mol |
| Nebezpečí | |
| Bezpečnostní list | BL |
| NFPA 704 (ohnivý diamant) | |
| Bod vzplanutí | Nehořlavé |
| Smrtelná dávka nebo koncentrace (LD, LC): | |
LD50 (střední dávka ) | 1688 mg / kg (orálně, potkan) 655 mg / kg (myš, orální)[1] |
| Související sloučeniny | |
jiný anionty | Fluorid zirkoničitý Bromid zirkoničitý Jodid zirkoničitý |
jiný kationty | Chlorid titaničitý Chlorid hafnia |
Související sloučeniny | Chlorid zirkoničitý, Chlorid zirkoničitý |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
 ověřit (co je   ?) | |
| Reference Infoboxu | |
Chlorid zirkoničitý, také známý jako chlorid zirkoničitý, (ZrCl4) je anorganická sloučenina často se používá jako předzvěst jiných sloučenin zirkonia. Tato bílá pevná látka s vysokou teplotou tání rychle hydrolyzuje ve vlhkém vzduchu.
Struktura
Na rozdíl od molekulárních TiCl4, pevný ZrCl4 přijímá polymerní strukturu, kde každý Zr je oktaedrálně koordinován. Tento rozdíl ve strukturách je zodpovědný za rozdíly v jejich vlastnostech: TiCl
4 je destilovatelný, ale ZrCl
4 je pevná látka. V pevném stavu, ZrCl4 přijímá páskovou lineární polymerní strukturu - stejnou strukturu, kterou přijal HfCl4. Tento polymer se po zpracování snadno degraduje Lewisovy základny, které štěpí vazby Zr-Cl-Zr.[3]
Syntéza
Tato přeměna zahrnuje zpracování oxidu uhlíkem jako oxidem „getrem“ a chlorem.
- ZrO2 + 2 C + 2 Cl2 → ZrCl4 + 2 CO
Proces v laboratorním měřítku používá chlorid uhličitý místo uhlíku a chloru:[4]
- ZrO2 + 2 CCl4 → ZrCl4 + 2 COCl2
Aplikace
Předchůdce Zr kovu
ZrCl4 je meziprodukt při přeměně minerálů zirkonia na kov zirkonium podle Krollov proces. V přírodě minerály zirkonia vždy existují jako oxidy (což se odráží také v tendenci hydrolyzovat všechny chloridy zirkonia). Pro jejich přeměnu na sypký kov se tyto žáruvzdorné oxidy nejprve převádějí na tetrachlorid, který lze destilovat při vysokých teplotách. Přečištěný ZrCl4 lze redukovat kovem Zr na výrobu chlorid zirkoničitý.
Jiná použití
ZrCl4 je nejběžnějším předchůdcem pro chemická depozice par z oxid zirkoničitý a zirkonium diborid.[5]
V organické syntéze se chlorid zirkoničitý používá jako slabý Lewisova kyselina pro Friedel-Craftsova reakce, Diels-Alderova reakce a intramolekulární cyklizační reakce.[6] Používá se také k vodoodpudivému ošetření textil a další vláknité materiály.
Vlastnosti a reakce
Hydrolýza ZrCl4 dává zvlhčenému klastru chlorovodíků tzv zirkonylchlorid. Tato reakce je rychlá a prakticky nevratná, v souladu s vysokou oxofilnost zirkonia (IV). Z tohoto důvodu manipulace se ZrCl4 obvykle vyžadují bezvzduchové techniky.
ZrCl4 je hlavní výchozí sloučenina pro syntézu mnoha organokovových komplexů zirkonia.[7] Díky své polymerní struktuře ZrCl4 se před použitím obvykle převádí na molekulární komplex. Tvoří komplex 1: 2 s tetrahydrofuran CAS: [21959-01-3], teplota tání 175–177 ° C.[8] NaC5H5 reaguje se ZrCl4(THF)2 dát chlorid zirkonocen, ZrCl2(C5H5)2, univerzální organozirkoniový komplex.[9] Jedna z nejzajímavějších vlastností ZrCl4 je jeho vysoká rozpustnost v přítomnosti methylovaných benzenů, jako je durene. Tato solubilizace vzniká tvorbou komplexů π.[10]
Log (základ 10) tlaku par chloridu zirkoničitého (od 480 do 689 K) je dán rovnicí: log10(P) = -5400 / T + 11,766, kde se tlak měří v torrs a teplota v kelvinů. Log (základ 10) tlaku par pevného chloridu zirkoničitého (od 710 do 741 K) je dán rovnicí log10(P) = -3427 / T + 9,088. Tlak v bodě tání je 14 500 torrů.[11]
Reference
- ^ "Sloučeniny zirkonia (jako Zr)". Koncentrace bezprostředně nebezpečné pro život a zdraví (IDLH). Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
- ^ „New Environment Inc. - NFPA Chemicals“. newenv.com. Citováno 2017-04-26.
- ^ N. N. Greenwood a A. Earnshaw, Chemie prvků (2. vyd.), Butterworth-Heinemann, Oxford, 1997.
- ^ Hummers, W. S .; Tyree, S. Y .; Yolles, S. (1953). „Zirkonium a chloridy hafnia“. Anorganické syntézy. IV. McGraw-Hill Book Company, Inc. str. 121. doi:10.1002 / 9780470132357.ch41. ISBN 9780470132357.
- ^ Randich, E. (1. listopadu 1979). "Chemické páry ukládají boridy formy (Ti, Zr) B2 a (Ta, Ti) B2". Tenké pevné filmy. 63 (2): 309–313. Bibcode:1979TSF .... 63..309R. doi:10.1016/0040-6090(79)90034-8.
- ^ Bora U. (2003). "Chlorid zirkoničitý". Synlett (7): 1073–1074. doi:10.1055 / s-2003-39323.
- ^ Ilan Marek, vyd. (2005). Nové aspekty zirkonia obsahujícího organické sloučeniny. Témata v organokovové chemii. 10. Springer: Berlín, Heidelberg, New York. doi:10.1007 / b80198. ISBN 978-3-540-22221-7. ISSN 1436-6002.
- ^ L. E. Manzer; Joe Deaton (1982). Tetrahydrofuranové komplexy vybraných kovů s časným přechodem. Anorganické syntézy. 21. str. 135–140. doi:10.1002 / 9780470132524.ch31. ISBN 978-0-470-13252-4.
- ^ Wilkinson, G.; Birmingham, J. G. (1954). "Bis-cyklopentadienylové sloučeniny Ti, Zr, V, Nb a Ta". J. Am. Chem. Soc. 76 (17): 4281–4284. doi:10.1021 / ja01646a008.
- ^ Musso, F .; Solari, E .; Floriani, C .; Schenk, K. (1997). „Aktivace uhlovodíků s halogenidy kovů: tetrachlorid zirkoničitý katalyzující Jacobsenovu reakci a napomáhající trimerizaci alkylů tvorbou η6- Komplexy aren-zirkonium (IV) ". Organometallics. 16 (22): 4889–4895. doi:10,1021 / om970438g.
- ^ Palko, A. A .; Ryon, A. D .; Kuhn, D. W. (březen 1958). „Tlak par chloridu zirkoničitého a chloridu hafnia“. J. Phys. Chem. 62 (3): 319–322. doi:10.1021 / j150561a017. hdl:2027 / mdp. 39015086513051.