Chlorid zirkoničitý

Chlorid zirkoničitý je anorganická sloučenina používaná především na přípravu dalších sloučenin zirkonia. Na vlhkém vzduchu se rychle rozkládá.

Chlorid zirkoničitý
Obecné
Systematický název chlorid zirkoničitý
Funkční vzorec ZrCl4
Sumární vzorec Cl₄Zr
Vzhled bílé krystaly[1]
Identifikace
Registrační číslo CAS 10026-11-6
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP) 233-058-2
PubChem 24817
SMILES Cl[Zr](Cl)(Cl)Cl
InChI 1S/4ClH.Zr/h4*1H;/q;;;;+4/p-41
Vlastnosti
Molární hmotnost 233,04 g/mol
Teplota sublimace 331 °C (604 K)[1]
Hustota 2,80 g/cm3[1]
Teplota trojného bodu T3 437 °C (710 K)[1]
Rozpustnost ve vodě reaguje[1]
Rozpustnost v polárních
rozpouštědlech		 rozpustný v ethanolu[1]
Rozpustnost v nepolárních
rozpouštědlech		 rozpustný v diethyletheru[1]
Tlak páry 1 Pa (117 °C)[1]
Bezpečnost

GHS05

GHS07

GHS08
[1]
H-věty H290 H302 H312 H314 H317 H332 H334[1]
P-věty P234 P260 P261 P264 P270 P271 P272 P280 P285 P301+312 P301+330+331 P302+352 P303+361+353 P304+312 P304+340 P304+341P305+351+338 P310 P312 P321 P322 P330 P333+313 P342+311 P363 P390 P404 P405 P501[1]
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Struktura

Na rozdíl od molekulární struktury chloridu titaničitého (TiCl4) má pevný ZrCl4 polymerní strukturu s oktaedricky koordinovanými atomy Zr. Tento rozdíl způsobuje odlišné vlastnosti: TiCl4 lze destilovat a ZrCl4 je pevná látka, zaujímající stejnou lineární polymerní strukturu jako HfCl4. Zahříváním s Lewisovými zásadami se tento polymer rozkládá za štěpení vazeb Zr-Cl-Zr.[2]

Příprava

ZrCl4 se vyrábí reakcí oxidu zirkoničitého s uhlíkem a chlorem:

ZrO2 + 2 C + 2 Cl2 → ZrCl4 + 2 CO

V laboratoři je možné namísto uhlíku použít tetrachlormethan:[3]

ZrO2 + 2 CCl4 → ZrCl4 + 2 COCl2

Použití

Výroba zirkonia

ZrCl4 je meziproduktem při přeměnách rud zirkonia na kov Krollovým procesem. Zirkonium se v přírodě vyskytuje především ve formě oxidů (což odráží i náchylnost jeho chloridů k hydrolýze). K získání čistého kovu se oxidy nejprve přemění na chlorid zirkoničitý, jenž může být za vysokých teplot destilován.

Přečištěný ZrCl4 může být redukován kovovým Zr na chlorid zirkonitý.

Ostatní použití

ZrCl4 je nejčastějším prekurzorem při vytváření vrstev oxidu a diboridu zirkoničitého chemickou depozicí z plynné fáze.[4]

V organické syntéze slouží oxid zirkoničitý jako slabá Lewisova kyselina při Friedelových–Craftsových a Dielsových–Alderových reakcích a vnitromolekulárních cyklizacích.[5]

Také se používá jako složka přípravků sloužících k odpuzování vody z textilií a dalších vláknitých materiálů.

Vlastnosti

Hydrolýzou ZrCl4 vzniká hydratovaný hydroxychlorid nazývaný chlorid zirkonylu. Reakce je rychlá a nevratná, proto se s ZrCl4 nakládá za nepřítomnosti vzduchu.

ZrCl4 je důležitou surovinou pro přípravu řady organických komplexů zirkonia.[6]

Vzhledem ke své polymerní struktuře se ZrCl4 před použitím obvykle převádí na molekulové komplex; například tvoří 1:2 komplex s tetrahydrofuranem.[7]

NaC5H5 reaguje s ZrCl4(THF)2 za vzniku zirkonocendichloridu, ZrCl2(C5H5)2.[8]

ZrCl4 se vyznačuje vysokou rozpustností za přítomnosti methylovaných benzenů, jako je duren (1,2,4,5-tetramethylbenzen); tato rozpustnost je způsobována tvorbou pí-komplexů.[9]

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Zirconium(IV) chloride na anglické Wikipedii.

  1. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/24817
  2. N. N. Greenwood & A. Earnshaw, Chemistry of the Elements (2nd ed.), Butterworth-Heinemann, Oxford, 1997.
  3. W. S. Hummers; S. Y. Tyree; S. Yolles. Inorganic Syntheses. [s.l.]: McGraw-Hill Book Company, 1953. Dostupné online. ISBN 9780470132357. DOI 10.1002/9780470132357.ch41. Kapitola Zirconium and Hafnium Tetrachlorides, s. 121.
  4. E. Randich. Chemical vapor deposited borides of the form (Ti,Zr)B2 and (Ta,Ti)B2. Thin Solid Films. 1979-11-01, s. 309–313. DOI 10.1016/0040-6090(79)90034-8. Bibcode 1979TSF....63..309R.
  5. U. Bora. Zirconium Tetrachloride. Synlett. 2003, s. 1073–1074. DOI 10.1055/s-2003-39323.
  6. Ilan Marek. New Aspects of Zirconium Containing Organic Compounds. Topics in Organometallic Chemistry. 2005, s. 22221-22227. ISSN 1436-6002. ISBN 978-3-540-22221-7. DOI 10.1007/b80198.
  7. L. E. Manzer; Joe Deaton. Tetrahydrofuran Complexes of Selected Early Transition Metals. Inorganic Syntheses. 1982, s. 135–140. ISBN 978-0-470-13252-4. DOI 10.1002/9780470132524.ch31.
  8. G. Wilkinson; J. G. Birmingham. Bis-cyclopentadienyl Compounds of Ti, Zr, V, Nb and Ta. Journal of the American Chemical Society. 1954, s. 4281–4284. DOI 10.1021/ja01646a008.
  9. F. Musso; E. Solari; C. Floriani; K. Schenk. Hydrocarbon Activation with Metal Halides: Zirconium Tetrachloride Catalyzing the Jacobsen Reaction and Assisting the Trimerization of Alkynes via the Formation of η6-Arene-Zirconium(IV) Complexes. Organometallics. 1997, s. 4889–4895. DOI 10.1021/om970438g.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.