Хлорид алюмінію

Хлорид алюмінію
Систематична назва	Алюміній хлорид
Ідентифікатори
Номер CAS	7446-70-0
Номер EINECS	231-208-1
DrugBank	DB11081
Назва MeSH	D01.056.031 і D01.210.450.150.025
ChEBI	30114
RTECS	BD0530000
Код ATC	D10AX01
SMILES	[Al](Cl)(Cl)Cl
InChI	InChI=1S/Al.3ClH/h;3*1H/q+3;;;/p-3
Номер Ґмеліна	1876
Властивості
Молекулярна формула	AlCl3
Молярна маса	133.34 г/моль
Зовнішній вигляд	білі або блідно-жовті гигроскопічні тверді тіла
Густина	2,48 г/см³
Тпл	192,6 °C
Розчинність (вода)	43,9 г/100 мл
Небезпеки
Класифікація ЄС	C
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Хлори́д алюмі́нію, також відомий як трихлорид алюмінію — неорганічна сполука з формулою AlCl₃. Він утворює гексагідрат складу [Al(H₂O)₆]Cl₃, що містить шість молекул кристалізаційної води. Як безводна форма, так і гексагідрат є безбарвними кристалами, проте зразки часто містять домішки хлориду заліза(III), які надають їм жовтого забарвлення.

Безводна форма має важливе промислове значення. Вона має низькі температури плавлення та кипіння. Хлорид алюмінію переважно виробляється та споживається під час отримання алюмінію, проте значні обсяги також використовуються в інших галузях хімічної промисловості. Сполуку часто описують як кислоту Льюїса. Це неорганічна сполука, яка оборотно змінює свою структуру з полімерної на мономерну за помірних температур.

Фізичні властивості

Хлорид алюмінію при звичайному тиску сублімується за температури 183 °C (під тиском плавиться при 192,6 °C). У воді добре розчинний (44,38 г в 100 г H₂O при 25 °C); внаслідок гідролізу димить у вологому повітрі, виділяючи HCl. З водних розчинів випадає кристалогідрат AlCl₃ · 6H₂O — жовтувато-білі розпливчасті кристали. Добре розчинні у багатьох органічних сполуках (в етанолі — 100 г на 100 г спирту при 25 °C, в ацетоні, дихлороетані, діетиленгліколі, нітробензені, та ін); однак практично не розчиняється в бензені і толуені.

Отримання

Найважливіший спосіб отримання хлориду алюмінію в промисловості — дія суміші Cl₂ та CO на зневоднений каолін або боксит в шахтних печах:

Al₂O₃ + ЗCO + З Cl₂ → 2AlCl₃ + 3 CO₂

В лабораторній практиці краще використати CCl₄ замість суміші газів для приготування фосгену:

2Al₂O₃ + ЗC + З CCl₄ → 4AlCl₃ + 6 CO

Оксид алюмінію просочують органічною рідиною схильною до обвуглювання і прожарюють в закритій від вільного доступу повітря ємності. Вуглець в суміш додають для зниження температури реакції (традиційна для подібних методів отримання 600–800 °C — темно-червоне розпечення). Хлорид алюмінію конденсують в приймачі, а монооксид вуглецю виводять у витяжку або у полум'я на спалювання.

При температурі в 900 °C хлорид бору та фосфід алюмінію дають на виході фосфід бору і хлорид алюмінію:

$~\mathrm {BCl_{3}+AlP{\xrightarrow {900^{o}C}}BP+AlCl_{3}}$

Також є й інші способи отримання хлориду алюмінію:

Al + FeCl₃ → AlCl₃ + Fe

Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O

3CuCl₂ + 2Al → 2AlCl₃↑ + 3Cu

Останню реакцію краще проводити з великими шматками алюмінію, а не порошком зважаючи на її значну екзотермічність (дивіться алюмотермія). Безводний хлорид алюмінію в домашніх умовах можна ще готувати так:

3ZnCl₂ + 2Al → 2AlCl₃↑ + 3Zn

3CaCl₂ + 2Al → 2AlCl₃↑ + 3Ca

оскільки вказані хлориди легше отримати в безводній формі. Перша реакція в плані технічного виконання (ZnCl₂ при кристалізації з води при температурі вище 28 °C дає безводні кристали), найпростіша, другу краще проводити при наявності обладнання з гарною герметизацією при робочих температурах (~850-900 °C, напускати повітря тільки після остигання!), зате має побічним продуктом металевий кальцій.

Застосування

Безводний хлорид алюмінію утворює продукти приєднання з багатьма неорганічними (наприклад, NH₃, H₂S, SO₂) і органічними (хлорангідриди кислот, етери та інші) речовинами, з чим пов'язано найважливіше технічне застосування AlCl₃ як каталізатор при переробці нафти і при органічних синтезах (наприклад, Реакція Фріделя — Крафтса). Гексагідрат і його розчини використовуються при очищенні стічних вод, обробки деревини тощо.

Література

Томас Ч. Безводный хлористый алюминий в органической химии.-М.: И.Л.,1949