Chlorid zirkoničitý

Chlorid zirkoničitý
Obecné
Systematický názevchlorid zirkoničitý
Funkční vzorecZrCl4
Sumární vzorecCl₄Zr
Vzhledbílé krystaly[1]
Identifikace
Registrační číslo CAS10026-11-6
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)233-058-2
PubChem24817
SMILESCl[Zr](Cl)(Cl)Cl
InChIInChI=1S/4ClH.Zr/h4*1H;/q;;;;+4/p-41
Vlastnosti
Molární hmotnost233,04 g/mol
Teplota sublimace331 °C (604 K)[1]
Hustota2,80 g/cm3[1]
Teplota trojného bodu T3437 °C (710 K)[1]
Rozpustnost ve voděreaguje[1]
Rozpustnost v polárních
rozpouštědlech		rozpustný v ethanolu[1]
Rozpustnost v nepolárních
rozpouštědlech		rozpustný v diethyletheru[1]
Tlak páry1 Pa (117 °C)[1]
Bezpečnost
GHS05 – korozivní a žíravé látky
GHS05
GHS07 – dráždivé látky
GHS07
GHS08 – látky nebezpečné pro zdraví
GHS08
[1]
H-větyH290 H302 H312 H314 H317 H332 H334[1]
P-větyP234 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.

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

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 lze redukovat kovovým Zr na chlorid zirkonitý:

3 ZrCl4 + Zr → 4 ZrCl3

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]

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

Strukturní vzorec zirkonocen dichloridu
Strukturní vzorec zirkonocen dichloridu

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. ↑ a b c d e f g h i j k 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. 

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Zirconium-tetrachloride-3D-balls-A.png
Ball-and-stick model of the part of the crystal structure of zirconium(IV) chloride, ZrCl4. Crystal structure data from 3DChem.