単純なイオン結合を形成するのに十分なアルミニウムと塩化物の電気陰性度の差はありません。その構造は、室温によって変化します。多くの共有結合特性を持つイオン格子構造を持っています。無水塩化アルミニウムは、塩化アルミニウムと水との反応の結果として形成されます。
加える水の量に応じて、2 つの異なる方法で水と反応します。少量または過剰の水と反応すると、HClガスとともにヘキサアクアアルミニウムイオンと水酸化アルミニウムの溶液と沈殿物を生成します。塩化アルミニウムの水溶液は酸性です。
塩化アルミニウム
アルミニウムは室温で6配位です。アルミニウムと塩素の構造はイオン格子です。塩化アルミニウムの昇華点は、通常の大気圧で 180°C です。圧力が 2 気圧上昇すると、塩化アルミニウムは 192°C で溶融します。これらの温度は、イオン化合物の予想範囲を下回っており、さまざまな温度でのアルミニウムの不安定な配位による分子間の相互作用が弱いことを示唆しています。 6コーディネートから4コーディネートになります。分子の配列は、元の格子の組み合わせから Al2Cl6 になります。
この変換により、イオン特性が失われ、塩化アルミニウムが気化します。温度が上昇すると、単純な塩化アルミニウム分子の平衡解は与えられたシステムに従います:
Al2Cl6 ⇌ 2AlCl3
水溶液中の塩化アルミニウム
記録された塩化アルミニウムと水との反応では、2 つの重要な化学反応に注意する必要があります:-
AlCl3(s) + aq → [Al(H2O)6]3+(aq) + 3Cl –(aq)
所見
- 大量の水が使用されています
- この溶液には、塩化物イオンと水和アルミニウム イオンが含まれています。
- 得られた溶液は酸性です。これは、塩酸の生成とは関係ありません。
[Al(H2O)6]3+(aq) + H2O(l) → [Al(H2O)5OH]2+(aq) + H3O+(aq)
所見
- ヘキサアクアアルミニウム錯体イオンの挙動は、遷移金属から形成されるものと似ています。
- 高荷電金属イオンは、配位共有結合を介してアルミニウム イオンに結合した水分子から電子密度 (分極) を引き出します。
- 塩基として作用する水素原子は、溶媒として作用する水からの攻撃を受けやすい.
- 脱プロトン錯イオンによるヒドロキソニウム イオンの形成により、溶液は酸性になります。
塩化アルミニウムは水に溶けません。反応してヘキサアクアアルミニウム錯イオンと塩化物イオンを形成します。水分子の電子がアルミニウムに向かって引き寄せられるため、イオンは酸性です。これにより、水素原子が正になり、イオンから簡単に除去できます。
無水塩化アルミニウムと水
塩化アルミニウムと水との反応から記録されたもので、通常の共有金属塩化物のように振る舞います。水との反応により、通常の室温の条件下で加水分解されます。
条件
- 無水塩化アルミニウムは乾燥容器に保管されています
- 室温の水
- 酸性ガスを逃がすための大きな室内スペース
- 予防具
所見
- 反応によりシューという音が発生します。
- 製品には、固体と気体の 2 つの異なる形態があります。
- 塩化水素は蒸気状のガス状の製品です。
- 飛び散る塩化アルミニウムは固体です。
- 通常の濃度 (1 mol dm-3) では、pH は 2 ～ 3 です。溶液の濃度が高いほど、pH が低いことを示します。
AlCl3(s) + H2O(l) → AlCl2OH(s) + HCl(g)
塩素イオンと水素イオンが結合するため、少量の水分が含まれていると塩化水素ガスが発生します。これは、溶液の濃度と反応中に発生する熱によるものです。温度が高くないと、水分が過剰になり、イオンが溶媒和したままになり、HCl ガスが生成されません。
塩化アルミニウムと水との反応の室内実験
取り扱い
塩化アルミニウムを大量に使用する場合は、乾燥した環境で作業してください。安全メガネ、白衣、緊急時の防火具、手袋を用意してください。
塩化アルミニウムは、アルコール、酸化ナトリウム、酸化エチレン、水和試薬、腐食剤、および強力な酸化剤とは相容れません。遷移金属を腐食します。 HCl 蒸気を発生させるには、開いた容器内で塩化アルミニウムを加熱します。これは、HCl ガスを放出する発熱反応です。注意して取り扱い、偶発的な爆発反応に備えて、乾いた砂の入ったバケツを近くに置いておいてください。
水との塩化アルミニウム反応の実験は、専門家の監督下で行う必要があります。
予防措置
- 身体的接触: 物理的な接触を避けてください。皮膚接触は 0% にする必要があります。試験管または塩化アルミニウムの入った容器から固形物やその他の沈殿物を取り除きます。涼しく乾燥した場所に保管し、溶液または沈殿物が物理的に接触した場合は医師の診察を受けてください。溶液がこぼれた場合は衣類をよく洗い、衣類の素材をすぐに取り除いてください。
- こぼれ防止: こぼれた場合は、溶液を拭かないでください。砂で覆って流出を制御します。保護具で砂吸着液をすくい上げる。耐火性のツールを使用して残骸を廃棄してください。
- 火災およびその他の露出: 二酸化炭素とハロゲン系消火剤の使用は推奨されません。塩化アルミニウムは可燃性ではありませんが、従来の消火器は使用しないでください。 Met-L-X などのクラス D 消火器のみを使用してください。
- 取り込み: 誘発嘔吐は推奨されません。少なくとも2杯の水をたくさん飲んでください。深刻な症状が現れる前に、できるだけ早く医師の診察を受けてください。
保管と廃棄
他の不燃性化合物と一緒に密閉容器に入れます。水で汚染された保管用チューブや容器は、圧力をかける可能性があります。
密封された火花防止の箱に有害廃棄物として廃棄し、上部に予防ラベルを貼ってください。
結論
塩化アルミニウムは、無機元素で構成される化合物です。 AlCl3 は、塩化アルミニウムの化学式です。吸湿性があります。その結果、水に対する吸引力が強くなります。二量体としても見られます。この記事で詳しく説明されている基本的な方法を利用して作成できます。さまざまな方法で使用できます。さまざまな有機プロセスの触媒であり、有機金属合成にも使用されています。産業界における塩化アルミニウムの他の用途についても言及されています。
