はじめに
塩化アルミニウムは、産業でアルミニウム金属を製造するために使用されます。また、化学産業では、特にルイス酸として多くの機能を持っています。共有結合した固体塩化アルミニウム (AlCl3) は、融点と沸点が低くなります。
デンマークの科学者兼化学者であるハンス クリスチャン エルステッドは、1825 年に塩化アルミニウムを発見しました。
AlCl3 の構造
400℃で、無水塩化アルミニウムの蒸発密度は133であることが発見されました.Al2Cl6はこれに基づく式です.各アルミニウム原子は 3 つの共役塩素原子に結合し、1 つの塩素原子は無水塩化アルミニウムの組成式で結合結合によって結合されます。各アルミニウム原子は、四面体構造で塩素原子に囲まれています。
約 800°C では、温度が上昇するにつれて無水塩化アルミニウムの蒸気密度が低下し、式は AlCl3 になります。この式は、塩化アルミニウムを表すためによく使用されます。凝集結合が存在するため、無水塩化アルミニウムはアルコール、アセトン、エーテル、四塩化炭素などの有機溶媒と結合し、溶融状態では電気を通しません。
塩化アルミニウムの性質
塩化アルミニウムの化学的および物理的特性については、さらに下で説明します。
AlCl3 の物理的性質
1)塩化アルミニウムの融点と沸点はかなり低い.
2) 180°C で頂点に達します。
3) AlCl3 は、溶融状態では電気の悪い導体です。
4) 塩化アルミニウムは白色ですが、三塩化鉄によって頻繁に汚染され、黄色になります.
5) 圧力が 2.5 気圧を超え、温度が 190°C を超える場合にのみ液体になります。
6) AlCl3 化学的性質
7) 塩化アルミニウムは非常に強力なルイス酸です。
8) これは重要な産業の触媒です。
9) AlCl3 は無水、非爆発性、不燃性の腐食性固体です。
10) 水や塩基と接触すると、攻撃的に反応します。
塩化アルミニウムとの反応
このセクションでは、AlCl3 がさまざまな物質とどのように反応するかを学びます。無水形態の塩化アルミニウムは、強いルイス酸です。これは、自然界の弱塩基でもルイス酸塩基付加物を生成できることを意味します。たとえば、メシチレンとベンゾフェノン。以下は一般的な反応の一部です:
塩化物イオンが存在する場合、AlCl3 はテトラクロロアルミネート (AlCl4–) を生成できます。
テトラヒドロフラン中で、塩化アルミニウムはマグネシウムおよび水素化カルシウムと反応してテトラヒドリドアルミネートを生成します。
塩化アルミニウムと水との反応 塩化アルミニウムは吸湿性があるため、空気中の水分を集めることができます。通常、この化学物質の組み合わせは湿った空気中に煙を放出します。水に触れるとシューという音がします。プロセス中に Cl– イオンが H2O 分子に置き換えられ、六水和物 [Al(H2O)6]Cl3 が生成されます。 AlCl3 の無水状態は失われ、熱が加えられると HCl も消失し、最終生成物として水酸化アルミニウムが残ります。
Al(OH)3 + 3HCl + 3H2O =Al(H2O)6Cl3
400℃前後まで温度を上げると、水酸化物から酸化アルミニウムが生成されます。
Al2O3 + 3H2O =2Al(OH)3
AlCl3 水溶液がイオン性であるという事実は、その際立った特徴の 1 つです。この結果、それらは電気の良導体です。それらは酸性でもあり、部分的な Al3+ イオンの加水分解を引き起こす可能性があります。反応の例:
[Al(H2O)6]
(aq)+(aq)+(aq)+(aq)+(aq [Al(OH)(H2O)5] H+ + 2+(aq) (aq)
水和 Al3+ イオンを含むアルミニウム塩は、塩化アルミニウム水溶液に似ています。彼らも同じように行動します。たとえば、希水酸化ナトリウムと反応すると、濃厚な Al(OH)3 沈殿物が生成されます。
3NaOH + AlCl3 =Al(OH)3 + 3NaCl
塩化アルミニウム (AlCl3) の使用
塩化アルミニウムは、化学反応や合成など、さまざまな用途を持つ用途の広い化学分子です。塩化アルミニウムの用途は次のとおりです。
- AlCl3 は主に、さまざまな化学プロセスで触媒として利用されます。
- フリーデルクラフツ反応におけるアシル化とアルキル化の両方で広く利用されています。
- ホスゲンとベンゼンからアントラキノンを製造する過程で利用されます。
- また、低分子量炭化水素の重合および異性化手順にも使用されます。
- 洗剤用のドデシルベンゼンの製造は、最も一般的な例の 1 つです。
- 塩化アルミニウムには、特に有機化学においてさまざまな用途があります。
- 塩化アルミニウムを使用して、炭化水素カップリングと転位を誘導します。
- 塩化アルミニウムの工業用途 (AlCl3)
- ゴム、塗料、木材防腐剤も塩化アルミニウムで作られています。
- 農薬や医薬品に含まれています。
- アルミニウムの溶解過程におけるフラックスとして。
- 制汗剤の一種です。
- エチルベンゼンやアルキルベンゼンなどの石油化学製品もこれから作られます。
結論
無水塩化アルミニウムは、注意して水や塩基から遠ざける必要があります。塩化アルミニウムは水和熱が強いため、水に触れると爆発する可能性があります。また、大気中に煙を放出します。化学反応中は、眼鏡、手袋、フェイス ガードなどの保護具を着用する必要があります。この化学成分は、乾燥した状態に保たれた密閉容器に保管する必要があります。
AlCl3 が湿った空気と接触すると、水分を吸収して非常に酸性になり、粘着性のある物質に変わります。ステンレス鋼やゴムなどの素材は、それによってひどく腐食する可能性があります。この化学物質に長時間さらされると、皮膚、目、気道を刺激する可能性があります。塩化アルミニウムは、いくつかの調査で神経毒性があり、神経組織を破壊し、永続的な害を引き起こす可能性があることが発見されています.
無水塩化アルミニウムは、乾燥した塩素金属または乾燥した塩酸ガスを高温のアルミニウム金属に加熱し、蒸気を蒸発させることによって作られます.
加熱したアルミナとコークスの混合物に乾燥塩素ガスを注入すると、無水塩化アルミニウムが生成されます。大規模では、この方法が使用されます。塩化水素アルミニウムを作るには、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、または金属アルミニウムを希塩酸中で加熱して、塩化アルミナ溶液を作ります。洗浄後、水素塩化アルミナの結晶が生成する。 AlCl3 はその化学式です。
