Применение хлорида алюминия кратко

Обновлено: 05.07.2024

хлорид алюминия или трихлорид алюминия (AlCl₃бинарная соль, образованная алюминием и хлором. Иногда это выглядит как желтый порошок, потому что он содержит примеси из-за присутствия хлорида железа (III).

Это получается путем объединения его элементов. Алюминий, который имеет три электрона на своем последнем энергетическом уровне (семейство IIIA), имеет тенденцию давать их из-за своего металлического характера. Хлор с семью электронами на последнем энергетическом уровне (семейство VIIA) стремится получить их для завершения своего октета.

Считается, что связь, образованная между алюминием и хлором в трихлориде алюминия, является ковалентной, хотя это соединение между металлом и неметаллом..

Существует два вида хлорида алюминия:

Безводный хлорид алюминия. AlCl_3.
Гексагидрат хлорида алюминия. AlCl₃. 6H₂О. Это соединение может быть найдено в твердой или растворенной форме.

1 Химическая структура

2 свойства

2.1 Физический
2.2 Химический

Химическая структура

Безводный трихлорид алюминия, представляет собой молекулу с плоской тригональной геометрией, с углом 120 °, соответствующим атомной гибридизации sp 2 .

Тем не менее, молекула организована в виде димеры, в котором атом хлора жертвует пару электронов для образования связей. Они известны как скоординированные ковалентные связи.

Так определяется организация димеров трихлорида алюминия..

Эта организация позволяет соединению формировать сети димерных слоев. Когда вода наливается на твердый трихлорид алюминия, они не диссоциируют, как ожидается от ионных соединений, но подвергаются интенсивному гидролизу.

Напротив, в разбавленном водном растворе находятся координированные ионы [Al (H).₂O)₆] +3 и хлорид. Эти структуры очень похожи на диборан.

Таким образом, у вас есть формула Al₂Cl₆

Если измеряется разница в электроотрицательности атомов, составляющих связи в этом соединении, можно наблюдать следующее:

Для алюминия Al значение электроотрицательности составляет 1,61 ° C, а хлора - 3,16 ° C. Разница в электроотрицательности составляет 1,55 ° C..

Согласно правилам теории связи, чтобы соединение было ионным, оно должно иметь разность электроотрицательности атомов, составляющих связь, на величину, большую или равную 1,7 С..

В случае связи Al-Cl разница в электроотрицательности составляет 1,55 ° С, что дает треххлористому алюминию структуру ковалентной связи. Это небольшое значение можно отнести к координированным ковалентным связям, представленным молекулой.

свойства

физическое

внешний вид: белое твердое вещество, иногда желтое из-за примесей, вызванных хлоридом железа

плотность: 2,48 г / мл

Молярная масса: 133,34 г / моль

сублимация: сублимируется при 178 ° C, поэтому температура его плавления и кипения очень низкая.

вождение: плохо проводит электричество.

растворимость: он не растворяется в воде, потому что это кислота Льюиса. Растворим в органических растворителях, таких как бензол, четыреххлористый углерод и хлороформ.

химическая

В воде трихлорид алюминия гидролизуется с образованием HCl, иона гидроксония и гидроксида алюминия:

Он используется в реакциях Фриделя-Крафтса в качестве катализатора (вещество, которое может быть извлечено в конце реакции, потому что оно только в нем, чтобы ускорить, замедлить или инициировать реакцию).

Это едкое вещество.

При разложении, когда он бурно реагирует с водой, образуется оксид алюминия и опасные газы, такие как хлористый водород.

приложений

антиперспирант.
Катализатор ацилирования и алкилирования Фриделя-Крафтса.

Риски: возможные последствия

Это едкое вещество, вызывает ожоги кожи и серьезные повреждения глаз.
Бурно реагирует с водой.
Это опасно для окружающей среды.
Очень токсично для водных организмов.

Содержание

Свойства

В безводном виде бесцветные кристаллы, дымящие вследствие гидролиза во влажном воздухе, выделяя HCl [1] . При обычном давлении возгоняется при 183 °C (под давлением плавится при 192,6 °C).

В воде хорошо растворим (44,38 г в 100 г H₂O при 25 °C). Из водных растворов выпадает в виде кристаллогидрата AlCl₃·6H₂O — желтовато-белые расплывающиеся на воздухе кристаллы. Хорошо растворим во многих органических соединениях (в этаноле — 100 г в 100 г спирта при 25 °C, в ацетоне, 1,2-дихлорэтане, этиленгликоле, нитробензоле, тетрахлоруглероде и др.); практически не растворяется в бензоле и толуоле.

Получение

Важнейший способ получения хлорида алюминия в промышленности — действие смеси Cl₂ и CO на обезвоженный каолин или боксит в шахтных печах:

При температуре в 900 °C трихлорид бора и фосфид алюминия образуют фосфид бора и хлорид алюминия:

BCl₃ + AlP → 900oC BP + AlCl₃

Также есть и другие способы получения хлорида алюминия:

Al + FeCl₃ → AlCl₃ + Fe Al(OH)₃ + 3 HCl → AlCl₃ + 3 H₂O 3 CuCl₂ + 2 Al → 2 AlCl₃ + 3 C u 2 Al + 6 HCl → 2 AlCl₃ + 3 H₂

Применение

Безводный хлорид алюминия образует аддукты со многими неорганическими (например, NH₃, H₂S, SO₂) и органическими (хлорангидриды кислот, эфиры и др.) веществами, с чем связано важнейшее техническое применение AlCl₃ как катализатора при переработке нефти и при органических синтезах (например, реакция Фриделя — Крафтса).

Гексагидрат хлорида алюминия и его растворы используются при очистке сточных вод, обработке древесины, производстве антиперспирантов и пр.

Токсичность и безопасность

Хлорид алюминия токсичен при попадании в организм, а также обладает коррозионной активностью.

Применение хлористого алюминия как реагента для очистки смазочных масел и моторного топлива основано на его способности вызывать полимеризацию и обессеривание. При полимеризации удаляются смолообра-зующие компоненты. Обессеривающее действие хлористого алюминия при обыкновенной температуре основано, вероятно, на образовании продуктов присоединения. [1]

Применение хлористого алюминия приводит к получению лучших выходов, чем применение серной кислоты. Хлористый алюминий способствует конденсации таких соединений, которые ( как, например о-крезол) не вступают в реакцию под влиянием других агентов. [2]

Применение хлористого алюминия при высоких температура может вызвать миграцию не только массивных изопропильных, н и более легких метальных групп, а также соответствующие прс цессы диспропорционирования. Алкилирование толуола при ЗНЭЧР тельном времени контакта вызывает появление в алкилате некс торых количеств кумола, а также изопропил-ж-ксилолов. При ал килировании ксилолов в соответствующих условиях происходи образование цимолов, а также перемещение алкильных групп изопропилксилолах. [3]

Применение хлористого алюминия нецелесообразно из-за его дороговизны и невозможности регенерации. [4]

Применение хлористого алюминия в качестве катализатора алкилирования приводит к образованию значительных количеств мета-замещен-ных бензолов. [5]

Применение хлористого алюминия в этих реакциях совершенно необходимо. Необходимость применять катализатор такого рода предполагает электрофильный механизм с участием положительного фосфора. [6]

Применение хлористого алюминия в хлор-ангидридах кислот ( например, хлористом тиониле или хлористом бензоиле) способствует циклизации при очень низких температурах, и в присутствии избытка хлорангидрида кислоты отщепления ацил-аминогрупп не происходит. Для циклизации антримидов с ацил-аминогруппами в молекуле применяется также молекулярное соединение хлористого алюминия и ароматического нитрила. Антрахи-нонкарбазоловые красители, образующиеся обычно при циклизации, сопровождающейся потерей атома водорода и образованием С-С связи, могут быть синтезированы и другими методами. [7]

Применение хлористого алюминия для удаления тиофена из чистого бензола также возможно. [8]

Применение хлористого алюминия как окислительного катализатора указано Фриделем и Крафтсом [5], которые установили, что при пропускании влажного воздуха через смесь бензола и хлористого алюминия некоторое количество кислорода расходуется на образование фенола и других кислородсодержащих углеводородов. [9]

Применение хлористого алюминия ведет к значительному увеличению выходов хлорвинилтрихлорсиланов. Однако наиболее интересный результат заключается в том, что при дегидрохлорировании а р-ди-хлорэтилтрихлорсилана образуется а-хлорвинилтрихлорсилан, если применялся хинолин, и р-хлорвинилтрихлорсилан, если применялся хлористый алюминий. [10]

Применение хлористого алюминия в качестве катализатора в реакциях, сопровождающихся выделением хлористого водорода, охватывает обширную область органической химии. [11]

Применение хлористого алюминия в качестве катализатора в этих синтезах в общем не принято, так как в данном случае требуется точное наблюдение за деталями в условиях эксперимента. Так, Минине [821] ука-ываот, что тиофен бурно реагирует с хлористым алюминием, суспендированным в сероуглероде. Синтезируя фенилтиенилкетон, он получил выход его 88 - 90 %, когда раствор хлористого бензоила и тиофена в сероуглероде добавлялся к суспендированному в этом же самом растворителе хлористому алюминию. Если же сероуглеродный раствор хлорангидрида приливался к суспензии тиофена и хлористого алюминия, происходило сильное не моление и выходы кетона были низки. [12]

Применение хлористого алюминия в качестве катализатора при галои-дировапии алифатических соединений рассматривается в гл. [13]

Применение хлористого алюминия как катализатора для окисления было отмечено Фриделем и Крафтсом [13], которые нашли, что при пропускании влажного воздуха через смесь бензола и хлористого алюминия часть кислорода воздуха связывается, в результате чего образуется фенол и другие кислородные соединения. [14]

Применение хлористого алюминия для этой цели обусловлено его способностью активно катализировать расщепление, а также его свойствами как конденсирующего и дегидрогенизирующего агента. Он-не только расщепляет углеводороды в непредельные соединения, являющиеся акцепторами водорода, но вызывает также выделение водорода, способствуя конденсации, сопровождающейся дегидрированием. [15]

Хлорид алюминия (хлористый алюминий) — соль алюминия и соляной кислоты. Химическая формула — AlCl₃.

Свойства

При обычном давлении возгоняется при 183 °C (под давлением плавится при 192,6 °C). В воде хорошо растворим (44,38 г в 100 г H₂O при 25 °C); вследствие гидролиза дымит во влажном воздухе, выделяя HCl. Из водных растворов выпадает кристаллогидрат AlCl₃· 6H₂O — желтовато-белые расплывающиеся кристаллы. Хорошо растворим во многих органических соединениях (в этаноле — 100 г в 100 г спирта при 25 °C, в ацетоне, дихлорэтане, диэтиленгликоле, нитробензоле, тетрахлоруглероде и др.); однако практически не растворяется в бензоле и толуоле.

Получение

При температуре в 900 °C трихлорид бора и фосфид алюминия дают на выходе фосфид бора и хлорид алюминия:

$~\mathrm<BCl_3+AlP \xrightarrow<900^oC></p> <p> BP+AlCl_3>$

Также есть и другие способы получения хлорида алюминия:

Применение

Безводный хлорид алюминия образует продукты присоединения со многими неорганическими (например, NH₃, H₂S, SO₂) и органическими (хлорангидриды кислот, эфиры и др.) веществами, с чем связано важнейшее техническое применение AlCl₃ как катализатора при переработке нефти и при органических синтезах (например, реакция Фриделя — Крафтса). Гексагидрат и его растворы используются при очистке сточных вод, обработке древесины, производстве антиперспирантов и пр.

H +

Li +

K +

Na +

NH₄ +

Ba 2+

Ca 2+

Mg 2+

Sr 2+

Al 3+

Cr 3+

Fe 2+

Fe 3+

Ni 2+

Co 2+

Mn 2+

Zn 2+

Ag +

Hg 2+

Hg₂ 2+

Pb 2+

Sn 2+

Cu +

Cu 2+

OH −

—

F −

Cl −

—

Br −

I −

—

S 2−

—

SO₃ 2−

SO₄ 2−

—

NO₃ −

—

NO₂ −

PO₄ 3−

—

CO₃ 2−

—

CH₃COO −

—

CN −

—

SiO₃ 2−

Соединения алюминия
Хлориды
Галогениды металлов

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Хлорид алюминия" в других словарях:

хлорид алюминия — хлористый аллил, аллилхлорид … Cловарь химических синонимов I

Хлорид алюминия (III) — AlCl3· 6H2O Хлорид алюминия (хлористый алюминий) AlCl3 соль. Свойства Бесцветные кристаллы, плотностью 2,44 г/см³. При обычном давлении возгоняется при 183 °C (под давлением плавится при 192,6 °C). В воде хорошо растворим (44,38 г в 100 г H2O… … Википедия

Хлорид алюминия(III) — AlCl3· 6H2O Хлорид алюминия (хлористый алюминий) AlCl3 соль. Свойства Бесцветные кристаллы, плотностью 2,44 г/см³. При обычном давлении возгоняется при 183 °C (под давлением плавится при 192,6 °C). В воде хорошо растворим (44,38 г в 100 г H2O… … Википедия

АЛЮМИНИЯ СЕМЕЙСТВО — ПОДГРУППА IIIA. СЕМЕЙСТВО АЛЮМИНИЯ БОР, АЛЮМИНИЙ, ГАЛЛИЙ, ИНДИЙ, ТАЛЛИЙ Внешняя электронная конфигурация у всех элементов подгруппы s2p1, но наличие внутренней электронной структуры типа электронной конфигурации благородного газа у B и Al и… … Энциклопедия Кольера

Хлорид лития — Хлорид лития … Википедия

АЛЮМИНИЯ ГИДРООКИСЬ — ( Аluminii hydroxydum ). Синонимы: Аluminium hydroxydatum, А1uminium hydroxydе. Аморфный рыхлый белый порошок, в воде практически нерастворим и способен образовывать гель; растворим при нагревании в разбавленных кислотах и растворах едких щелочей … Словарь медицинских препаратов

Хлорид брома — Хлорид брома … Википедия

АЛЮМИНИЯ ХЛОРИД — AlCl3, бесцветные кристаллы. Растворяется в воде. Катализатор в органическом синтезе и при переработке нефти, реагент для очистки сточных вод, обработки древесины … Большой Энциклопедический словарь

Хлорид кальция — – CaCL2 (ХК). Самая популярная в мире противоморозная добавка. Отлично растворяется в воде даже при температуре близкой к нулю. Безвреден для человека. Не горюч, не токсичен, не взрывоопасен. Являясь побочным продуктом содового… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Хлористый алюминий находит частое применение в качестве катализатора в различных технологиях органического синтеза. В частности безводный хлорид алюминия может применяться в качестве деструктивного катализатора процесса разложения нефти на фракции. В основе этого процесса лежит свойство нефти при ее нагревании с хлоридом алюминия разлагаться с получением газообразных и легких углеводородов бензинового типа. Для этого к обезвоженной нефти добавляют примерно от пяти до десяти процентов по массе безводного хлорида алюминия, и прогревают их при 260-280оС. На первой стадии этого процесса происходит отделение маслянистой фракции, после чего начинается отгонка легкой бензиновой фракции, которая после промывания ее щелочью приобретает прозрачность и становится стабильной. Первые разработки каталитического крекинга были произведены еще в 1881 году в России, Густавсоном и впоследствии усовершенствованны профессором Зелинским, в США в этом же направлении работал Мак-Аффи, кому первому удалось провести каталитический крекинг нефти хлоридом алюминия в промышленных масштабах. Следует отметить, что бензин, получаемый в результате влияния катализатора хлорида алюминия, отличается от полученного в обычном крекинге, не взаимодействует с бромом и перманганатом калия, что свидетельствует о полном отсутствии в нем углеводородов непредельного ряда и содержит в основном низшие парафиновые и ароматические углеводороды, а так же нафтены. Отделение маслянистой фракции, происходящее на первом этапе разложения нефти в присутствии хлорида алюминия, может быть облегчено при пропускании обезвоженного галогеноводорода, так как при этом образующийся галогеноалюминий образует комплексное соединение с тяжелыми углеводородами, входящими в этот осадок. Непредельные углеводороды этиленового ряда под действием хлорида алюминия полимеризуются и конденсируются с образованием более сложных систем. Этот процесс позволяет получать на основе фракции непредельных углеводородов синтетические смазочные масла. В данный момент в этом качестве в нефтяном крекинге используются алюмосиликаты, не обладающие такой активностью, как хлорид алюминия, но имеющие ряд технологических преимуществ.

Тем не менее, это же свойство хлорида алюминия лежит и в основе процессов алкилирования. То есть получения углеводородной фракции с высоким октановым числом, сопровождаемым низкими значениями давления насыщенного пара, практическим отсутствием серосодержащих соединений и способностью не взаимодействовать с кислородом, имеющимся в воздушной массе. Эти производные в первую очередь служат компонентами для изготовления высокооктановых бензинов и моторного топлива, обладающего высокой антидетонационной способностью. Хлорид алюминия в этом случае относится к ряду так называемых кислот Льюиса, включающих в себя галогениды многозарядных металлов, и является самым сильным по воздействию после бромида алюминия. Поэтому он и является самым распространенным из катализаторов органического синтеза. Впервые для этой цели он был использован Фриделем и Крафтсом в 1877 году. В процессе алкилирования, проходящим в присутствии катализатора, хлорида алюминия, ароматический углеводород взимодействует с алкилирующим веществом, в качестве которого могут выступать галогеноалканы и алкены. При этом происходит замещение атомов водорода на алкены, а также прохождение реакций изомеризации и полимеризации, приводящее к получению насыщенных углеводородов. Технологически процесс аликилирования бензола состоит из нескольких стадий. Первая из них заключается в его предварительном обезвоживании, вторая состоит в получении раствора катализатора, состоящего из бензола, полиалкилбензолы, этилхлорид и хлорид алюминия и заполнении им реактора, в котором и происходит взаимодействие между бензолом этано-этиленовой смесью. Образующийся полиалкилбензол смешивается с раствором катализатора и после отстаивания полученной смеси составляет верхний ее слой. Этот слой алкилата в скрубберах отмывается от растворенных в нем хлорида алюминия и соляной кислоты. Для этого в скрубберные колонны подается щелочной раствор. Далее, после отделения от алкилата жидкой фазы и не прореагировавшего бензола, он разделяется в ректификационной колонне на смолы и алкилаты, являющиеся конечным продуктом.

Использование хлорида алюминия в качестве катализатора проводится и в реакциях ацилирования, заключающихся в присоединении ацильной группы путем замещения одного атома, или целой группы атомов углерода, азота или кислорода, результатом чего становится образование кетонов, амидов или же сложных эфиров. Методика ацилирования так же относится к реакциям, проходящим по механизму Фриделя-Крафтца, как и реакции алкилирования, и имеют много общего по методике извлечения и обработке синтезированного вещества.

Таким образом, хлорид алюминия применяется так же и в качестве катализатора на многих направлениях органического синтеза, в том числе направленного в основном на получение высокооктановых компонентов, входящих в состав бензина и моторного топлива.

Читайте также:

Применение хлорида алюминия кратко

Химическая структура

свойства

физическое

химическая

приложений

Риски: возможные последствия

рекомендации

Содержание

Свойства

Получение

Применение

Токсичность и безопасность

Свойства

Получение

Применение

Полезное

Смотреть что такое "Хлорид алюминия" в других словарях: