Хлорид алюминия

Шаблон:Изомеры Хлори́д алюми́ния (хло́ристый алюминий) — неорганическое соединение, соль алюминия и соляной кислоты, химическая формула $\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3$.

Свойства

В безводном виде — бесцветные кристаллы, дымящие из-за гидролиза во влажном воздухе, выделяя HClШаблон:Sfn. При обычном давлении возгоняется при 183 °C (под давлением плавится при Шаблон:Nobr

В воде хорошо растворим Шаблон:Nobr в Шаблон:Nobr воды при Шаблон:Nobr Из водных растворов выпадает в виде кристаллогидрата состава $\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3\cdot 6\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$ — желтовато-белые расплывающиеся на воздухе кристаллы. Хорошо растворим во многих органических соединениях (в этаноле — Шаблон:Nobr в Шаблон:Nobr спирта при Шаблон:Nobr в ацетоне, 1,2-дихлорэтане, этиленгликоле, нитробензоле, тетрахлоруглероде и др.); практически не растворяется в бензоле и толуоле.

Быстро гидролизуется в горячей воде:

$\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\stackrel{100{\phantom{A}}^{\mathrm{o}}\mathrm{C}}{\to }\mathrm{A}\mathrm{l}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_3\downarrow +3\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\uparrow$.

Реагирует со щелочами, с разбавленной щёлочью:

$\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}⟶\mathrm{A}\mathrm{l}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_3\downarrow +3\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l},$

с концентрированной щёлочью:

$\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+4\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}⟶\mathrm{N}\mathrm{a}[\mathrm{A}\mathrm{l}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_4]+3\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}$.

Ионный обмен с выпадением в осадок нераcтворимой соли алюминия:

$\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_3\mathrm{P}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4⟶\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{P}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4\downarrow +3\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}$.

Восстановление до металлического алюминия более активными металлами:

$3\mathrm{M}\mathrm{g}+2\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3⟶3\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{A}\mathrm{l}$.

Получение

Важнейший способ получения хлорида алюминия в промышленности — действием смеси хлора $\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2$ и монооксида углерода $\mathrm{C}\mathrm{O}$ на обезвоженный каолин или боксит в шахтных печахШаблон:Sfn:

$\mathrm{A}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{C}\mathrm{O}+3\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow$.

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

$\mathrm{B}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{P}\stackrel{900{\phantom{A}}^{\mathrm{o}}\mathrm{C}}{\to }\mathrm{B}\mathrm{P}+\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3$.

Также известны и другие способы получения хлорида алюминия:

$\mathrm{A}\mathrm{l}+\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3⟶\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+\mathrm{F}\mathrm{e};$

$\mathrm{A}\mathrm{l}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_3+3\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}⟶\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O};$

$3\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{A}\mathrm{l}⟶2\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{C}\mathrm{u};$

$2\mathrm{A}\mathrm{l}+6\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}⟶2\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\uparrow$.

Применение

Схема алкилирования бензола по реакции Фиделя – Крафтса с использованием хлорида алюминия в качестве катализатора

Безводный хлорид алюминия образует аддукты со многими неорганическими веществами, (например, с аммиаком $\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3,$ сероводородом $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S},$ диоксидом серы $\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$) и органическими (с хлорангидридами кислот, простыми эфирами и другими веществами), с чем связано важнейшее техническое применение хлорида алюминия как катализатор при переработке нефти и при органических синтезах (например, в реакции Фриделя — Крафтса)Шаблон:Sfn.

Хлорид алюминия и его растворы используются при очистке сточных вод, обработке древесины, производстве антиперспирантов, ионных жидкостей и другоеШаблон:Sfn.

Токсичность и безопасность

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

Литература

• Шаблон:ХЭ