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氯化铝

氯化铝(aluminium chloride)化学式为AlCl3,是的化合物。氯化铝熔点、沸点都很低,且会升华,为共价化合物。熔化的氯化铝不易导电,和大多数含卤素离子的盐类(如氯化钠)不同。

AlCl3采取“YCl3”结构,为Al3+立方最密堆积层状结构,而AlBr3中Al3+却占Br最密堆积框架的相邻四面体间隙。熔融时AlCl3生成可挥发的二聚体Al2Cl6,含有两个三中心四电子氯桥键,更高温度下Al2Cl6二聚体则离解生成平面三角形AlCl3,与三氟化硼(BF3)结构类似。

氯化铝是无色透明晶体或白色而微带浅黄色的结晶性粉末。氯化铝的蒸气或溶于非极性溶剂中或处于熔融状态时,都以共价的二聚分子(Al2Cl6)形式存在。可溶于水和许多有机溶剂。水溶液呈酸性。芳烃存在下,氯化铝与铝混合可用于合成二(芳烃)金属配合物。例如,二苯铬就是通过特定金属卤化物经由Fischer-Hafner合成制备的。

氯化铝,化学式为AlCl3,是的氯化物。氯化铝熔点、沸点都很低,会升华,为共价化合物。熔化的氯化铝不易导电,与大多数含卤素离子的盐类(如氯化钠)不同。

AlCl3采取“YCl3”结构,为Al3+立方最密堆积层状结构,而AlBr3中Al3+却占Br最密堆积框架的相邻四面体间隙。熔融时AlCl3生成可挥发的二聚体Al2Cl6,含有两个三中心四电子氯桥键,更高温度下Al2Cl6二聚体则离解生成平面三角形AlCl3,与BF3结构类似。

氯化铝是无色透明晶体或白色而微带浅黄色的结晶性粉末。氯化铝的蒸气或溶于非极性溶剂中或处于熔融状态时,都以共价的二聚分子形式存在。可溶于水和许多有机溶剂。水溶液呈酸性。芳烃存在下,氯化铝与铝混合可用于合成二(芳烃)金属配合物。例如,二苯铬就是通过特定金属卤化物经由Fischer-Hafner合成制备的。

氯化铝,白色颗粒或粉末,有强盐酸气味,工业品呈淡黄色。易溶于水、醇、氯仿四氯化碳,微溶于。熔化的氯化铝不易导电,和大多数含卤素离子的盐类(如氯化钠)不同。氯化铝的水溶液完全解离,是良好的导电体。

无水氯化铝在178℃升华,它的蒸气是缔合的双分子。在空气中能吸收水分,一部分水解而放出氯化氢。

AlCl3采取“YCl3”结构,为Al立方最密堆积层状结构, 而AlBr3中Al却占Br最密堆积框架的相邻四面体间隙。熔融时AlCl3生成可挥发的二聚体(AlCl3)2,含有两个三中心四电子氯桥键,更高温度下(AlCl3)2二聚体则离解生成平面三角形AlCl3,与BF3结构类似。

氯化铝为无色透明晶体或白色而微带浅黄色的结晶性粉末。极易吸收水分并部分水解放出氯化氢而形成酸雾。易溶于水并强烈水解,溶液显酸性。也溶于乙醇和乙醚,同时放出大量的热。六水合氯化铝为无色斜方晶体,密度 2.398g/cm3,100℃时分解。

氯化铝是强路易斯酸, 可和路易斯碱作用产生化合物,甚至也可和二苯甲酮均三甲苯之类的弱路易斯碱作用。 若有氯离子存在,氯化铝会生成四氯合铝酸根离子(AlCl4-):

AlCl3(aq) + Cl-(aq) AlCl4-(aq)

在水中,氯化铝会部分水解,形成氯化氢气体或H3O+离子。其水溶液和其他含铝物质的溶液相同,含有水合铝离子,跟适当份量的氢氧化钠反应可生成氢氧化铝沉淀:

AlCl3(aq) + 3 NaOH(aq) =Al(OH)3(s) + 3NaCl(aq)

AlCl3(aq) + 3 H2O =AlO2-+ 3HCl + H3O+

Al2O3+3C+3Cl2=△=2AlCl3+3CO [2]

2Al+3Cl2=△=2AlCl3 [2]

AlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2O

氯化铝容易潮解,由于水合会放热,遇水可能会爆炸。它会部分水解,释放氯化氢或盐酸
  溶液呈酸性,这是由于铝离子部分水解造成的。
  [Al(H2O)6]3+ + H2O [Al(OH)(H2O)5]2+ + H3O+

1.氯化铝主要用在傅-克反应 中,例如以苯和光气为原料制备蒽醌,应用于染整工业中。 在广义的傅-克反应中,酰氯或卤代烷和芳香族物质的反应式如右:

2.苯及其衍生物在发生上述反应时,主产物是对位的异构物。相比较下,烷基化反应涉及的问题较多,不如酰基化反应应用广泛。无论是哪种反应,氯化铝和其他原料和仪器都必须是中等干燥的,少量的水有助于反应进行。

由于氯化铝可与反应产物配位,因此应用在傅克反应时,它的用量必须与反应物相同,而非“催化量”。反应后的氯化铝很难回收,会产生大量的腐蚀性废料。为了达到绿色化学的要求,化学家开始使用氟化钇氟化镝来替代氯化铝,减少污染。

氯化铝也常用来将醛基加在苯环上,如加特曼-科赫反应用一氧化碳、氯化氢氯化铝氯化亚铜为催化剂。

3.氯化铝在有机化学中有很广泛的应用。 它可以催化Ene反应,比如3-丁烯-2-酮(甲基乙烯基甲酮)与香芹酮加成:

4.AlCl3也常用在烃类聚合反应异构化反应中,重要的例子包括 工业上乙苯的生产。乙苯可用于进一步制备苯乙烯聚苯乙烯以及用作清洁剂十二烷基苯

芳烃存在下,氯化铝与铝混合可用于合成二(芳烃)金属配合物。例如,二苯铬就是通过特定金属卤化物经由Fischer-Hafner合成制备的。

低浓度的碱式氯化铝常是防汗药的成分之一,而多汗症患者在使用时浓度会高些(12-或更高)。

5.用作有机合成的催化剂,如石油裂解、合成染料、合成橡胶、合成洗涤剂、医药、香料等;

6.用于制造农药、有机铝化合物、酞菁系有机颜料用催化剂、乙基苯制造用催化剂;

7.用于金属冶炼、润滑油合成;

8.食品级产品用作膨松剂、清酒等防变色剂及果胶的絮凝剂;

9.用作分析试剂、防腐剂、媒染剂。

实验室制法

实验室用铝和盐酸在常温条件下制备(2Al+ 6HCl == 2AlCl3 + 3H2↑)。在加热条件下可以加速制备。

若用结晶氯化铝制备无水氯化铝,由于其极易水解,需在氯化氢氛围下加热使其失去结晶水,或用亚硫酰氯脱水剂处理。 [3]

工业制法

工业上在常温条件下用碳氯化法制取(Al2O3 + 3C + 3Cl2 =△= 2AlCl3 + 3CO)。

在常温条件下也可用氧化铝和四氯化碳反应制备(Al2O3 + 3CCl4 == 2AlCl3 + 3COCl2)。

无水氯化铝在石油工业中及其他某些有机合成反应中用作催化剂。

金属铝法:将铝锭放入密闭的氯化反应炉内,加热并通氯气进行氯化反应,生成的氯化铝升华进入捕集器,经捕集,即制得氯化铝成品;

化学反应式:2Al + 3Cl2 =点燃= 2AlCl3

2.铝氧粉法:将一定粒度的工业氧化铝与石油焦按一定比例投入焙烧炉内混合均匀,由炉底通入空气进行焙烧。焙烧后的物料进入氯化炉,炉中通入氯气和氧气,铝氧粉在还原剂炭的存在下与氯反应。生成的气相产物经预冷、净化去捕集器,制得氯化铝成品。尾气经氢氧化钠或亚硫酸钠溶液吸收处理后排空;

3.熔融法:将金属铝加热熔融后通入无水氯化氢,而制得。

无水氯化铝会和剧烈反应,因此需妥善处理。 含结晶水的氯化铝较无此问题。

如果吸入无水氯化铝或接触眼睛和皮肤会造成刺激。

侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。

健康危害

吸入高浓度氯化铝可刺激上呼吸道产生支气管炎,并且对皮肤、粘膜有刺激作用,个别人可引起支气管哮喘。误服量大时,可引起口腔糜烂、胃炎、胃出血和粘膜坏死。

慢性作用:长期接触可引起头痛、头晕、食欲减退、咳嗽、鼻塞、胸痛等症状。

急性毒性:LD503730mg/kg(大鼠经口);危险特性:遇水反应发热放出有毒的腐蚀性气体;燃烧(分解)产物:氯化物氧化铝

安全术语

S26不慎与眼睛接触后,请立即用大量清水冲洗并征求医生意见。

S45若发生事故或感不适,立即就医(可能的话,出示其标签)。

S36/37/39穿戴适当的防护服、手套和护目镜或面具。

安全措施

眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。

防护服:穿工作服(防腐材料制作)。

手防护:戴橡皮手套。

皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用大量流动清水彻底冲洗。

误食入:患者清醒时立即漱口,给饮牛奶或蛋清。立即就医。

防护措施 呼吸系统防护:可能接触其粉尘时,应该佩带防尘口罩。必要时佩带防毒面具。

灭火方法:干粉、砂土。禁止用水。

其它:工作后,淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服,洗后再用。保持良好的卫生习惯。

泄漏应急处理

隔离泄漏污染区,周围设警告标志,建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿化学防护服。不要直接接触泄漏物,勿使泄漏物与可燃物质(木材、纸、油等)接触,用清洁的铲子收集于密闭容器中作好标记,等待处理。如果大量泄漏,最好不用水处理,在技术人员指导下清除。

急救措施

皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用大量流动清水彻底冲洗。
  眼睛接触:立即提起眼睑,用流动清水冲洗10分钟或用2-碳酸氢钠溶液冲洗。
  吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。注意保暖,保持呼吸道通畅。必要时进行人工呼吸。就医。
  食入:患者清醒时立即漱口,给饮牛奶或蛋清。立即就医。
  灭火方法:干粉、砂土。禁止用水。

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