Zinkchlorid

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Zinkchlorid
Allgemeines
Systematischer Name	Zinkchlorid
Andere Namen	Zink (II) -chlorid, Zinkdichlorid, Zinkbutter
Summenformel	ZnCl2
Molmasse	136,29 g / mol
Aussehen	Weißer kristalliner Feststoff.
CAS-Nummer
Eigenschaften
Dichte und Phase	2,907 g / cm³, fest
Löslichkeit in Wasser	432 g / 100 ml (25 ° C)
in Ethanol	100 g / 100 ml (12,5 ° C)
in Aceton, Diethylether	löslich
Schmelzpunkt	275 ° C (548 K)
Siedepunkt	756 ° C (1029 K)
Struktur
Koordination Geometrie	Tetraedrisch, 4-koordiniert, linear in der Gasphase.
Kristallstruktur	Vier bekannte Formen Hexagonal dicht gepackt (δ) ist die einzige stabile Form , wenn sie wasserfrei ist.
Dipolmoment	? D
Gefahren
Sicherheitsdatenblatt	Externes Sicherheitsdatenblatt
EU-Klassifizierung	Reizend (I), Ätzend (C).
NFPA 704
R-Phrasen	R34, R50, R53
S-Phrasen	S7 / 8 , S28, S45, S60, S61
RTECS-Nummer	ZH1400000
Ergänzende Datenseite
Struktur und Eigenschaften	n, εr usw.
Thermodynamische Daten	Phasenverhalten Feststoff, Flüssigkeit, Gas
Spektraldaten	UV, IR, NMR, MS
Verwandte Verbindungen
Andere Anionen	Zinkfluorid, Zinkbromid, Zinkiodid
Andere Kationen	Kupfer (II) -chlorid, Cadmium ch Lorid
Sofern nicht anders angegeben, werden Daten für Materialien in ihrem Standardzustand (bei 25 ° C, 100 kPa) angegeben. Haftungsausschluss und Verweise auf Infoboxen

Zinkchlorid ist der Name der chemischen Verbindung ZnCl2 oder ihrer Hydrate. Alle Zinkchloride sind farblos oder weiß und in Wasser gut löslich. ZnCl2 selbst ist hygroskopisch und kann als zerfließend angesehen werden. Die Proben sollten daher vor Feuchtigkeitsquellen wie der Atmosphäre geschützt werden. Es sind vier kristalline Formen von ZnCl 2 und seinen Hydraten bekannt, obwohl die wasserfreie Form nur in der hexagonalen dicht gepackten Phase zu existieren scheint. Das schnelle Abkühlen von geschmolzenem ZnCl 2 bildet ein glasartiges Material. Konzentrierte wässrige Lösungen von Zinkchlorid haben die interessante Eigenschaft, Stärke, Seide und Cellulose aufzulösen. Daher können Lösungen von Zinkchloriden nicht durch Standardfilterpapiere filtriert werden.

Zinkchlorid findet breite Anwendung in der Textilverarbeitung, bei metallurgischen Flussmitteln und bei der chemischen Synthese.

Chemische Eigenschaften

ZnCl2 ist ein ionischer Feststoff, obwohl ein gewisser kovalenter Charakter durch seinen niedrigen Schmelzpunkt (275 ° C) angezeigt wird. Ein weiterer Beweis für die Kovalenz ist die hohe Löslichkeit in Lösungsmitteln wie Diethylether. ZnCl2 ist eine milde Lewis-Säure. In Übereinstimmung mit diesem Charakter haben wässrige Lösungen von ZnCl 2 einen pH-Wert um 4. Sie werden beim Erhitzen hydratisierter Formen zu einem Oxychlorid hydrolysiert. In wässriger Lösung ist Zinkchlorid eine nützliche Quelle für Zn 2+ für die Herstellung von andere Zinksalze, zum Beispiel Zinkcarbonat: ZnCl 2 (aq) + Na 2 CO 3 (aq) → ZnCO 3 (s) + 2 NaCl (aq)

Herstellung und Reinigung

Wasserfreies ZnCl 2 kann sein hergestellt aus Zink und Chlorwasserstoff. Zn + 2 HCl → ZnCl 2 + H 2 Hydratisierte Formen und wässrige Lösungen können leicht unter Verwendung von konzentrierter Salzsäure und Zn-Stücken hergestellt werden. Zinkoxid und Zinksulfid reagieren mit HCl ohne Bildung von Wasserstoff: ZnS (s) + 2 HCl (aq) → ZnCl 2 (aq) + H2S (l) Kommerzielle Proben von Zinkchlorid enthalten typischerweise Wasser und Zink Oxychlorid, das Haupthydrolyseprodukt. Solche Proben können wie folgt gereinigt werden: 100 g rohes ZnCl 2 werden in 800 ml wasserfreiem Dioxan in Gegenwart von Zinkmetallstaub zum Rückfluss erhitzt. Die Mischung wird heiß filtriert (um Zn zu entfernen), und dann wird das Filtrat abkühlen gelassen, um reines ZnCl 2 als weißen Niederschlag zu ergeben.Wasserfreie Proben können durch Sublimation in einem Chlorwasserstoffgasstrom und anschließendes Erhitzen auf 400 ° C in einem trockenen Stickstoffgasstrom gereinigt werden.

Verwendet

ZnCl2 wird als verwendet Flussmittel zum Löten wegen seiner Fähigkeit (wenn geschmolzen), Metalloxide aufzulösen. Typischerweise wurde dieses Flussmittel durch Auflösen von Zinkfolie in verdünnter Salzsäure hergestellt, bis die Flüssigkeit keinen Wasserstoff mehr entwickelte. Aus diesem Grund war ein solches Flussmittel als abgetötete Spirituosen bekannt. Aufgrund seiner korrosiven Natur ist es kein geeignetes Flussmittel für Situationen, in denen Rückstände nicht vollständig entfernt werden können, wie z. B. elektronische Arbeiten. Diese Eigenschaft führt auch zu seiner Verwendung bei der Herstellung von Magnesia-Zementen für Zahnfüllungen und bestimmte Mundwässer als Wirkstoff. ZnCl2 wurde auch als Brandschutzmittel zum Ätzen von Metallen verwendet und ist auch ein Hauptbestandteil in Textilauffrischungsmitteln wie Febreze. Im Labor findet Zinkchlorid breite Verwendung, hauptsächlich als mäßige Festigkeit Lewis-Säure. Es kann (A) die Fischer-Indolsynthese und auch (B) Friedel-Crafts-Acylierungsreaktionen mit aktivierten aromatischen Ringen katalysieren.

Bezogen auf letzteres ist die klassische Herstellung des Farbstoffs Fluorescein aus Phthalsäureanhydrid und Resorcin, die eine Friedel-Crafts-Acylierung beinhaltet. Diese Umwandlung wurde tatsächlich sogar unter Verwendung der im obigen Bild gezeigten feuchten ZnCl 2 -Probe erreicht.

Salzsäure allein reagiert schlecht mit primären Alkoholen und sekundären Alkoholen, aber eine Kombination von HCl mit ZnCl 2 (zusammen als „Lucas-Reagenz“ bekannt) ist zur Herstellung von Alkylchloriden wirksam. Typische Reaktionen werden bei 130 ° C durchgeführt. Diese Reaktion verläuft wahrscheinlich über einen SN2-Mechanismus mit primären Alkoholen, aber über den SN1-Weg mit sekundären Alkoholen.

Zinkchlorid aktiviert auch Benzyl- und Allylhalogenide zur Substitution durch schwache Nucleophile wie Alkene:

In ähnlicher Weise fördert ZnCl2 die selektive NaBH3CN-Reduktion von tertiärem Allyl oder Benzylhalogenide zu den entsprechenden Kohlenwasserstoffen.

Zinkchlorid ist auch ein nützliches Ausgangsreagenz für die Synthese vieler Organozinkreagenzien, wie sie bei der Palladium-katalysierten Negishi-Kupplung mit Arylhalogeniden oder Vinylhalogeniden verwendet werden. In solchen Fällen wird die Organozinkverbindung üblicherweise durch Transmetallierung aus einem Organolithium oder einem Grignard-Reagenz hergestellt, zum Beispiel:

Zinkenolate , hergestellt aus Alkalimetallenolaten und ZnCl 2, ermöglichen die Kontrolle der Stereochemie bei Aldolkondensationsreaktionen aufgrund der Chelatbildung am Zink. In dem unten gezeigten Beispiel wurde das Threo-Produkt gegenüber dem Erythro um einen Faktor von 5: 1 bevorzugt, wenn ZnCl 2 in DME / Ether verwendet wurde. Das Chelat ist stabiler, wenn die sperrige Phenylgruppe eher pseudoäquatorial als pseudoaxial ist, dh eher drei als erythro.

Vorsichtsmaßnahmen

Ätzend, reizend. Tragen Sie Handschuhe und eine Schutzbrille.