Хлорид алюминия

Не следует путать с хлоридом алюминия(I).

Хлори́д алюми́ния (хло́ристый алюминий) — неорганическое соединение, соль алюминия и соляной кислоты, химическая формула ${\displaystyle {\ce {AlCl3}}}$.

Хлорид алюминия
Общие
Систематическое наименование	трихлоралюмин, трихлоралюминий, алюминия трихлорид
Традиционные названия	хлористый алюминий
Хим. формула	AlCl₃
Физические свойства
Состояние	белые или бледно-желтые гигроскопичные твердые кристаллы
Молярная масса	(ангидрид) 133,34 г/моль (гексагидрат) 241,43
Плотность	(ангидрид) 2,48 г/см³ (гексагидрат) 1,3 г/см³
Термические свойства
Т. плав.	(ангидрид) 192,4 ℃
Т. кип.	(гексагидрат) 120 ℃
Химические свойства
Растворимость в воде	(0 °C) 43,9 г/100 мл (10  °C) 44,9 г/100 мл (20 °C) 45,8 г/100 мл (30 °C) 46,6 г/100 мл (40 °C) 47,3 г/100 мл (60 °C) 48,1 г/100 мл (80 °C) 48,6 г/100 мл (100 °C) 49 г/100 мл
Растворимость в остальных веществах	растворим в хлороводороде, этиловом спирте, хлороформе слабо растворим в бензоле
Структура
Координационная геометрия	октаэдрическая (линейные) четырехгранная (жидкость)
Кристаллическая структура	моноклинная сингония
Классификация
Номер CAS	7446-70-0
PubChem	24012 6451240
ChemSpider	22445
Номер EINECS	231-208-1
RTECS	BD0530000
ChEBI	30114
DrugBank	DBDB11081
Номер ООН	3264
SMILES
[Al](Cl)(Cl)Cl
InChI
InChI=1S/Al.3ClH/h;3*1H/q+3;;;/p-3
Безопасность
ЛД50	ангидрид крысы, перорально: 380 мг/кг гексагидрат крысы, орально: 3,311 г/кг
Токсичность	0 3 2 COR
Приводятся данные для стандартных условий (25 ℃, 100 кПа), если не указано иное.

Свойства

В безводном виде — бесцветные кристаллы, дымящие из-за 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 воды при 25 °C). Из водных растворов выпадает в виде кристаллогидрата состава ${\displaystyle {\ce {AlCl3.6 H2O}}}$ — 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.

Быстро гидролизуется в горячей воде:

${\displaystyle {\ce {AlCl3{}+ 3 H2O ->[100\ ^{{\ce {o}}}{\ce {C}}] Al(OH)3 v + 3 HCl ^}}}$.

Реагирует со щелочами, с разбавленной щёлочью:

${\displaystyle {\ce {AlCl3 + 3 NaOH -> Al(OH)3 v + 3 NaCl,}}}$

с концентрированной щёлочью:

${\displaystyle {\ce {AlCl3 + 4 NaOH -> Na[Al(OH)4] + 3 NaCl}}}$.

Ионный обмен с выпадением в осадок нераcтворимой соли алюминия:

${\displaystyle {\ce {AlCl3 + Na3PO4 -> AlPO4 v + 3 NaCl}}}$.

Восстановление до металлического алюминия более активными металлами:

${\displaystyle {\ce {3 Mg + 2 AlCl3 -> 3 MgCl2 + 2 Al}}}$.

Получение

Важнейший способ получения хлорида алюминия в промышленности — действием смеси хлора ${\displaystyle {\ce {Cl2}}}$ и монооксида углерода ${\displaystyle {\ce {CO}}}$ на обезвоженный каолин или боксит в шахтных печах^[1]:

${\displaystyle {\ce {Al2O3 + 3 CO + 3 Cl2 -> 2 AlCl3 + 3 CO2 ^}}}$.

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

${\displaystyle {\ce {BCl3 + AlP ->[900\ ^{{\ce {o}}}{\ce {C}}] BP + AlCl3}}}$.

Также известны и другие способы получения хлорида алюминия:

${\displaystyle {\ce {Al + FeCl3 -> AlCl3 + Fe;}}}$

${\displaystyle {\ce {Al(OH)3 + 3 HCl -> AlCl3 + 3 H2O;}}}$

${\displaystyle {\ce {3 CuCl2 + 2Al -> 2 AlCl3 + 3 Cu;}}}$

${\displaystyle {\ce {2 Al + 6 HCl -> 2 AlCl3 + 3 H2 ^}}}$.

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 ${\displaystyle {\ce {NH3,}}}$ сероводородом ${\displaystyle {\ce {H2S,}}}$ диоксидом серы ${\displaystyle {\ce {SO2}}}$) 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)^[1].

Хлорид алюминия и его растворы используются при очистке сточных вод, обработке древесины, производстве антиперспирантов, ионных жидкостей и другое^[1].

Токсичность и безопасность

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

Примечания

1. Данилов, 1988.

Литература

• Данилов В. П. Алюминия хлорид // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1: А — Дарзана. — С. 122. — 623 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-008-8.