Δομή χλωριούχου αλουμινίου

Το χλωριούχο αλουμίνιο είναι μια χημική ένωση αλουμινίου και χλωρίου. Σε έναν χημικό τύπο, απεικονίζεται ως AICI3. Σε υγρή ή λιωμένη μορφή, είναι κακός αγωγός του ηλεκτρισμού. Υπάρχει σε στερεές καταστάσεις σε στρώματα πλέγματος, σε αντίθεση με τα ιοντικά αλογονίδια όπως το χλωριούχο νάτριο.

Τα χλωρίδια του αλουμινίου είναι υγρά. Μπορούν να εκραγούν όταν αναμιχθούν με νερό. Τα χλωριούχα αλουμίνιο εκρήγνυνται όταν έρχονται σε επαφή με το νερό λόγω της υψηλής θερμότητας ενυδάτωσης. Το χλωριούχο αλουμίνιο παράγεται γενικά μέσω εξώθερμων αντιδράσεων χημικών στοιχείων όπως το αλουμίνιο και το χλώριο. Κατασκευάζεται σε τεράστιες ποσότητες για εμπορικές χρήσεις.

Χημική Δομή Χλωριούχου Αλουμινίου

Μελέτες απεικονίζουν ότι το χλωριούχο αλουμίνιο είναι μια ισχυρή μορφή του οξέος Lewis, καθιστώντας το ικανό να σχηματίζει σταθερά προϊόντα προσθήκης οξέος-βάσης. Ακόμα κι αν το χλωριούχο αλουμίνιο αποτελείται από μια αδύναμη βάση Lewis όπως το μεσιτυλένιο, μπορεί να σχηματίσει μια σταθερή βάση Lewis.

Τα ιόντα χλωρίου βοηθούν στο σχηματισμό του AICI4. Η επαφή με το νερό έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό διαφορετικών διαλυμάτων οξέος-βάσης. Σε υγρά, όπως το νερό, σχηματίζεται μερική υδρόλυση μέσω αερίων HCI ή H3O+.

Τα υδατικά διαλύματα στο νερό συμπεριφέρονται πανομοιότυπα με τα άλατα αλουμινίου, τα οποία περιέχουν ενυδατωμένα ιόντα AI3+. Παραδείγματα χλωριούχου αργιλίου θα περιλαμβάνουν την κατακρήμνιση του υδροξειδίου του αργιλίου που σχηματίζει πηκτωματοποίηση που αντιδρά μόνο σε ίσες ποσότητες υδροξειδίων του νατρίου. Ο χημικός τύπος για το χλωριούχο αλουμίνιο δίνεται παρακάτω: 

AICI3 (aq) + 3 Na OH (aq) → AI (OH)3 (s) + 3 NaCl (aq)

Οι χημικές ιδιότητες για το χλωριούχο αλουμίνιο αναφέρονται παρακάτω:

• Τα χλωρίδια του αλουμινίου δεν είναι εκρηκτικά ή εύφλεκτα 
• Είναι στερεά διαβρωτικών υλικών.
• Το λουβί οξύ στα χλωριούχα αλουμίνιο χρησιμοποιείται ως καταλύτης για βιομηχανικά προϊόντα.

Οι φυσικές ιδιότητες για τα χλωριούχα αλουμίνιο αναφέρονται παρακάτω:

• Δεν είναι καλός αγωγός ηλεκτρικής ενέργειας εάν είναι σε υγρή κατάσταση.
• Το χρώμα του χλωριούχου αλουμινίου είναι γενικά λευκό καθώς περιέχει μεγάλη ποσότητα τριχλωριούχου σιδήρου. Ωστόσο, γίνεται κίτρινο.
• Το χλωριούχο αλουμίνιο έχει χαμηλά σημεία τήξης και βρασμού.
• Τα χλωρίδια του αλουμινίου βρίσκονται σε λιωμένη κατάσταση μόνο σε θερμοκρασία 190 βαθμών Κελσίου. Η πίεση πρέπει να είναι στα 2,5 atm.

Χλωριούχο Αλουμίνιο για Εμπορική Χρήση

Τα χλωριούχα αλουμίνιο χρησιμοποιούνται στις αντιδράσεις Friedel-Crafts στις βιομηχανίες χρωστικών ουσιών. Στις βιομηχανίες βαφής, η ανθρακινόνη παρασκευάζεται από την αντίδραση Friedel-Craft. Το Friedel-Crafts αντιδρά με ακυλοχλωρίδια, τα οποία έχουν ως αποτέλεσμα αρωματικά συστήματα. Με τη χρήση βενζολίου, το τελικό προϊόν θα περιέχει παραϊσομερές. Τα αλκυλαλογονίδια αντιδρούν παρουσία ανύδρου χλωριούχου αργιλίου για να σχηματίσουν ομόλογα του βενζολίου, για τα οποία η χρήση βενζολίου για την αντίδραση Friedel-Crafts είναι συγκριτικά χαμηλή. Ως αποτέλεσμα, η αντίδραση ακυλοχλωριδίου προτιμάται κυρίως για αυτό.

Σε αντιδράσεις ακυλίου ή αλκυλίου, τα χλωριούχα αλουμίνια πρέπει να είναι στεγνά με πολύ λίγη υγρασία, η οποία δρα ως καταλύτης για τις αντιδράσεις. Ενδέχεται να προκύψουν προβλήματα εάν το χλωριούχο αλουμίνιο δεν υπάρχει σε στοιχειομετρική ποσότητα, καθώς θα αυξήσει την πολυπλοκότητα των προϊόντων.

Η πολύπλοκη αντίδραση θα οδηγήσει σε προβλήματα στην ανακύκλωση. Είναι απαραίτητο να καταστραφούν τα εναπομείναντα υπολείμματα καθώς δημιουργούν σημαντικά διαβρωτικά απόβλητα. Για να μειώσουν τα υπολείμματα ή τα διαβρωτικά απόβλητα, οι χημικοί ερευνούν περιβαλλοντικά καλοήθεις καταλύτες:υττέρβιο, τριφλικό και ανακυκλώσιμα προϊόντα.

Τα χλωριούχα αλουμίνιο μπορούν να εισαχθούν μέσα σε ομάδες αλδεΰδης σε αρωματικούς δακτυλίους. Για παράδειγμα, η χρήση της αντίδρασης Gatterman Koch στην επεξεργασία του βενζολίου με μονοξείδια του άνθρακα και υδροχλώριο παρουσία ανύδρου χλωριούχου αργιλίου.

Παρασκευή χλωριούχου αλουμινίου

Το χλωριούχο αλουμίνιο παράγεται σε μεγάλη κλίμακα από μια εξώθερμη αντίδραση χλωρίου ή υδροχλωρίου μαζί με μεταλλικό αλουμίνιο σε θερμοκρασίες που κυμαίνονται από 650°C έως 750°C (1.202°F έως 1.382°F). Το χλωριούχο αλουμίνιο μπορεί να δημιουργηθεί με συνδυασμό χλωριούχου χαλκού με μέταλλο αλουμινίου σε μία διαδικασία μετατόπισης.

Ως εκ τούτου, το χλωριούχο αλουμίνιο μπορεί να παραχθεί μέσω:

• Εξώθερμες αντιδράσεις σε αλουμίνιο και χλώριο 
• Αντιδράσεις μετάλλου αλουμινίου και χλωριούχων υδρογόνου

Χρήσεις χλωριούχων αλουμινίου 

Τα χλωριούχα αλουμίνιο χρησιμοποιούνται ευρέως σε:

• Παραγωγή φυτοφαρμάκων και άλλων φαρμακευτικών προϊόντων.
• Κατασκευή καουτσούκ, λιπαντικών, χρωμάτων και άλλων προϊόντων.
• Ελαφριές αντιδράσεις υδρογονανθράκων που βοηθούν στον πολυμερισμό και τον ισομερισμό.
• Ως ροή για την τήξη ορυκτών.
• Λόγω των χημικών ιδιοτήτων του, δρα ως καταλύτης για διαφορετικές αντιδράσεις χρησιμοποιώντας συνθετικά υλικά.
• Προετοιμασία ανθρακινόνης.
• Χλωρίδια αναμιγνύονται με ενώσεις αλουμινίου για τη σύνθεση του μεταλλικού συμπλέγματος.
•  Παράγετε δωδεκυλοβενζόλιο, το οποίο είναι συστατικό του απορρυπαντικού.

Συμπέρασμα 

Το χλωριούχο αλουμίνιο αποτελείται από συστατικά αλουμινίου και χλωρίου. Ο χημικός τύπος του είναι AlCl3. Γενικά σχηματίζεται μέσω εξώθερμων αντιδράσεων σε αλουμίνιο και χλώριο.

Η παρουσία τριχλωριούχου σιδήρου κάνει το χλωριούχο αλουμίνιο να φαίνεται λευκό ενώ γίνεται κίτρινο όταν έρχεται σε επαφή με οξείδια. Δεν είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού όταν βρίσκεται σε λιωμένη κατάσταση. Είναι διαλυτό σε νερό, χλωροφόρμιο, αιθανόλη, υδροχλώριο κ.λπ.