Παρασκευή Χλωριούχου Αλουμινίου
Το άνυδρο χλωριούχο αργίλιο, συχνά γνωστό ως AlCl3, είναι ένα άοσμο, λευκό ή κίτρινο κρυσταλλικό υλικό που αντιδρά γρήγορα με το νερό και παράγει υδροχλώριο ή αέριο HCl. Το AlCl3 θα εξαχνωθεί επίσης γρήγορα για να σχηματίσει αέριο υδροχλώριο γύρω στους 178 βαθμούς Κελσίου. Το στερεό προϊόν και το αέριο υποπροϊόν είναι εξαιρετικά επιβλαβή για τα μάτια, το δέρμα και τους βλεννογόνους. Παρόλο που το AlCl3 δεν είναι εύφλεκτο, δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται τυπικοί πυροσβεστήρες ABC ή BC.
Αυτή η εργασία θα συζητήσει τον σχηματισμό του χλωριούχου αλουμινίου και θα καλύψει τις βασικές λεπτομέρειες σχετικά με την Παρασκευή χλωριούχου αλουμινίου και τη χρήση του με παραδείγματα.
Χλωριούχο Αλουμίνιο
Χλωριούχο αργίλιο (AlCl3 ) αναφέρεται σε μια χημική ένωση που ονομάζεται AlCl3 (H2 O) n , όπου n =0 ή 6. Αποτελούνται από μόρια αλουμινίου και χλωρίου σε αναλογία 1:3 και μια έκδοση περιέχει επίσης έξι υγρά ενυδάτωσης. Και τα δύο είναι λευκά στερεά, αλλά τα δείγματα συχνά μολύνονται από χλωριούχο σίδηρο, που τα κάνει να κιτρινίζουν.
Εμπορικά, το άνυδρο υλικό είναι σημαντικό. Αυτό έχει χαμηλό σημείο τήξης και υψηλό σημείο βρασμού. Κατασκευάζεται κυρίως και χρησιμοποιείται στην κατασκευή μετάλλου αλουμινίου, αν και χρησιμοποιείται επίσης ευρέως σε άλλους τομείς των βιομηχανιών χημικών διεργασιών. Αυτή η χημική ουσία αναφέρεται κυρίως ως «οξύ Lewis». Αυτό είναι ένα παράδειγμα τεχνητής χημικής ουσίας που, σε χαμηλές θερμοκρασίες, μετατρέπεται αναστρέψιμα από πολυμερή σε μονομερή.
Παράγοντες όπως η θερμοκρασία και η κατάσταση, AlCl3 παίρνει μία από τις τρεις δομές:στερεό, υγρό και αέριο. Στερεό AlCl3 αποτελείται από «στρωματικά κυβικά στενά συσκευασμένα φύλλα». Τα κέντρα Al σε αυτό το πλαίσιο έχουν οκταεδρική γεωμετρία συντονισμού. Το χλωριούχο ύττριο, όπως πολλές άλλες ενώσεις, έχει την ίδια δομή. Όταν το τριχλωριούχο αλουμίνιο τήκεται, σχηματίζεται ως διμερές Al2 Cl6 , το οποίο περιέχει αλουμίνιο τετρασυντεταγμένων. Αυτή η δομική αλλαγή οφείλεται στον μειωμένο όγκο της υγρής φάσης σε σύγκριση με το στερεό τριχλωριούχο αργίλιο. Διμερή του Al2 Cl6 μπορεί επίσης να βρεθεί στη φάση ατμού. Σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες, το ‘Al2 Cl6 τα διμερή διαλύονται, σχηματίζοντας «τριγωνικό επίπεδο AlCl3 ', το οποίο είναι παρόμοιο με το BF3 . Ωστόσο, σε αντίθεση με τα αλογονίδια όπως το χλωριούχο νάτριο, το υγρό αγώγει ελάχιστα τον ηλεκτρισμό.
Παρασκευή χλωριούχου αλουμινίου
Το χλωριούχο αλουμίνιο είναι λευκό, αλλά τα δείγματα συχνά μολύνονται από τριχλωριούχο σίδηρο, που το κάνει κίτρινο. Τα σημεία τήξης και βρασμού του στερεού είναι και τα δύο χαμηλά. Κατασκευάζεται και χρησιμοποιείται κυρίως στην κατασκευή μετάλλου αλουμινίου, αν και χρησιμοποιείται επίσης ευρέως σε άλλους τομείς της χημικής βιομηχανίας. Αυτή η χημική ουσία αναφέρεται συχνά ως «οξύ Lewis». Η πιο πρακτική εφαρμογή του στη χημική βιομηχανία είναι ως καταλύτης.
Όταν το αλουμίνιο αντιδρά με το χλώριο, σχηματίζεται χλωριούχο αλουμίνιο. Η χημική εξίσωση της αντίδρασης είναι η εξής:
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
Το χλωριούχο αλουμίνιο παράγεται σε μεγάλη κλίμακα μέσω της «εξώθερμης αντίδρασης» του μετάλλου αλουμινίου με υδροχλώριο ή χλώριο σε θερμοκρασίες που κυμαίνονται από «650° C έως 750° C".
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + H2
Το χλωριούχο αλουμίνιο μπορεί να δημιουργηθεί συνδυάζοντας χλωριούχο χαλκό με μέταλλο αλουμίνιο σε μία αντίδραση μετατόπισης.
2Al + 3CuCl2 → 2AlCl3 + 3 Cu
Χρήση χλωριούχου αλουμινίου
Το 1825, ο Hans Oersted παρήγαγε μεταλλικό αλουμίνιο θερμαίνοντας χλωριούχο αλουμίνιο με στοιχειακό κάλιο. Το κολλοειδές υδροξείδιο του αργιλίου δημιουργείται όταν το θειικό αλουμίνιο και ο ασβέστης αναμιγνύονται με νερό και μπορεί να συγκεντρώσει και να εξαλείψει τα υδατογενή οργανικά απόβλητα. Αυτή η μέθοδος διαύγασης νερού χρησιμοποιείται ευρέως. Πρόσθετα που περιέχουν Al υπάρχουν επίσης σε ένα ευρύ φάσμα τροφίμων. Χρησιμοποιούνται ως γαλακτωματοποιητές στην παρασκευή επεξεργασμένου τυριού, μπέικιν πάουντερ, ως συστατικά με τραγανή υφή στα τουρσιά και σε αδιάφορους χρωματισμούς τροφίμων. Ενώσεις που περιέχουν αλουμίνιο μπορούν επίσης να βρεθούν στα καλλυντικά. Τα επίπεδα μετάλλων στα εμπορικά μείγματα «βρεφικής φόρμουλας» μπορεί να είναι σημαντικά.
Το χλωριούχο αλουμίνιο χρησιμοποιείται κυρίως στην κατασκευή και τις βιομηχανίες. Πρώτα και κυρίως, χρησιμοποιείται στην κατασκευή αλουμινίου, στη μεταλλουργία και ως συστατικό στην τήξη αλουμινίου. Χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή πετροχημικών όπως το αιθυλοβενζόλιο και το αλκυλοβενζόλιο. Το χλωριούχο αλουμίνιο απαιτείται ως συστατικό σε ορισμένα φάρμακα. Χρησιμοποιείται επίσης για την κατασκευή συνθετικού καουτσούκ, χρωμάτων, συντηρητικών ξύλου, λιπαντικών και ορισμένων οργανικών ενώσεων. Αυτή είναι μια ουσία πολλαπλών χρήσεων.
Μέτρα ασφαλείας στο Χλωριούχο Αλουμίνιο
Το χλωριούχο αλουμίνιο μπορεί να είναι τοξικό για τους ανθρώπους, ειδικά στην «άνυδρη μορφή» του. Είναι πολύ διαβρωτικό και επομένως μπορεί να προκαλέσει σημαντική βλάβη εάν εισπνευστεί, καταποθεί ή έρθει σε επαφή με το δέρμα. Η εισπνοή μπορεί να προκαλέσει σοβαρό θόρυβο και δυσκολία στην αναπνοή, ερεθισμό του λαιμού, ναυτία, πονοκέφαλο και έμετο. Εάν εισέλθει στα μάτια, μπορεί να προκαλέσει σοβαρή ενόχληση στα μάτια και ίσως μη αναστρέψιμη βλάβη. Η επαφή με το δέρμα μπορεί να προκαλέσει σημαντική ευερεθιστότητα ή εγκαύματα. Η κατάποση μπορεί να προκαλέσει μακροχρόνια ασθένεια.
Το χλωριούχο αλουμίνιο συνήθως απαντάται μόνο σε εργαστηριακό ή βιομηχανικό πλαίσιο. Σε αυτές τις περιπτώσεις, οι διαχειριστές εγκαταστάσεων πρέπει να διασφαλίζουν ότι τα άτομα δεν εκτίθενται. Όταν το πιτσίλισμα είναι κίνδυνος, αναπνευστική προστασία και επαρκής αερισμός, γάντια PVC ανθεκτικά στις χημικές ουσίες, ασπίδες προσώπου, προστατευτικά γυαλιά χημικής προστασίας, μπότες, ποδιές PVC κ.λπ. Ως προφύλαξη, η διοίκηση πρέπει να παρέχει λουτρά απολύμανσης και σταθμούς πλύσης ματιών.
Συμπέρασμα
Το άνυδρο χλωριούχο αλουμίνιο είναι ένα ισχυρό οξύ Lewis που μπορεί να δημιουργήσει μια χροιά με βάση το οξύ Lewis με ακόμη και αδύναμες βάσεις Lewis όπως η βενζοφαινόνη και το μεσιτιλένιο. Με την προσθήκη ιόντων χλωρίου, παράγει τετραχλωροαργιλικό (AlCl4). Στο τετραϋδροφουράνιο, το χλωριούχο αλουμίνιο αλληλεπιδρά με τα υδρίδια μαγνησίου και ασβεστίου για να δημιουργήσει τετραϋδριδοαργιλικό άλας. Αν και μπορεί να είναι επικίνδυνο για τον άνθρωπο στην ακατέργαστη μορφή του, βεβαιωθείτε ότι καταλαβαίνετε πώς να υπερασπιστείτε τον εαυτό σας εάν πρέπει να το χρησιμοποιήσετε.
