Clorur de zirconi(IV)

Archiu:Zirconium(IV) chloride.jpg

Clorur de zirconi(IV)

El clorur de zirconi(IV), també conegut com tetracloruro de zirconi, és un compost inorgànic de fòrmula ZrCl₄ utilisat en freqüència com un precursor d'atres composts de zirconi. És un blanc d'alt sòlit que fon hidroliza ràpidament en aire humit.

Estructura

A diferència molecular del tetracloruro de titani TiCl₄, sòlit ZrCl₄ adopta una estructura polimèrica en la que cada àtom de Zr està coordinat octaédricamente. Esta diferència en les estructures és responsable de la notable diferència en les seues propietats: TiCl₄ és destilable, pero ZrCl₄ és un sòlit en un alt punt de fusió. En l'estat sòlit, ZrCl₄ adopta una estructura llineal. La mateixa estructura polimèrica en forma de cinta adoptada pel tetracloruro d'hafni, HfCl₄. Este polímero es degrada fàcilment per tractament en bases de Lewis, que escindixen els enllaços Zr-Cl-Zr.

Forma cristals incoloros de monoclínic, els paràmetros de l'unitat A = 0,6361 nm, b = 0,7407 nm, C = 0,6256 nm, β = 109,3 °.

Síntesis

La reacció d'òxit de zirconi(IV) i clor en presència d'agents reductors, generalment carbono:

$\mathrm{Z}\mathrm{r}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{C}\stackrel{500-700^{o}C}{\to }\mathrm{Z}\mathrm{r}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

Un procés a escala de laboratori utilisa tetracloruro de carbono en lloc de carbono i clor:

$\mathrm{Z}\mathrm{r}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{4}}\stackrel{}{\to }\mathrm{Z}\mathrm{r}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}$

La reacció de clor i de zirconi en pols:

$\mathrm{Z}\mathrm{r}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\stackrel{200-400^{o}C}{\to }\mathrm{Z}\mathrm{r}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{4}}$

La reacció en clorur de plom(II):

$\mathrm{Z}\mathrm{r}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\stackrel{500^{o}C}{\to }\mathrm{Z}\mathrm{r}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{P}\mathrm{b}$

Reaccions d'ortosilicato de zirconi(IV) i clor en presència d'agents reductors:

$\mathrm{Z}\mathrm{r}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{C}\stackrel{850-1000^{o}C}{\to }\mathrm{Z}\mathrm{r}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{C}\mathrm{O}$

Descomposició d'òxit de dicloruro de zirconio per calfament:

$\mathrm{2}\mathrm{Z}\mathrm{r}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\stackrel{250^{o}C}{\to }\mathrm{Z}\mathrm{r}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{Z}\mathrm{r}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$