АЛЮМИНИЙ ХЛОРИСТЫЙ (АЛЮМИНИЙ ХЛОРИД)
Aluminium chloratum
| Aluminium chloride
| Aluminiumchlorid
|
AlCl3 Мол. в. 133,34
AlCl3·6H2O Мол. в. 241,43
Свойства
Безводный реактив представляет собой бесцветные прозрачные пластинчатые кристаллы гексагональной системы. Пл. 2,44 г/см3. Реактив растворим в воде (с образованием AlCl3·6H2O), этиловом спирте и диэтиловом эфире с выделением значительного количества тепла. Т. пл. 192,6 °С при 2,5 бар. При атмосферном давлении возгоняется, не плавясь, при 179,7 °С. При кристаллизации расплавленного AlCl3 наблюдается необыкновенно резкое уменьшение объема (почти вдвое) и падение электропроводности почти до нуля. На воздухе поглощает влагу, частично гидролизуясь и выделяя HCl.
Кристаллогидрат хлористого алюминия - белый кристаллический сильно гигроскопичный порошок, пл. 2,398-2,440 г/см3. Хорошо растворим в воде. При нагревании разлагается с выделением H2O и HCl.
Приготовление безводного AlCl3
1. Препарат с содержанием AlCl 3 выше 99% можно получить из алюминия и хлора *1.
Работу следует проводить под тягой.
В трехгорлую круглодонную колбу 1 (рис. 4) из термостойкого стекла помещают слой стеклянной ваты высотой 2-3 см, остальную часть колбы заполняют алюминиевыми стружками (вместо алюминия можно применять его сплавы, например дюраль). Колбу нагревают до 100-200 °С и пускают ток сухого хлора через газоподводящую фарфоровую трубку. Реакция сопровождается сильным раскаливанием алюминия. Возгоняющийся AlCl3 поступает через насадку 5 в колбу-приемник 2, на отвод которого надевают хлоркальциевую трубку. Во избежание закупорки насадку обогревают до 200 °С и теплоизолируют асбестом. Кроме того, время от времени насадку прочищают при помощи стеклянной палочки 4. Несмотря на эти предосторожности, насадка может забиться возгоном AlCl3 и в приборе может возникнуть повышенное давление. Поэтому необходимо на линии подвода хлора установить гидравлический затвор.
Иногда в результате сильного разогревания реакционной смеси колба лопается; однако установка может работать даже при небольшой трещине в колбе. Пробки реактора делают из асбестового волокна.
Препарат получается в виде светло-желтой массы, содержащей 99,3% AlCl3. Готовый препарат тотчас же переносят в сухую горячую банку и плотно закрывают резиновой пробкой. Еще лучше хранить AlCl3 в запаянных ампулах.
2. Иногда бывает необходимо очистить технический AlCl 3 от примеси FeCl 3. Надежным методом *2 очистки является нагревание продукта с металлическим алюминием в запаянной трубке при 200 °С с последующей возгонкой препарата. При этом FeCl 3 восстанавливается до Fe:
FeCl3 + Al = AlCl3 + Fe
Работу следует вести осторожно, применяя защитный экран из органического стекла, так как запаянные трубки могут разорваться. Препарат упаковывают и хранят, как указано в п. 1. Недостатком метода является его длительность.
Приготовление кристаллогидрата AlCl3·6H2O
1. Препарат можно получить действием соляной кислоты на Al(OH)3:
Al(OH)3 + 3HCl + 3H2O = AlCl3·6H2O
К раствору 750 мл соляной кислоты (пл. 1,19) в 200 мл воды, нагретому в фарфоровой чашке до 70 °С, добавляют при размешивании 260 г сухой гидроокиси алюминия и постепенно повышают температуру до 110-115 °С. При этом протекает бурная реакция и большая часть гидроокиси алюминия растворяется. Нагревание при этой температуре продолжают до тех пор, пока раствор не будет показывать нейтральную реакцию на конго красный. К полученному раствору добавляют 400 мл воды, дают отстояться, фильтруют и фильтрат упаривают на водяной или масляной бане до образования кристаллической кашицы. По охлаждении кристаллы отсасывают на воронке Бюхнера и промывают 2-3 раза небольшими порциями холодной воды.
Выход ~600 г. Полученный препарат обычно соответствует квалификации ч. или ч. д. а.
2. В лабораторных условиях перекристаллизацией удается получить препарат даже квалификации ос. ч. *3.
Растворяют 55 г AlCl3·6H2O (ч. д. а.) в 45-50 мл воды. Раствор упаривают при 90-100 °С и охлаждают. Выпавшие кристаллы отфильтровывают через лавсановую ткань, предварительно промытую соляной кислотой (ос. ч.), несколько раз промывают соляной кислотой (ос. ч.) при отсасывании на воронке Бюхнера (разряжение 70-80 мм рт. ст.) и сушат при 70-80 °С.
Содержание примесей Mg, Ca, Fe, Cu, Na, K, Ni, Cr, Pb, Mn в полученном препарате составляет порядка 10-5% и меньше. Столь высокая очистка достигается не способом выделения кристаллов AlCl3·6H2O, а промывкой соляной кислотой (ос. ч.).
*1Корошак В. В., Лебедев Н. Н., Федосеев С. Д. ЖОХ 1947, т. 17, №3, с. 581.
*2Корягова А. И., ЖОХ, 1939, т. 9, с. 1755; Об очистке AlCl3 электролизом см. Котов В. П., Константинов М. М., Казарновский И. А. ЖФХ, 1933, т. 4, №5, с. 745.
*3Наумова Т. Н., Быкова И. Г., Бученкова Т. С., ЖПХ, 1969, т. 42, №10, 2161.
 
| |