Zirkonium(IV)chloride

	Zirkonium(IV)chloride
	Structuurformule en molecuulmodel
	Kristalstructuur van zirkonium(IV)chloride ; __ Zr4+ __ Cl−
	Algemeen
Molecuulformule; (uitleg)	ZrCl4
IUPAC-naam	zirkonium(IV)chloride
Andere namen	zirkoniumtetrachloride
Molmassa	233,04 g/mol
SMILES	Cl[Zr](Cl)(Cl)Cl
InChI	1S/4ClH.Zr/h4*1H;/q;;;;+4/p-4
CAS-nummer	10026-11-6
EG-nummer	233-058-2
	Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
H-zinnen	H302 - H314
EUH-zinnen	EUH014
P-zinnen	P280 - P305+P351+P338 - P310
Hygroscopisch?	ja
LD50 (ratten)	(oraal) 1690 mg/kg
	Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand	vast
Kleur	wit
Dichtheid	2,80 g/cm³
	Thermodynamische eigenschappen
Sos	181,41 J/mol·K
Cop,m	125,38 J/mol·K
	Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal	Scheikunde

Zirkonium(IV)chloride of zirkoniumtetrachloride is een chloride van zirkonium en bezit als brutoformule ZrCl₄. Het is een wit hygroscopisch kristallijn poeder dat snel hydrolyseert wanneer het aan de lucht wordt blootgesteld. De stof is van belang voor de productie van zuiver zirkonium en van andere zirkoniumverbindingen en wordt ook gebruikt als katalysator in organische reacties.

Synthese

Zirkonium(IV)chloride wordt bereid door zirkonium(IV)oxide te behandelen met cokes (koolstof) en chloorgas:

\mathrm {ZrO_{2}\ +2\ C+2\ Cl_{2}\ {\xrightarrow {\ \ 900^{\circ }C\ \ }}\ ZrCl_{4}\ +\ 2\ CO}

Zirkonium(IV)chloride kan ook bereid worden door de rechtstreekse chlorering van zirkonium met chloorgas bij 650 °C, of met lood(II)chloride bij 500 °C:

\mathrm {Zr\ +\ 2\ Cl_{2}\ \longrightarrow \ ZrCl_{4}}

\mathrm {Zr\ +\ 2\ PbCl_{2}\ \longrightarrow \ ZrCl_{4}\ +\ 2\ Pb}

Structuur

Net zoals het analoge hafnium(IV)chloride bezit ook zirkonium(IV)chloride een polymere structuur. Daarin neemt zirkonium een octaëdrische moleculaire geometrie aan. Bij toevoeging van lewisbasen worden deze polymere structuren afgebroken en treedt degradatie van het materiaal op.

In tegenstelling tot titanium(IV)chloride, dat een vloeistof is, is zirkonium(IV)chloride niet opzuiverbaar door destillatie.

Toepassingen

De reductie van zirkonium(IV)chloride levert metallisch zirkonium, dat een belangrijk materiaal is voor nucleaire reactoren.

Met behulp van chemical vapor deposition (CVD) kunnen dunne lagen van zirkoniumverbindingen op een substraat aangebracht worden. Voorbeelden zijn:

Zirkoniumdioxide (ZrO₂) met behulp van zirkonium(IV)chloride en water[1]
Zirkoniumcarbide (ZrC) met zirkonium(IV)chloride, methaan en waterstofgas als reductor.[2]

Zirkonium(IV)chloride is een katalysator voor organische reacties. Met zirkonium(IV)chloride (en andere zirkoniumverbindingen) kunnen stereoselectieve syntheses van chirale verbindingen doorgevoerd worden, en dit met goede tot zeer goede opbrengst.[3] Zirkonium(IV)chloride wordt ook gebruik als lewiszuur in Diels-Alder-reacties.[4]

Met zirkonium(IV)chloride kunnen diverse organometaalcomplexen van zirkonium gevormd worden.[5] Deze complexen zijn onder meer bruikbaar als katalysator voor polymerisatiereacties.[6]

Externe links

(en) Gegevens van Zirkonium(IV)chloride in de GESTIS-stoffendatabank van het Duitse Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) (JavaScript vereist)
(en) MSDS van zirkonium(IV)chloride

Bronnen, noten en/of referenties

(en) Michel Cassir, Fabrice Goubin, Cécile Bernay, Philippe Vernoux, Daniel Lincot. "Synthesis of ZrO₂ thin films by atomic layer deposition: growth kinetics, structural and electrical properties". Applied Surface Science, 5 juni 2002, vol. 193 nr. 1-4, pp. 120-128. DOI:10.1016/S0169-4332(02)00247-7
(en) Sun Wei, Hao Zheng Hua, Xiong Xiang. "Thermodynamic Analysis And Growth Of Zirconium Carbide By Chemical Vapor Deposition." Physics Procedia 2013, vol. 46, pp. 88-101. DOI:10.1016/j.phpro.2013.07.049
(en) Sylvie Goncalves, Marc Nicolas, Philippe Maillos, Rachid Baati. "Cationic cyclization of keto-epoxides mediated by zirconium(IV)tetrachloride: diastereoselective synthesis of cis-decalinols." Tetrahedron, oktober 2011, vol. 67 nr. 45, p. 8373. DOI:10.1016/j.tet.2011.08.050
(en) Masafumi Hirama, Yuji Kato, Chigusa Seki, Hiroto Nakano, Mitsuhiro Takeshita, Noriko Oshikiri, Masahiko Iyoda, Haruo Matsuyama. "An efficient synthesis of chiral isoquinuclidines by Diels–Alder reaction using Lewis acid catalyst." Tetrahedron, 18 september 2010, vol. 66 nr. 38, pp. 7618-7624. DOI:10.1016/j.tet.2010.07.026
(en) A. Clearfield, E.J. Malkiewich. "Complexes formed by the reaction of zirconium tetrachloride with amides." Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, april 1963, vol. 25 nr. 3, pp. 237-240. DOI:10.1016/0022-1902(63)80047-0
(en) Carlos Carone, Viviane de Lima, Fernanda Albuquerque, Paula Nunes, Cristóvão de Lemos, João H.Z. dos Santos, Griselda B. Galland, Fernanda C. Stedile, Sandra Einloft, Nara R. de S. Basso. "Zirconium alkoxide complexes as catalysts for ethylene polymerization." Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 2 februari 2004, vol. 208 nr. 1–2, pp. 285-290. DOI:10.1016/S1381-1169(03)00540-5

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[1] (en) Michel Cassir, Fabrice Goubin, Cécile Bernay, Philippe Vernoux, Daniel Lincot. "Synthesis of ZrO₂ thin films by atomic layer deposition: growth kinetics, structural and electrical properties". Applied Surface Science, 5 juni 2002, vol. 193 nr. 1-4, pp. 120-128. DOI:10.1016/S0169-4332(02)00247-7

[2] (en) Sun Wei, Hao Zheng Hua, Xiong Xiang. "Thermodynamic Analysis And Growth Of Zirconium Carbide By Chemical Vapor Deposition." Physics Procedia 2013, vol. 46, pp. 88-101. DOI:10.1016/j.phpro.2013.07.049

[3] (en) Sylvie Goncalves, Marc Nicolas, Philippe Maillos, Rachid Baati. "Cationic cyclization of keto-epoxides mediated by zirconium(IV)tetrachloride: diastereoselective synthesis of cis-decalinols." Tetrahedron, oktober 2011, vol. 67 nr. 45, p. 8373. DOI:10.1016/j.tet.2011.08.050

[4] (en) Masafumi Hirama, Yuji Kato, Chigusa Seki, Hiroto Nakano, Mitsuhiro Takeshita, Noriko Oshikiri, Masahiko Iyoda, Haruo Matsuyama. "An efficient synthesis of chiral isoquinuclidines by Diels–Alder reaction using Lewis acid catalyst." Tetrahedron, 18 september 2010, vol. 66 nr. 38, pp. 7618-7624. DOI:10.1016/j.tet.2010.07.026

[5] (en) A. Clearfield, E.J. Malkiewich. "Complexes formed by the reaction of zirconium tetrachloride with amides." Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, april 1963, vol. 25 nr. 3, pp. 237-240. DOI:10.1016/0022-1902(63)80047-0

[6] (en) Carlos Carone, Viviane de Lima, Fernanda Albuquerque, Paula Nunes, Cristóvão de Lemos, João H.Z. dos Santos, Griselda B. Galland, Fernanda C. Stedile, Sandra Einloft, Nara R. de S. Basso. "Zirconium alkoxide complexes as catalysts for ethylene polymerization." Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 2 februari 2004, vol. 208 nr. 1–2, pp. 285-290. DOI:10.1016/S1381-1169(03)00540-5