Chlorid chromitý
Šablona:Infobox Chemická sloučenina
Chlorid chromitý (chemický vzorec CrCl3) tvoří v bezvodém stavu červenofialové (broskvové) lesklé lístečky, které lze při červeném žáru v proudu chlóru přečišťovat sublimací. Bez přítomnosti chlóru dochází k částečnému rozkladu na chlorid chromnatý CrCl2 a chlór. Ve vodě a ethanolu se rozpouští velice omezeně a to i za varu. Rozpouští se ovšem, pokud je v kapalině přítomno aspoň malé množství chloridu chromnatého CrCl2 a to dokonce za uvolňování tepla (vzniká tmavozelený roztok hexahydrátu). Rozpustnější je dále i bez přidání CrCl2 v methanolu, diethyletheru a acetonu. Má nasládlou chuť. Hydráty mají složitější komplexní povahu a jejich struktura je podrobněji popsána níže.
Hydráty chloridu chromitého
Z vodného roztoku krystaluje tmavozelený hexahydrát CrCl3 • 6 H2O, který má oktaedrické ligandové pole kolem centrálního atomu Cr3+. Srážecí reakcí s dusičnanem stříbrným AgNO3 se ovšem podle stechiometrické reakce srazí pouze jeden z přítomných chloridových aniontů, což znamená, že zbývající 2 musí být ve sloučenině vázány komplexně. Strukturně správný zápis vzorce vystihuje proto tvar [Cr(H2O)4Cl2]Cl • 2 H2O, systematicky se tato sloučenina potom nazývá dihydrát chloridu tetraaqua-dichloridochromitého. Kromě této sloučeniny, kterou lze považovat za hexahydrát chloridu chromitého, existují ovšem i její další 2 hydrátové izomery.
Existuje dále zelená sloučenina se vzorcem [Cr(H2O)5Cl]Cl2 • H2O (hydrát dichloridu pentaaqua-chloridochromitého) a šedomodrý [Cr(H2O)6]Cl3 (trichlorid hexaaquachromitý). Rozlišení těchto sloučenin od sebe se provádí již výše zmíněným srážením s dusičnanem stříbrným AgNO3 a podle množství sraženého chloridu stříbrného AgCl lze ze stechiometrické rovnice jednoduše vypočítat, o který z těchto hydrátů se jedná:
- [Cr(H2O)4Cl2]Cl + 3 AgNO3 → [Cr(H2O)4Cl2]NO3 + 2 AgNO3 + AgCl↓
- [Cr(H2O)5Cl]Cl2 + 3 AgNO3 → [Cr(H2O)5Cl](NO3)2 + AgNO3 + 2 AgCl↓
- [Cr(H2O)6]Cl3 + 3 AgNO3 → [Cr(H2O)6](NO3)3 + 3 AgCl↓
Pokud se nechá chlorid chromitý krystalovat z roztoků ochlazovaných pod 6 °C, tak z nich krystaluje v podobě dekahydrátu CrCl3 • 10 H2O.
Příprava
V bezvodém stavu lze chlorid chromitý připravit vedením suchého chlóru přes kovový chrom zahřátý do červeného žáru. Jedná se sice o exotermickou reakci, ta ovšem neprodukuje tolik tepla, aby se následně sama udržela v chodu:
- 2 Cr + 3 Cl2 → 2 CrCl3
Dalším způsobem přípravy je vedení suchého chlóru přes směs oxidu chromitého Cr2O3 a uhlí zahřátých k žáru:
- Cr2O3 + 3 C + 3 Cl2 → 2 CrCl3 + 3 CO
Další možností je zahřívání oxidu chromitého Cr2O3 s chloridem uhličitým CCl4 nebo chloridem sirným S2Cl2:
- Cr2O3 + 3 CCl4 → 2 CrCl3 + COCl2
- 2 Cr2O3 + 6 S2Cl2 + 9 O2 → 4 CrCl3 + 12 SO2
Reakce a použití
Bezvodý chlorid chromitý reaguje s jinými sloučeninami za vzniku dalších chromitých sloučenin. Žíháním na vzduchu přechází v zelený oxid chromitý. Působením sirovodíku H2S, amoniaku NH3 nebo fosfanu PH3 za žáru ho lze převést na sloučeniny s příslušným aniontem.
- 4 CrCl3 + 3 O2 → 2Cr2O3 + 6 Cl2
- 2 CrCl3 + 3 H2S → Cr2S3 + 6 HCl
- CrCl3 + NH3 → CrN + 3 HCl
- CrCl3 + PH3 → CrP + 3 HCl
Chlorid chromitý je Lewisova kyselina, která patří tzv. tvrdé kyseliny a tvoří velmi často sloučeniny typu [CrCl3L3], kde L je Lewisova báze. Například reakcí s pyridinem C5H5N vzniká adukt:
- CrCl3 + 3 C5H5N → [CrCl3(C5H5N)3]
S roztavenými chloridy alkalických kovů, jako například chloridem draselným KCl, dává chlorid chromitý oktaedrické komplexy typu K3[CrCl6] nebo při větším množství CrCl3 K3[Cr2Cl9] , který je rovněž oktaedrický, ale ve kterém jsou 2 atomy chromu spojeny přes 3 atomy chloru můstkovou vazbou. Chlorid chromitý se používá jako prekurzor pro velké množství sloučenin, například bis(benzen)chrom, analog ferrocenu:
Jedno z použití chloridu chromitého v organické syntéze je jeho redukce na chlorid chromnatý CrCl2 přímo v reakční směsi a používá se jako činidlo na (A) redukci alkyl halogenidů a (B) syntéza (trans)-alkenyl halogenidů. Reakce se obvykle provádí pomocí dvou molů CrCl3 na mol tetrahydridohlinitanu lithného Li[AlH4], i když v případě vodného roztoku stačí zinek a kyselina chlorovodíková.
Chlorid chromitý se jako Lewisova kyselina rovněž využívá ke katalýze nitroso Diels-Alderových reakcí.
Reference
- V tomto článku byl použit překlad textu z článku Chromium(III) chloride na anglické Wikipedii.
Literatura
- VOHLÍDAL, JIŘÍ; ŠTULÍK, KAREL; JULÁK, ALOIS. Chemické a analytické tabulky. 1. vyd. Praha: Grada Publishing, 1999. ISBN 80-7169-855-5.
- Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 2. díl, 1. vydání 1961