Zirconium(IV)-chlorid ist ein Chlorid des Zirconiums. Es ist ein weißes Pulver, welches an Luft rasch hydrolysiert. Es ist eine wichtige Verbindung, die zur Herstellung von Zirconium sowie anderen Zirconiumverbindungen dient.
| Kristallstruktur | ||||||||||
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| _ Zr4+ _ Cl− | ||||||||||
| Allgemeines | ||||||||||
| Name | Zirconium(IV)-chlorid | |||||||||
| Andere Namen |
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| Verhältnisformel | ZrCl4 | |||||||||
| Kurzbeschreibung | an Luft rauchendes weißes Pulver | |||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | ||||||||||
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| Eigenschaften | ||||||||||
| Molare Masse | 233,03 g·mol−1 | |||||||||
| Aggregatzustand | fest | |||||||||
| Dichte | 2,8 g·cm−3 | |||||||||
| Schmelzpunkt | 437 °C bei 25,3 bar | |||||||||
| Sublimationspunkt | 331 °C | |||||||||
| Dampfdruck | 1,3 hPa bei 190 °C | |||||||||
| Löslichkeit | Zersetzung in Wasser | |||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||
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| Toxikologische Daten | ||||||||||
| Thermodynamische Eigenschaften | ||||||||||
| ΔHf0 | −982 kJ·mol−1 | |||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. |
Gewinnung und Darstellung Bearbeiten
Zirconium(IV)-chlorid kann durch Carbochlorieren von Zirconiumdioxid gewonnen werden. Das Zirconiumoxid wird dazu mit Koks im Lichtbogen zu Zirconiumcarbonitrid (kohlenstoff- und stickstoffhaltiges Zirconium) und anschließend mit Chlor zu Zirconium(IV)-chlorid umgesetzt.
Ebenfalls möglich ist die Darstellung durch Chlorierung von Zirconium mit Chlor bei 650 °C oder mit Blei(II)-chlorid bei 500 °C.
Eine weitere Möglichkeit ist die Darstellung durch Umsetzung des Oxides mit gasförmigem Kohlenstofftetrachlorid (in einem Stickstoffstrom) bei 450 °C bis 500 °C:
Eigenschaften Bearbeiten
Physikalische Eigenschaften Bearbeiten
Zirconium(IV)-chlorid besitzt eine Polymerstruktur wie Hafnium(IV)-chlorid HfCl4. Seine Standardbildungsenthalpie beträgt −980,52 kJ/mol, seine molare Standardentropie 181,41 JK−1mol−1 und seine Wärmekapazität 125,38 JK−1mol−1.
Verwendung Bearbeiten
Zirconium(IV)-chlorid wird verwendet:
- zur Herstellung von Zirconiumverbindungen wie Zirconylchlorid ZrOCl2 und Zirconium-organischen Komplexverbindungen
- als Katalysator bei Friedel-Crafts-Reaktionen und Polymerisationen von Olefinen und Epoxiden.
- als Zwischenprodukt bei der Gewinnung von metallischem Zirconium nach dem Kroll-Verfahren
- Bei der Wiederaufarbeitung von abgebrannten Kernbrennstoff nach dem Halogen-Volatilitätsverfahren können die Zirconium-Hüllrohre chemisch durch Reaktion mit Chlor zu Zirconiumchlorid umgesetzt werden
Einzelnachweise Bearbeiten
- ↑ Eintrag zu Zirkonium(IV)-chlorid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 20. Januar 2022. (JavaScript erforderlich)
- ↑ Datenblatt Zirconium(IV)-chlorid bei Merck, abgerufen am 30. August 2007.
- ↑ W. S. Hummers et al.: Zirconium and hafnium tetrachlorides. In: J. C. Bailar, Jr. (Hrsg.): Inorganic Syntheses. Band 4. McGraw-Hill, Inc., 1953, S. 121–126 (englisch).
- D’Ans/Lax: Taschenbuch für Chemiker und Physiker, Band 1, Springer-Verlag 1967, S. 595.
- Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 1358.