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    氯化鋅

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    氯化鋅

    IUPAC
    氯化鋅

    別名

    氯化鋅(II)、二氯化鋅

    識別

    CAS

    7646-85-7

    RTECS

    ZH1400000

    性質

    化學式

    ZnCl2

    摩爾質量

    136.315 g·mol?1

    外觀

    白色晶體

    密度

    2.907 g/cm3

    熔點

    275 °C (548 K)

    沸點

    756 °C (1029 K)

    溶解度

    432 g/100 mL (25 °C)

    結構

    晶體結構

    有四種已知的結構,六方密堆積是無水狀態下唯一穩定的結構

    配位幾何

    四面體,氣態時為直線型

    危險性

    歐盟危險性符號

    刺激性刺激性 Xi

    腐蝕性性 C

    警示術語

    R34-50-53

    安全術語

    S7/8-28-45-60-61

    MSDS

    英文MSDS

    相關物質

    其他陰離子

    氟化鋅、溴化鋅、碘化鋅

    其他陽離子

    氯化銅、氯化鎘

    若非注明,所有數據來自25 °C,100 kPa。

    氯化鋅ZnCl2)是化合物,該名稱亦用來稱呼它的水合物。無色或白色,有極強的水溶性和吸濕性,甚至會潮解,應在干燥處密封儲存,避免與空氣中的水蒸氣接觸。

    在紡織加工、焊接、化學合成等方面,氯化鋅有著廣泛應用。

    目錄

    • 結構和物性
    • 制備與提純
    • 用途
      • 3.1 紡織加工方面
      • 3.2 焊接方面
      • 3.3 化學合成方面
    • 安全事項
    • 參考
    • 外部鏈接

     結構和物性

    氯化鋅是一種離子化合物,有同質多晶現象,目前已發現四種晶體結構。但純氯化鋅只能形成δ型(六方密堆積),即在晶體中,每個鋅離子被4個氯離子成正四面體狀包圍。[1] 將它熔融后再冷卻可以得到玻璃狀的物質。

    氯化鋅還顯示出共價化合物的特性,如熔點(275 °C)、易溶于乙醚溶劑形成形如ZnCl2L2(其中L代表溶劑分子)的加合物。氯化鋅的濃水溶液(質量分數高于64%)有能夠溶解淀粉、纖維素的特殊性質,所以不能使用普通的濾紙來進行過濾。它屬于路易斯酸,強度中等,稀水溶液的pH值在4左右,6 mol/L的濃水溶液pH=1。[2] 當含水的氯化鋅被加熱時,會水解成氯氧化物。

    氯化鋅已知4種結晶水合物,以及至少一種堿式鹽ZnOHCl。[1] 從氯化鋅水溶液中可以析出它的結晶水合物ZnCl2(H2O)n,以n=4為最主要的成分,其他的形態n值分別為1、1.5、2.5、3。[2] 水合的氯化鋅加熱后可得到ZnOHCl。

    在水溶液中,無水、水合等各種晶體形態的氯化鋅均完全解離出Zn2+,以便制備其他鹽。比如制備碳酸鋅

    ZnCl2(aq) + Na2CO3(aq) → ZnCO3(s) + 2 NaCl(aq)

    由于各種氯化鋅及其他鹵化鋅、硫化鋅在水中一樣能完全解離,因而這些物質在制備其他鋅鹽中與ZnCl2是等效的。

     制備與提純

    無水氯化鋅能夠通過氯化氫反應來制造。

    Zn + 2 HCl(g)  ZnCl2(s) + H2(g)

    水合的氯化鋅也能通過濃鹽酸反應得到,又可以使用氧化鋅硫化鋅。

    ZnS(s) + 2 HCl(aq)  ZnCl2(aq) + H2S(l)

    平時所能購買到的氯化鋅通常含有水和主要的水解產物:氯氧化鋅(zinc oxychloride)。一般通過以下步驟來提純:將100g的氯化鋅加入800mL二惡烷中加熱,進行分餾。趁熱進行過濾,除去粉,冷卻后氯化鋅變為白色沉淀。而無水的氯化鋅則可以先在氯化氫氣流中加熱升華,然后在干燥的氮氣流中加熱到400°C。也可以將樣品通過二氯亞砜處理。[3]

     用途

     紡織加工方面

    由于氯化鋅與絲綢、纖維素等材料的親和性,它可用作衣料的防火物質,也可用在織物氣味潔凈劑中。

     焊接方面

    氯化鋅可以攻擊金屬氧化物(MO)生成MZnOCl2,這就是它作為金屬焊劑的原理。ZnCl2溶解掉金屬表面的致密氧化層,使金屬裸露出來。[2] 將鋅箔片溶解在稀鹽酸中,直至不再產生氫氣,即得此種焊劑,因此它得名焊酸。由于其腐蝕性,如果工作后的殘余物不能清理干凈,就不能用焊酸作為焊劑,如焊電子元件時。

    利用這一原理,ZnCl2還可以用于制造牙充填所用的氧化鎂水泥,某些品牌的漱口水也用它作活性成分。

    [編輯] 化學合成方面

    在化學合成中,氯化鋅作為一種中強路易斯酸,用途廣泛。它可以做費舍爾吲哚環合反(A)的催化劑,[4]也可以催化活化芳香環上的傅-克?;磻?/span>(B)。[5][6]

     

     

    制備染料熒光黃的經典方法,就是用氯化鋅催化的傅-克?;磻?,原料是鄰苯二甲酸酐雷索辛。[7]其中無水和水合的氯化鋅皆能催化。

     

     

    ZnCl2和鹽酸組成的試劑叫盧卡斯試劑(Lucas reagent),用于伯醇仲醇醇羥基的氯代,反應溫度130 °C。試劑中ZnCl2的加入提高了氯化氫的反應效率。對伯醇的反應一般通過SN2機理,而對仲醇則是SN1。

     

     

    ZnCl2可以活化一些鹵原子的取代。如烯烴等弱親核試劑苯甲基鹵、烯丙基鹵上的取代(見下圖)[8]、NaBH3CN苯甲基鹵、烯丙基鹵、叔鹵原子的選擇性還原。

     

     

    ZnCl2是合成許多有機鋅試劑的起始物。這些有機鋅試劑,一般通過有機鋰試劑格林尼亞試劑金屬交換反應制備,用于偶聯等反應,如與芳基鹵、乙烯基鹵進行的根岸偶聯。[9]

     

     

    ZnCl2與堿金屬烯醇鹽生成的鋅烯醇鹽可以在羥醛縮合時控制手性。如下圖[10],由于鋅的存在,形成了螯合環,體積較大的苯環傾向于占據“平伏”的位置,即“反式”構型,產物中“反式”(threo)與“順式”(erythro)比例為5:1。相比之下,反應機理中沒有螯合環時,“順式”“反式”產物的比例為1:1。

     

     

     安全事項

    有腐蝕性和刺激性。操作時戴好防護眼鏡、手套,注意避免與無水氯化鋅接觸,這一類無水金屬鹵化物水解時都會放熱。

     

     

    ZnCl2 aldol.gif

     

     

    ZnCl2 Negishi.gif

     

     

    ZnCl2 benzylation.gif

     

     

    ZnCl2 Lucas.gif

     

     

    ZnCl2 fluorescein.png

     

     

    ZnCl2 aromatics.gif


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