Cloreto de zinco - Zinc chloride
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| Nomes | |
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Nome IUPAC
Cloreto de zinco
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| Outros nomes
Cloreto de zinco (II)
Dicloreto de zinco Manteiga de zinco |
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| Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol )
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| ChEBI | |
| ChEMBL | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard |
100.028.720 
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| Número EC | |
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PubChem CID
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| Número RTECS | |
| UNII | |
| Número ONU | 2331 |
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Painel CompTox ( EPA )
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| Propriedades | |
| ZnCl 2 | |
| Massa molar | 136,315 g / mol |
| Aparência | sólido cristalino branco higroscópico e muito deliquescente |
| Odor | inodoro |
| Densidade | 2,907 g / cm 3 |
| Ponto de fusão | 290 ° C (554 ° F; 563 K) |
| Ponto de ebulição | 732 ° C (1.350 ° F; 1.005 K) |
| 432,0 g / 100 g (25 ° C) | |
| Solubilidade | solúvel em etanol , glicerol e acetona |
| Solubilidade em álcool | 430,0 g / 100ml |
| −65,0 · 10 −6 cm 3 / mol | |
| Estrutura | |
| Tetraédrico , linear na fase gasosa | |
| Farmacologia | |
| B05XA12 ( OMS ) | |
| Perigos | |
| Ficha de dados de segurança | MSDS externo |
| Nocivo ( Xn ) Corrosivo ( C ) Perigoso para o meio ambiente ( N ) |
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| Frases R (desatualizado) | R22 , R34 , R50 / 53 |
| Frases S (desatualizado) | (S1 / 2) , S26 , S36 / 37/39 , S45 , S60 , S61 |
| NFPA 704 (diamante de fogo) | |
| Dose ou concentração letal (LD, LC): | |
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LD 50 ( dose mediana )
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350 mg / kg (rato, oral) 350 mg / kg (camundongo, oral) 200 mg / kg (cobaia, oral) 1100 mg / kg (rato, oral) 1250 mg / kg (camundongo, oral) |
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LC 50 ( concentração média )
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1260 mg / m 3 (rato, 30 min) 1180 mg-min / m 3 |
| NIOSH (limites de exposição à saúde dos EUA): | |
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PEL (permitido)
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TWA 1 mg / m 3 (fumaça) |
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REL (recomendado)
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TWA 1 mg / m 3 ST 2 mg / m 3 (fumaça) |
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IDLH (perigo imediato)
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50 mg / m 3 (fumaça) |
| Compostos relacionados | |
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Outros ânions
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Fluoreto de zinco Brometo de zinco Iodeto de zinco |
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Outros cátions
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Cloreto de cádmio Cloreto de mercúrio (II) |
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Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
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 verificar (o que é ?)
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| Referências da Infobox | |
Cloreto de zinco é o nome de compostos químicos com a fórmula ZnCl 2 e seus hidratos. Os cloretos de zinco , dos quais são conhecidas nove formas cristalinas, são incolores ou brancos e altamente solúveis em água. Este sal branco é higroscópico e até deliquescente . As amostras devem, portanto, ser protegidas de fontes de umidade, incluindo o vapor d'água presente no ar ambiente. O cloreto de zinco encontra ampla aplicação no processamento têxtil , fluxos metalúrgicos e síntese química. Nenhum mineral com esta composição química é conhecido além do mineral muito raro simonkolleite , Zn 5 (OH) 8 Cl 2 · H 2 O.
Estrutura e propriedades
Quatro formas cristalinas ( polimorfos ) de ZnCl 2 são conhecidas: α, β, γ e δ. Cada caixa apresenta centros de Zn 2+ tetraédricos .
| Forma | Simetria | Símbolo Pearson | Grupo | Não | a (nm) | b (nm) | c (nm) | Z | ρ (g / cm 3 ) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| α | tetragonal | tI12 | I 4 2d | 122 | 0,5398 | 0,5398 | 0,64223 | 4 | 3,00 |
| β | tetragonal | tP6 | P4 2 / nmc | 137 | 0,3696 | 0,3696 | 1.071 | 2 | 3,09 |
| γ | monoclínico | mP36 | P2 1 / c | 14 | 0,654 | 1,131 | 1.23328 | 12 | 2,98 |
| δ | ortorrômbico | oP12 | Pna2 1 | 33 | 0,6125 | 0,6443 | 0,7693 | 4 | 2,98 |
Aqui a , b e c são constantes de rede, Z é o número de unidades de estrutura por célula unitária e ρ é a densidade calculada a partir dos parâmetros de estrutura.
A forma ortorrômbica (δ) muda rapidamente para uma das outras formas por exposição à atmosfera. Uma possível explicação é que os íons OH - oriundos da água absorvida facilitam o rearranjo. O resfriamento rápido do ZnCl 2 fundido dá um vidro .
O ZnCl 2 fundido tem uma alta viscosidade em seu ponto de fusão e uma condutividade elétrica comparativamente baixa, que aumenta acentuadamente com a temperatura. Um estudo de espalhamento Raman do fundido indicou a presença de estruturas poliméricas, e um estudo de espalhamento de nêutrons indicou a presença de complexos tetraédricos {ZnCl 4 }.
Na fase gasosa, as moléculas de ZnCl 2 são lineares com um comprimento de ligação de 205 pm.
Hidratos
São conhecidos cinco hidratos de cloreto de zinco: ZnCl 2 (H 2 O) n com n = 1, 1,5, 2,5, 3 e 4. O tetra-hidrato ZnCl 2 (H 2 O) 4 cristaliza a partir de soluções aquosas de cloreto de zinco.
Preparação e purificação
O ZnCl 2 anidro pode ser preparado a partir de zinco e cloreto de hidrogênio :
- Zn + 2 HCl → ZnCl 2 + H 2
As formas hidratadas e as soluções aquosas podem ser prontamente preparadas de forma semelhante, tratando Zn metal, carbonato de zinco, óxido de zinco e sulfeto de zinco com ácido clorídrico:
- ZnS + 2 HCl + 4 H 2 O → ZnCl 2 (H 2 O) 4 + H 2 S
Ao contrário de muitos outros elementos, o zinco existe essencialmente em apenas um estado de oxidação, 2+, o que simplifica a purificação do cloreto.
As amostras comerciais de cloreto de zinco normalmente contêm água e produtos da hidrólise como impurezas. Essas amostras podem ser purificadas por recristalização de dioxano quente . As amostras anidras podem ser purificadas por sublimação em uma corrente de ácido clorídrico gasoso, seguido pelo aquecimento do sublimado a 400 ° C em uma corrente de nitrogênio gasoso seco . Finalmente, o método mais simples consiste em tratar o cloreto de zinco com cloreto de tionila .
Reações
O ZnCl 2 anidro fundido a 500-700 ° C dissolve o zinco metálico e, no resfriamento rápido do fundido, um vidro diamagnético amarelo é formado, que estudos Raman indicam que contém o Zn2+
2 íon.
Uma série de sais contendo o ânion tetraclorozincato , Zn Cl2−
4, são conhecidos. "Reagente de Caulton", V 2 Cl 3 (thf) 6 Zn 2 Cl 6 é um exemplo de um sal contendo Zn 2 Cl2−
6. O composto Cs 3 ZnCl 5 contém Zn Cl tetraédrico2−
4e Cl - ânions. Nenhum composto contendo o Zn Cl4−
6 íons foram caracterizados.
Embora o cloreto de zinco seja muito solúvel em água, as soluções não podem ser consideradas como contendo simplesmente íons Zn 2+ solvatados e íons Cl - , espécies ZnCl x H 2 O (4− x ) também estão presentes. As soluções aquosas de ZnCl 2 são ácidas: uma solução aquosa 6 M tem um pH de 1. A acidez das soluções aquosas de ZnCl 2 em relação às soluções de outros sais de Zn 2+ é devido à formação dos complexos tetraédricos de cloro aqua onde a redução em o número de coordenação de 6 a 4 reduz ainda mais a força das ligações O – H nas moléculas de água solvatadas.
Em solução alcalina na presença de íon OH - vários ânions de hidroxicloreto de zinco estão presentes na solução, por exemplo, Zn (OH) 3 Cl 2− , Zn (OH) 2 Cl2−
2, ZnOH Cl2−
3E Zn 5 (OH) 8 Cl 2 ? H 2 precipitados O (simonkolleite).
Quando a amônia é borbulhada através de uma solução de cloreto de zinco, o hidróxido não precipita, em vez disso são produzidos compostos contendo amônia complexada (aminas), Zn (NH 3 ) 4 Cl 2 · H 2 O e na concentração ZnCl 2 (NH 3 ) 2 . O primeiro contém o íon Zn (NH 3 ) 6 2+ , e o último é molecular com uma geometria tetraédrica distorcida. As espécies em solução aquosa têm sido investigadas e mostram que Zn (NH 3 ) 4 2+ é a principal espécie presente com Zn (NH 3 ) 3 Cl + também presente em menor razão NH 3 : Zn.
O cloreto de zinco aquoso reage com o óxido de zinco para formar um cimento amorfo que foi investigado pela primeira vez em 1855 por Stanislas Sorel . Sorel mais tarde passou a investigar o cimento de oxicloreto de magnésio relacionado , que leva seu nome.
Quando o cloreto de zinco hidratado é aquecido, obtém-se um resíduo de Zn (OH) Cl, por exemplo
- ZnCl 2 · 2H 2 O → ZnCl (OH) + HCl + H 2 O
O composto ZnCl 2 · 1 / 2 -HCl-H 2 O pode ser preparado por precipitação a partir de uma cuidadosa solução de ZnCl 2 acidificada com HCl. Ele contém um ânion polimérico (Zn 2 Cl 5 - ) n com íons de hidrônio monohidratados de equilíbrio , íons H 5 O 2 + .
A formação de gás HCl anidro altamente reativo, formado quando os hidratos de cloreto de zinco são aquecidos, é a base dos testes pontuais inorgânicos qualitativos.
O uso de cloreto de zinco como fundente, às vezes em mistura com cloreto de amônio (ver também Cloreto de zinco e amônio ), envolve a produção de HCl e sua subsequente reação com óxidos de superfície. O cloreto de zinco forma dois sais com o cloreto de amônio: (NH 4 ) 2 ZnCl 4 e (NH 4 ) 3 ClZnCl 4 , que se decompõem com o aquecimento liberando HCl, assim como o hidrato de cloreto de zinco. A acção de zinco / cloreto de amónio cloreto de fluxos, por exemplo, na galvanização por imersão a quente processo produz H 2 de gases e fumos de amónia.
A celulose se dissolve em soluções aquosas de ZnCl 2 , e complexos de zinco-celulose foram detectados. A celulose também se dissolve em hidrato de ZnCl 2 fundido e carboxilação e acetilação realizadas no polímero de celulose.
Assim, embora muitos sais de zinco tenham fórmulas e estruturas cristalinas diferentes , esses sais se comportam de maneira muito semelhante em solução aquosa. Por exemplo, as soluções preparadas a partir de qualquer um dos polimorfos de ZnCl 2 , bem como outros halogenetos (brometo, iodeto), e o sulfato podem muitas vezes ser utilizados alternadamente para a preparação de outros compostos de zinco. Ilustrativo é a preparação de carbonato de zinco:
Formulários
Como um fluxo metalúrgico
O cloreto de zinco reage com óxidos metálicos (MO) para dar derivados da fórmula idealizada MZnOCl 2 . Esta reação é relevante para a utilidade da solução de ZnCl 2 como um fluxo para soldagem - ele dissolve óxidos passivantes , expondo a superfície limpa do metal. Fluxos com ZnCl 2 como ingrediente ativo são algumas vezes chamados de "fluido de lata".
Em síntese orgânica
O cloreto de zinco é um ácido de Lewis útil em química orgânica. O cloreto de zinco fundido catalisa a conversão de metanol em hexametilbenzeno :
- 15 CH
3OH → C
6(CH
3)
6+ 3 CH
4+ 15 H
2O
Outros exemplos incluem catalisar (A) a síntese de indol de Fischer , e também (B) reações de acilação de Friedel-Crafts envolvendo anéis aromáticos ativados
Relacionado a este último está a preparação clássica do corante fluoresceína a partir de anidrido ftálico e resorcinol , que envolve uma acilação de Friedel-Crafts . Esta transformação foi de fato realizada usando até mesmo a amostra de ZnCl 2 hidratado mostrada na imagem acima.
A combinação de ácido clorídrico e ZnCl 2 , conhecida como " reagente de Lucas ", é eficaz para a preparação de cloretos de alquila a partir de álcoois.
O cloreto de zinco também ativa os haletos benzílicos e alílicos para a substituição por nucleófilos fracos , como os alcenos :
De maneira semelhante, o ZnCl 2 promove a redução seletiva de NaBH 3 CN de halogenetos terciários, alílicos ou benzílicos para os hidrocarbonetos correspondentes.
O cloreto de zinco também é um reagente de partida útil para a síntese de muitos reagentes de organozinco , como aqueles usados no acoplamento Negishi catalisado por paládio com halogenetos de arila ou halogenetos de vinila . Em tais casos, o composto de organozinco é geralmente preparado por transmetalação de um organolítio ou um reagente de Grignard , por exemplo:
Os enolatos de zinco , preparados a partir de enolatos de metais alcalinos e ZnCl 2 , fornecem controle da estereoquímica nas reações de condensação de aldóis devido à quelação no zinco. No exemplo mostrado abaixo, o treo produto foi favorecida em detrimento de eritro por um factor de 5: 1 quando ZnCl 2 em DME / éter foi usada. O quelato é mais estável quando o grupo fenil volumoso é pseudo- equatorial em vez de pseudo- axial , ou seja, treo em vez de eritro .
Em têxtil e processamento de papel
Soluções aquosas concentradas de cloreto de zinco (mais de 64% peso / peso cloreto de zinco em água) têm amido , seda e celulose dissolventes .
Relevante por sua afinidade com esses materiais, o ZnCl 2 é usado como agente à prova de fogo e em "refrescantes" de tecidos, como o Febreze. A fibra vulcanizada é feita embebendo papel em cloreto de zinco concentrado.
Granadas de fumaça
A mistura de fumaça de cloreto de zinco ("HC") usada em granadas de fumaça contém óxido de zinco , hexacloroetano e pó de alumínio granular que, quando inflamados, reagem para formar fumaça de cloreto de zinco, carbono e óxido de alumínio , uma cortina de fumaça eficaz .
Detecção de impressão digital
A ninidrina reage com aminoácidos e aminas para formar um composto colorido "púrpura de Ruhemann" (RP). Pulverizar com uma solução de cloreto de zinco forma um complexo RP: ZnCl (H 2 O) 2 1: 1 , que é mais facilmente detectado por apresentar fluorescência mais intensa do que RP.
Desinfetante e preservativo de madeira
O cloreto de zinco aquoso diluído foi usado como desinfetante sob o nome "Burnett's Disinfecting Fluid". A partir de 1839, Sir William Burnett promoveu seu uso como desinfetante e também como conservante de madeira. A Marinha Real conduziu testes sobre seu uso como desinfetante no final da década de 1840, inclusive durante a epidemia de cólera de 1849 ; e, ao mesmo tempo, experimentos foram conduzidos em suas propriedades de preservação, conforme aplicável às indústrias de construção naval e ferroviária. Burnett teve algum sucesso comercial com seu fluido de mesmo nome. Após sua morte, entretanto, seu uso foi amplamente substituído pelo de ácido carbólico e outros produtos patenteados.
Tratamento alternativo de câncer de pele
O cloreto de zinco tem sido usado na medicina alternativa para causar escaras , crostas de tecido morto, na tentativa de curar câncer de pele. Vários produtos, como Cansema ou "pomada preta", contendo cloreto de zinco e vendidos como curas para o câncer, foram listados pela Food and Drug Administration (FDA) como falsos, com cartas de advertência enviadas aos fornecedores. Cicatrizes e danos à pele estão associados a substâncias escaróticas.
Segurança
O cloreto de zinco é um irritante químico dos olhos, da pele e do sistema respiratório.
Leitura adicional
- NN Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements , 2ª ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1997.
- Lide, DR, ed. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86ª ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
- The Merck Index , 7ª edição, Merck & Co, Rahway, New Jersey, EUA, 1960.
- D. Nicholls, Complexes and First-Row Transition Elements , Macmillan Press, Londres, 1973.
- J. March, Advanced Organic Chemistry , 4ª ed., P. 723, Wiley, New York, 1992.
- GJ McGarvey, em Handbook of Reagents for Organic Synthesis, Volume 1: Reagents, Auxiliaries and Catalysts for CC Bond Formation , (RM Coates, SE Dinamarca, eds.), Pp. 220-3, Wiley, New York, 1999.