AlCl₃(三氯化铝)




关于AlCl₃(三氯化铝)的综合信息整理如下:
一、基本性质
- 物理性质外观:无色透明晶体或白色微黄粉末,工业品常呈淡黄色。密度:2.44 g/cm³,熔点190°C(2.5 atm),沸点182.7°C,易升华。溶解性:易溶于水(剧烈水解)、乙醇、乙醚,微溶于苯。
- 化学性质水解性:水溶液呈酸性,因Al³⁺水解生成H⁺:
[Al(H2O)6]3++H2O⇌[Al(OH)(H2O)5]2++H3O+ 。与碱反应:
AlCl3+3NaOH→Al(OH)3↓+3NaCl(少量NaOH);
AlCl3+4NaOH→NaAlO2+3NaCl+2H2O(过量NaOH)。与碳酸氢钠反应:双水解生成Al(OH)₃和CO₂:
AlCl3+3NaHCO3→Al(OH)3↓+3CO2↑+3NaCl 。路易斯酸特性:Al的空p轨道可接受电子对,催化傅-克反应等有机反应。

二、结构与存在形式
- 分子结构固态和气态以二聚体Al₂Cl₆形式存在,通过氯桥键(Cl原子为Al提供孤对电子)形成。溶于极性溶剂(如水)时完全解离为Al³⁺和Cl⁻,溶液导电性强。

三、制备方法
- 实验室制备铝与盐酸反应:
↑2Al+6HCl→2AlCl3+3H2↑ 。铝与氯气加热:
2Al+3Cl2Δ2AlCl3 。 - 工业制备铝土矿法:高温下铝土矿(Al₂O₃)与Cl₂、焦炭反应:
Al2O3+3Cl2+3C高温2AlCl3+3CO 。结晶脱水法:从含AlCl₃·6H₂O的溶液中脱水,需在HCl气流中加热以防止水解。
四、应用领域
- 有机合成:作为傅-克反应催化剂,用于合成染料、医药、香料等。
- 石油工业:催化裂解、润滑油合成。
- 水处理:聚合氯化铝(PAC)用于净水、除磷。
- 金属冶炼:铝热反应中用于焊接钢轨。
- 分析试剂:用于检测或分离金属离子。
五、安全与储存
- 腐蚀性:对皮肤、呼吸道有刺激性,操作需防护。
- 储存:密封干燥保存,避免接触水分。
六、环保替代品
传统AlCl₃因腐蚀性、难回收等问题,正被固体超强路易斯酸(如HS-AlF₃)替代,后者稳定性高且可重复使用。
如需进一步了解某方面细节(如具体反应机制或工业流程),可参考对应文献来源。