氯化鋅--維基百科知識(shí)
維基百科，自由的百科全書
跳轉(zhuǎn)到： 導(dǎo)航, 搜索
氯化鋅 | |
| |
IUPAC名 | |
別名 | 氯化鋅（II）、二氯化鋅 |
識(shí)別 | |
CAS號(hào) | 7646-85-7 |
RTECS | ZH1400000 |
性質(zhì) | |
化學(xué)式 | ZnCl2 |
摩爾質(zhì)量 | 136.315 g·mol?1 |
外觀 | 白色晶體 |
密度 | 2.907 g/cm3 |
熔點(diǎn) | 275 °C (548 K) |
沸點(diǎn) | 756 °C (1029 K) |
溶解度（水） | 432 g/100 mL (25 °C) |
結(jié)構(gòu) | |
晶體結(jié)構(gòu) | 有四種已知的結(jié)構(gòu)，六方密堆積是無水狀態(tài)下唯一穩(wěn)定的結(jié)構(gòu) |
配位幾何 | 四面體，氣態(tài)時(shí)為直線型 |
危險(xiǎn)性 | |
歐盟危險(xiǎn)性符號(hào)
| |
警示術(shù)語 | R：34-50-53 |
安全術(shù)語 | S：7/8-28-45-60-61 |
MSDS | 英文MSDS |
相關(guān)物質(zhì) | |
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(shù)據(jù)來自25 °C，100 kPa。 | |
氯化鋅（ZnCl2）是氯和鋅的化合物，該名稱亦用來稱呼它的水合物。無色或白色，有極強(qiáng)的水溶性和吸濕性，甚至?xí)苯?，?yīng)在干燥處密封儲(chǔ)存，避免與空氣中的水蒸氣接觸。
在紡織加工、焊接、化學(xué)合成等方面，氯化鋅有著廣泛應(yīng)用。
目錄
|
結(jié)構(gòu)和物性
氯化鋅是一種離子化合物，有同質(zhì)多晶現(xiàn)象，目前已發(fā)現(xiàn)四種晶體結(jié)構(gòu)。但純氯化鋅只能形成δ型（六方密堆積），即在晶體中，每個(gè)鋅離子被4個(gè)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(zhì)。
氯化鋅還顯示出共價(jià)化合物的特性，如熔點(diǎn)低(275 °C)、易溶于乙醚等溶劑形成形如ZnCl2L2（其中L代表溶劑分子）的加合物。氯化鋅的濃水溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于64%）有能夠溶解淀粉、絲和纖維素的特殊性質(zhì)，所以不能使用普通的濾紙來進(jìn)行過濾。它屬于路易斯酸，強(qiáng)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(dāng)含水的氯化鋅被加熱時(shí)，會(huì)水解成氯氧化物。
氯化鋅已知4種結(jié)晶水合物，以及至少一種堿式鹽如ZnOHCl。[1] 從氯化鋅水溶液中可以析出它的結(jié)晶水合物ZnCl2(H2O)n，以n=4為最主要的成分，其他的形態(tài)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(tài)的氯化鋅均完全解離出Zn2+，以便制備其他鋅鹽。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(zhì)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鋅和氯化氫反應(yīng)來制造。
Zn + 2 HCl(g) → ZnCl2(s) + H2↑(g)
水合的氯化鋅也能通過濃鹽酸與鋅反應(yīng)得到，又可以使用氧化鋅或硫化鋅。
ZnS(s) + 2 HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2S↑(l)
平時(shí)所能購買到的氯化鋅通常含有水和主要的水解產(chǎn)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的二惡烷中加熱，進(jìn)行分餾。趁熱進(jìn)行過濾，除去鋅粉，冷卻后氯化鋅變?yōu)榘咨恋?。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?dú)饬髦屑訜岬?span lang="EN-US">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(zhì)，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(chǎn)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(shí)。
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(xué)合成方面
在化學(xué)合成中，氯化鋅作為一種中強(qiáng)路易斯酸，用途廣泛。它可以做費(fèi)舍爾吲哚環(huán)合反應(yīng)(A)的催化劑，[4]也可以催化活化芳香環(huán)上的傅-克酰基化反應(yīng)(B)。[5][6]
制備染料熒光黃的經(jīng)典方法，就是用氯化鋅催化的傅-克?；磻?yīng)，原料是鄰苯二甲酸酐和雷索辛。[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)，用于伯醇和仲醇醇羥基的氯代，反應(yīng)溫度130 °C。試劑中ZnCl2的加入提高了氯化氫的反應(yīng)效率。對(duì)伯醇的反應(yīng)一般通過SN2機(jī)理，而對(duì)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對(duì)苯甲基鹵、烯丙基鹵上的取代（見下圖）[8]、NaBH3CN對(duì)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(jī)鋅試劑的起始物。這些有機(jī)鋅試劑，一般通過有機(jī)鋰試劑或格林尼亞試劑的金屬交換反應(yīng)制備，用于偶聯(lián)等反應(yīng)，如與芳基鹵、乙烯基鹵進(jìn)行的根岸偶聯(lián)。[9]
ZnCl2與堿金屬烯醇鹽生成的鋅烯醇鹽可以在羥醛縮合時(shí)控制手性。如下圖[10]，由于鋅的存在，形成了螯合環(huán)，體積較大的苯環(huán)傾向于占據(jù)“平伏”的位置，即“反式”構(gòu)型，產(chǎn)物中“反式”（threo）與“順式”（erythro）比例為5:1。相比之下，反應(yīng)機(jī)理中沒有螯合環(huán)時(shí)，“順式”“反式”產(chǎn)物的比例為1:1。
安全事項(xiàng)
有腐蝕性和刺激性。操作時(shí)戴好防護(hù)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(shí)都會(huì)放熱。
