کلرید زیرکونیم (IV) : خواص، سنتز، کاربردها، واکنش پذیری!

 

کلرید زیرکونیوم (IV) که همچنین به عنوان تتراکلرید زیرکونیم شناخته می شود، یک ترکیب معدنی است که اغلب به عنوان پیش ماده سایر ترکیبات زیرکونیوم استفاده می شود. این ماده جامد کریستالی سفید رنگ با دمای ذوب بالا به سرعت در هوای مرطوب و حضور آب هیدرولیز می شود.

 

برخلاف ترکیب TiCl۴ مولکولی، ZrCl۴ جامد یک ساختار پلیمری را اتخاذ می کند که در آن هر Zr به صورت هشت ضلعی کئوردیناسیونی است، این تفاوت در ساختارها عامل اختلاف در خصوصیات آنها شده است.

 

در حالت جامد، تتراکلرید زیرکونیوم از یک ساختار پلیمری خطی نواری مانند استفاده می کند، همان ساختاری که توسط HfCl۴ به کار رفته است. این پلیمر هنگام تصفیه با بازهای لوئیس، که باعث قطع پیوندهای Zr-Cl-Zr می شود، به راحتی تخریب می شود.

 

خواص و مشخصات شناسایی کلرید زیرکونیم (IV)

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                                 جامد کریستالی سفید فرمول شیمیایی                                                                         ZrCl۴
دانسیته                                                                     (g/cm۳)۲.۸۰ وزن مولکولی                                                         (g/mol) 233.04
نقطه ذوب (نقطه سه گانه)                                                   (۰C)437 شماره (CAS No)                                                          ۱۰۰۲۶-۱۱-۶
نقطه جوش (sublimes)                                                        (۰C)331 ساختار کریستالی                                       مونوکلینیک (mP10)

 

سنتز تتراکلرید زیرکونیم

 

این ماده می تواند از طریق واکنش میان دی اکسید زیرکونیوم به عنوان اکسید گیرنده، کربن و کلر تشکیل گردد:

 

ZrO۲ + ۲C + 2Cl۲ → ZrCl۴ + ۲CO

 

در یک فرآیند مقیاس آزمایشگاهی از تتراکلرید کربن به جای کربن و کلر نیز استفاده می شود:

 

ZrO۲ + ۲CCl۴ → ZrCl۴ + ۲COCl۲

 

کاربردهای کلرید زیرکونیم (IV)

 

کاربردهای کلرید زیرکونیم (IV)

 

تتراکلراید زیرکونیم واسطه ای در تبدیل مواد معدنی زیرکونیم به نوع فلزی آن توسط فرآیند Kroll است. در طبیعت، مواد معدنی این عنصر به طور ناگهانی به عنوان اکسید وجود دارد که برای تبدیل آنها به فلز در حجم بالا، این اکسیدهای نسوز ابتدا به تتراکلرید تبدیل می شوند که در دماهای بالا قابل تقطیر هستند.

 

نوع خالص شده زیرکونیم تترا کلراید را می توان با فلز Zr کاهش داد و کلرید زیرکونیوم (III) تولید کرد. این ماده متداول ترین پیش ساز رسوب شیمیایی دی اکسید زیرکونیم و دی بورید زیرکونیوم می باشد.

 

در سنتز آلی از کلرید زیرکونیم (IV) به عنوان یک اسید لوئیس ضعیف برای واکنش فریدل-صنایع دستی، واکنش Diels-Alder و واکنش های چرخش درون مولکولی استفاده می شود. همچنین از این ماده برای ساختن مواد ضد آب و منسوجات و سایر مواد الیافی استفاده می شود.

 

واکنش پذیری کلرید زیرکونیم (IV)

 

واکنش پذیری کلرید زیرکونیم (IV)

 

هیدرولیز تتراکلرید زیرکونیم باعث ایجاد خوشه هیدروکسی کلرید هیدراته به نام کلرید زیرکونیل می شود. این واکنش سریع و تقریباً برگشت ناپذیر است و با اکسیفیلیک بودن زیاد زیرکونیوم (IV) سازگار است. به همین دلیل، فرایندهای حاوی این ترکیب، معمولاً به تکنیک های بدون هوا نیاز دارد.

 

این ماده اصلی ترین ترکیب برای سنتز بسیاری از کمپلکس های اندام فلزی زیرکونیوم است و به دلیل ساختار پلیمری آن، معمولاً قبل از استفاده به یک مجموعه مولکولی تبدیل می شود.

 

یکی از جالب ترین خواص کلرید زیرکونیم (IV)، حلالیت زیاد آن در حضور بنزن های متیله شده مانند دورن است. این انحلال از طریق تشکیل کمپلکس π حاصل می شود.

 

تجزیه استرها

 

 

Abstract Image

 

کلرید زیرکونیوم (IV) کاتالیز شده، پروتکل جدید و کارآمد برای تجزیه انتخابی استرهای p-Methoxybenzyl، عنوان مقاله ای می باشد که در سال ۲۰۰۳ منتشر شده است.

 

این مطالعه یک روش بسیار انتخابی و کارآمد برای ماسک زدن استرها و استرهای p-methoxybenzyl (PMB) با استفاده از ۲۰ مول درصد کلرید زیرکونیوم (IV) به عنوان اسید لوئیس در استونیتریل ایجاد شده است.

 

روش حاضر بسیار سریع است و شرایط برای انواع محافظ ها و لایه های حساس به پایه اسید یا باز مانند کربوهیدرات ها، ترپن ها و اسیدهای آمینه قابل تحمل است و محصولات با عملکرد خوب تا زیاد بدست می آیند.