Zirkonium(IV)kloridi eli zirkoniumtetrakloridi (ZrCl4) on zirkoniumin ja kloorin muodostama epäorgaaninen molekyyliyhdiste. Yhdistettä käytetään metallisen zirkoniumin ja zirkoniumyhdisteiden valmistukseen.
Ominaisuudet
Zirkonium(IV)kloridi on huoneenlämpötilassa valkoista kiteistä alkeiskopiltaan monokliinistä ainetta. Yhdiste esiintyy kiinteänä polymeerisessä muodossa, jonka rakenne koostuu ZrCl6-oktaedreistä ja jokainen oktaedri on kiinnittynyt toiseen oktaedriin kahdesta särmästään muodostaen siksakmaisen ketjun. Tavanomaisissa paineissa yhdiste sublimoituu ennen sulamispistettään. Kaasufaasissa zirkonium(IV)kloridi esiintyy monomeerina. Yhdiste ei liukene veteen, mutta hydrolysoituu veden vaikutuksesta zirkoniumoksidikloridiksi, sen oktahydraatiksi ja vetykloridiksi. Yhdiste on Lewis-happo ja muodostaa komplekseja Lewis-emästen kanssa, esimerkiksi alkalimetalli- ja ammoniumklkoridiliuosten kanssa reagoidessa muodostuu heksaklorozirkonaatti(IV)-ioni ([ZrCl6]2-).[1][2][3]
Valmistus ja käyttö
Zirkonium(IV)kloridia voidaan valmistaa kuumentamalla zirkoniummetallia kloorin tai vetykloridin läsnä ollessa yli 300 °C:n lämpötilaan tai kuumentamalla zirkonin tai zirkoniumdioksidin ja hiilen seosta kloorin läsnä ollessa noin 700 °C:n lämpötilaan. Tuote voidaan puhdistaa tislaamalla. Erityisesti laboratoriomittakaavassa erittäin puhtaan zirkonium(IV)kloridin valmistamiseen soveltuu zirkoniumdioksidin kuumentaminen 450 °C:n lämpötilaan tetrakloorimetaanin tai fosgeenin toimiessa klooraavana reagenssina.[1][2][3]
- ZrO2 + 2 C + 2 Cl2 → ZrCl4 + 2 CO
Zirkonium(IV)kloridia voidaan käyttää metallisen zirkoniumin valmistukseen pelkistämällä sitä alkalimetallien tai maa-alkalimetallien esimerkiksi magnesiumin avulla. Yhdisteestä valmistetaan myös zirkoniumin yhdisteitä kuten zirkoniumdioksidia, zirkoniumnitridi- ja -karbidipinnoitteita, orgaanisia zirkoniumyhdisteitä ja zirkoniumalkoksideja.[1][2]
Lähteet
- ↑ a b c d e f g Ralph H. Nielsen, James H. Schlewitz & Henry Nielsen : Zirconium and Zirconium Compounds, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, New York, 2013. Viitattu 29.11.2014
- ↑ a b c Ralph H. Nielsen & Gerhard Wilfing: Zirconium and Zirconium Compounds, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, John Wiley & Sons, New York, 2010. Viitattu 29.11.2014
- ↑ a b Egon Wiberg, Nils Wiberg, Arnold Frederick Holleman: Inorganic chemistry, s. 1340. Academic Press, 2001. ISBN 978-0-12-352651-9 Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 29.11.2014). (englanniksi)
