Sulfate de zirconium

Sulfate de zirconium(IV)
__ Zr     __ S     __ O Structure cristalline du sulfate de zirconium
Identification
Nom systématique	sulfate de zirconium(IV)
Synonymes	sulfate de zirconium
N^o CAS	14644-61-2 7446-31-3 (tétrahydrate)
N^o ECHA	100.035.162
N^o CE	238-694-4
PubChem	26793
SMILES	[O-]S(=O)(=O)[O-].[O-]S(=O)(=O)[O-].[Zr+4] PubChem, vue 3D
InChI	Std. InChI : vue 3D InChI=1S/2H2O4S.Zr/c2*1-5(2,3)4;/h2*(H2,1,2,3,4);/q;;+4/p-4 Std. InChIKey : ZXAUZSQITFJWPS-UHFFFAOYSA-J
Apparence	poudre blanche[1]
Propriétés chimiques
Formule	O8S2Zr
Masse molaire[2]	283,349 ± 0,014 g/mol O 45,17 %, S 22,63 %, Zr 32,19 %,
Propriétés physiques
T° fusion	410 °C[1]
Solubilité	525 g/L[1] à 18 °C
Masse volumique	3,22 g/cm^3[1]
Précautions
SGH[1]
Attention H315, H319, H335, P280, P312, P302+P352, P304+P340 et P305+P351+P338 H315 : Provoque une irritation cutanée H319 : Provoque une sévère irritation des yeux H335 : Peut irriter les voies respiratoires P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage. P312 : Appeler un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin en cas de malaise. P302+P352 : En cas de contact avec la peau : laver abondamment à l’eau et au savon. P304+P340 : En cas d'inhalation : transporter la victime à l’extérieur et la maintenir au repos dans une position où elle peut confortablement respirer. P305+P351+P338 : En cas de contact avec les yeux : rincer avec précaution à l’eau pendant plusieurs minutes. Enlever les lentilles de contact si la victime en porte et si elles peuvent être facilement enlevées. Continuer à rincer.
NFPA 704[1]
0 2 0
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le sulfate de zirconium, ou sulfate de zirconium(IV), est un composé chimique de formule Zr(SO₄)₂·nH₂O, où n = 0, 4, 5 ou 7 en fonction du degré d'hydratation^[3]. Le tétrahydrate Zr(SO₄)₂·4H₂O est la forme commerciale la plus courante. Il cristallise dans le système orthorhombique selon le groupe d'espace Fddd (n^o 70) avec les paramètres a = 1 162 pm, b = 2 592 pm et c = 5 532 pm. La forme anhydre est quant à elle microcristalline et très hygroscopique. Ces substances sont des solides blancs ou incolores, solubles dans l'eau, qui adoptent des structures cristallines complexes dans lesquelles les centres Zr(IV) présentent une coordinence de 7 à 8 avec des ligands à la fois sulfate SO₄²⁻ et aqua H₂O^[3],[4]. Le sulfate de zirconium peut être utilisé comme intermédiaire dans la purification de sels de zirconium tels que le chlorure de zirconium(IV) ZrCl₄ par recristallisation^[5].

Le tétrahydrate peut être obtenu en faisant réagir du chlorure de zirconyle ZrOCl₂ avec de l'acide sulfurique H₂SO₄. Si la teneur en SO₃ dépasse 64 %, il se forme des sulfates acides tels que Zr(SO₄)₂·H₂SO₄·2H₂O ou Zr(SO₄)₂·H₂SO₄·H₂O. La substance anhydre est obtenue en traitant le tétrahydrate ou le chlorure de zirconyle avec de l'acide sulfurique concentré^[5]. Elle se forme également par chauffage du tétrahydrate à 380 °C.

• 
  Échantillon de Zr(SO₄)₂·4H₂O.

Notes et références

1. « Fiche du composé Zirconium(IV) sulfate tetrahydrate, 99.99% (metals basis)  », sur Alfa Aesar (consulté le 22 décembre 2022).
2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
3. (en) I. J. Bear et W. G. Mumme, « The crystal chemistry of zirconium sulphates. III. The structure of the β-pentahydrate, Zr₂(SO₄)₄(H₂O)₈.2H₂O, and the inter-relationship of the four higher hydrates », Acta Crystallographica Section B, vol. 25,‎ 1969, p. 1572-1581 (DOI 10.1107/S0567740869004341, lire en ligne).
4. (en) Philip J. Squattrito, Philip R. Rudolf et Abraham Clearfield, « Crystal structure of a complex basic zirconium sulfate », Inorganic Chemistry, vol. 26, n^o 25,‎ décembre 1987, p. 4240-4244 (DOI 10.1021/ic00272a020, lire en ligne).
5. (de) Georg Brauer, en collaboration avec Marianne Baudler, Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie, 3^e  éd. révisée, vol. 2, Ferdinand Enke, Stuttgart, 1978, p. 1376. (ISBN 3-432-87813-3)