Cloruro di tionile

Cloruro di tionile
	formula di struttura
Nome IUPAC
	cloruro di tionile
Nomi alternativi
	ossicloruro di zolfo(IV); dicloruro dell'acido solforoso; cloruro di solfinile; dicloruro di solfinile
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	SOCl2
Massa molecolare (u)	118,97
Aspetto	liquido incolore
Numero CAS	7719-09-7
Numero EINECS	231-748-8
PubChem	24386
SMILES	O=S(Cl)Cl
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	1,64
Solubilità in acqua	reazione energica
Temperatura di fusione	−104 °C (169 K)
Temperatura di ebollizione	76 °C (349 K)
Tensione di vapore (Pa) a 293 K	12.100
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
	pericolo
Frasi H	302 - 331 - 314 - 335 - EUH014 - EUH029
Consigli P	280 - 305+351+338 - 310
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Il cloruro di tionile, o ossicloruro di zolfo(IV), è un composto inorganico dello zolfo tetravalente, di formula molecolare SOCl₂ e formula di struttura Cl₂S=O, dove lo zolfo è allo stato di ossidazione +4. È il cloruro dell'acido solforoso, ma può essere visto anche come l'anidride mista dell'acido solforoso e dell'acido cloridrico.

A temperatura ambiente è un liquido incolore se puro (a volte giallastro, per impurezze), piuttosto volatile e che fuma all'aria, corrosivo e dall'odore irritante. Subisce rapida idrolisi in presenza di acqua o anche solo di umidità dando acido cloridrico e anidride solforosa (da cui deriva il suo effetto lacrimogeno):

S O C l_{2} + H_{2} O ⟶ S O_{2} + 2 H C l

Pericoloso per inalazione e per contatto, poco sopra il suo punto di ebollizione (76 °C) inizia a decomporsi in S₂Cl₂, SO₂ e Cl₂.

Industrialmente viene preparato per reazione dell'anidride solforica (SO₃) con dicloruro di zolfo (SCl₂), che è una comproporzione (S^VI + S^II → 2 S^IV), o anche con una clorurazione dell'anidride solforosa (SO₂) con pentacloruro di fosforo (PCl₅).

Gli schemi di reazione sono i seguenti:

S O_{3} + S C l_{2} ⟶ S O C l_{2} + S O_{2}

S O_{2} + P C l_{5} ⟶ S O C l_{2} + O P C l_{3}

Eventualmente si può preparare anche da zolfo, cloro e ossigeno nei rapporti stechiometrici, in presenza di carbone attivo come catalizzatore, a 180 - 200 °C. Per raffreddamento condensa poi cloruro di tionile che viene depurato per distillazione.

In acqua si idrolizza ad acido cloridrico e acido solforoso, il quale si decompone rapidamente in acqua e anidride solforosa. Ad alta temperatura reagisce con lo zolfo per dare cloruro di zolfo; reagisce anche con acido solfidrico per dare acido cloridrico, anidride solforosa e zolfo.

Applicazioni

In ambito inorganico viene usato per convertire cloruri metallici idrati nei rispettivi cloruri anidri sfruttando il fatto che i prodotti secondari (SO₂ e HCl) sono tutti gassosi; per il cloruro di cromo(III) esaidrato, ad esempio, si ha:

[Cr(H₂O)₆]Cl₃ + 6 SOCl₂ → CrCl₃ + 6 SO₂ ↑ + 12 HCl ↑

Il cloruro di tionile è ampiamente utilizzato in sintesi organica per convertire gli alcoli nei corrispondenti cloruri alchilici e gli acidi carbossilici nei corrispondenti cloruri acilici. I cloruri alchilici e acilici così ottenuti sono utili intermedi di sintesi in quanto sono molto più reattivi rispetto ai composti di partenza. Per avere i bromuri basta usare SOBr₂.

Nella reazione con gli alcoli il cloruro di tionile, dopo una preliminare eliminazione di HCl, cede un Cl al carbonio alcolico prendendosi l'ossigeno di quest'ultimo secondo un meccanismo concertato a quattro centri, preservando la configurazione del carbonio alcolico. Questo è il meccanismo di sostituzione nucleofila interna S_Ni.

R - O H + O = S C l_{2} ⟶ R - C l + S O_{2} + H C l

R - C (O) O H + O = S C l_{2} ⟶ R - C (O) C l + S O_{2} + H C l

In chimica analitica qualitativa il cloruro di tionile, come pure il pentacloruro di fosforo e il cloruro di fosforile, viene utilizzato per il riconoscimento degli acidi carbossilici. Gli acidi carbossilici infatti, per poter essere attivati per il saggio di Angeli e Rimini, vengono trattati con il cloruro di tionile, andando a formare il corrispettivo cloruro acilico.

Altri utilizzi industriali riguardano la produzione di batterie al litio-cloruro di tionile e agenti nervini in ambito militare. Interessante l'uso anche per elettrodeposizioni di rivestimenti metallici da solventi non acquosi.

Batterie

Il cloruro di tionile è un di alcune batterie al litio, di cui costituisce l'elettrodo positivo (anodo), con il litio formante l'elettrodo negativo (catodo); l'elettrolita è tipicamente tetracloroalluminato di litio. La reazione complessiva è

4 L i + 2 S O C l_{2} ⟶ 4 L i C l + S + S O_{2}

Queste batterie sono non ricaricabili, ma rispetto ad altri tipi di batterie al litio hanno molti vantaggi, come una elevata densità di energia, una vasta gamma di temperature di funzionamento e una maggiore durata di stoccaggio e di vita operativa; tuttavia la preoccupazione per l'elevato costo e la sicurezza ne hanno limitato l'uso. Il contenuto delle batterie a cloruro di tionile è altamente tossico e richiede particolari procedure di smaltimento, inoltre batterie di questo tipo potrebbero esplodere se in corto circuito.

Note

↑ scheda del cloruro di tionile su IFA-GESTIS Archiviato il 16 ottobre 2019 in Internet Archive.
↑ Sigma Aldrich; rev. del 09.01.2012
↑ thionyl chloride (CHEBI:29290), su www.ebi.ac.uk. URL consultato l'8 agosto 2026.
1 2 N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, pp. 693-695, ISBN 0-7506-3365-4.
1 2 Glen E. Rodgers, Descriptive inorganic, coordination, and solid state chemistry, 3ª ed., Brooks/Cole, Cengage Learning, 2012, p. 509, ISBN 978-0-8400-6846-0.
↑ James E. House, Inorganic Chemistry, Elsevier, 2008, p. 347, ISBN 978-0-12-356786-4.
↑ (EN) 9.3: Conversion of Alcohols to Alkyl Halides with \(SOCl_{2}\) and \(PBr_{3}\), su Chemistry LibreTexts, 21 luglio 2016. URL consultato l'8 agosto 2026.
↑ (EN) Conversion of carboxylic acids to acid chlorides, su Chemistry LibreTexts, 21 ottobre 2013. URL consultato l'8 agosto 2026.
↑ John McMurry, Chimica organica, Piccin, 2013, ISBN 978-88-299-2232-1.

Voci correlate

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Collegamenti esterni

(EN) thionyl chloride, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.

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[1] scheda del cloruro di tionile su IFA-GESTIS Archiviato il 16 ottobre 2019 in Internet Archive.

[2] Sigma Aldrich; rev. del 09.01.2012

[3] thionyl chloride (CHEBI:29290), su www.ebi.ac.uk. URL consultato l'8 agosto 2026.

[:3-4] 1 2 N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, pp. 693-695, ISBN 0-7506-3365-4.

[:1-5] 1 2 Glen E. Rodgers, Descriptive inorganic, coordination, and solid state chemistry, 3ª ed., Brooks/Cole, Cengage Learning, 2012, p. 509, ISBN 978-0-8400-6846-0.

[:12-6] James E. House, Inorganic Chemistry, Elsevier, 2008, p. 347, ISBN 978-0-12-356786-4.

[7] (EN) 9.3: Conversion of Alcohols to Alkyl Halides with \(SOCl_{2}\) and \(PBr_{3}\), su Chemistry LibreTexts, 21 luglio 2016. URL consultato l'8 agosto 2026.

[8] (EN) Conversion of carboxylic acids to acid chlorides, su Chemistry LibreTexts, 21 ottobre 2013. URL consultato l'8 agosto 2026.

[9] John McMurry, Chimica organica, Piccin, 2013, ISBN 978-88-299-2232-1.