Zirkonium(IV)chloride

Zirkoontetrachloride
Structuurformule en molecuulmodel
kristalstructuur ■ Zr4+ ■ Cl−
Algemeen
Chemische formule	ZrCl4
IUPAC-naam	zirkoontetrachloride, zirkoon(IV)chloride
Andere namen	zirkoniumtetrachloride, zirkonium(IV)chloride
Molaire massa	233,04 g/mol
SMILES	Cl[Zr](Cl)(Cl)Cl
InChI	1S/4ClH.Zr/h4*1H;/q;;;;+4/p-4
CAS-nummer	10026-11-6
EG-nummer	233-058-2
Wikidata	Q205630
Waarschuwingen en veiligheids­maatregelen
Gevaar
H-zinnen	H302 - H314
EUH-zinnen	EUH014
P-zinnen	P280 - P305+P351+P338 - P310
Hygroscopisch?	ja
LD50 (ratten)	oraal 1690 mg/kg
Fysische eigenschappen
Aggregatie­toestand	vast
Kleur	wit
Dichtheid	2,80 g/cm³
Thermodynamische eigenschappen
Sos	181,41 J/mol·K
Cop,m	125,38 J/mol·K
Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal    Scheikunde

Zirkoontetrachloride of zirkoon(IV)chloride is een chloride van zirkonium en bezit als verhoudingsformule ZrCl₄. Het is een kristallijn wit poeder, dat snel hydrolyseert wanneer het aan de lucht wordt blootgesteld, dus hygroscopisch. De stof is van belang voor de productie van zuiver zirkoon en van andere zirkoonverbindingen en wordt ook gebruikt als katalysator in organische reacties.

Synthese

Zirkoontetrachloride wordt bereid door zirkoondioxide met cokes en chloorgas te behandelen:

${\displaystyle \mathrm {ZrO_{2}\ +2\ C+2\ Cl_{2}\ {\xrightarrow {\ \ 900^{\circ }C\ \ }}\ ZrCl_{4}\ +\ 2\ CO} }$

Het kan ook worden bereid door de rechtstreekse chlorering van zirkoon met chloorgas bij 650 °C of met lood(II)chloride bij 500 °C:

${\displaystyle \mathrm {Zr\ +\ 2\ Cl_{2}\ \longrightarrow \ ZrCl_{4}} }$

${\displaystyle \mathrm {Zr\ +\ 2\ PbCl_{2}\ \longrightarrow \ ZrCl_{4}\ +\ 2\ Pb} }$

Structuur

Net zoals het overeenkomstige hafniumtetrachloride heeft ook zirkoontetrachloride een polymere structuur. Daarin neemt zirkoon een octaëdrische moleculaire geometrie aan. Bij toevoeging van lewisbasen worden deze polymere structuren afgebroken en treedt degradatie van het materiaal op.

In tegenstelling tot titaantetrachloride, dat een vloeistof is, is zirkoontetrachloride niet te zuiveren door middel van destillatie.

Toepassingen

De reductie van zirkoontetrachloride levert metallisch zirkoon, dat een belangrijk materiaal is voor nucleaire reactoren.

Met behulp van chemical vapor deposition kunnen dunne lagen van zirkoonverbindingen op een substraat worden aangebracht. Voorbeelden zijn:

• Zirkoondioxide ZrO₂ met behulp van zirkoontetrachloride en water
• Zirkooncarbide ZrC met zirkoontetrachloride, methaan en waterstofgas als reductor.

Zirkoontetrachloride is een katalysator voor organische reacties. Met zirkoontetrachloride en andere zirkoonverbindingen kan de stereoselectieve synthese van chirale verbindingen met een goede opbrengst worden doorgevoerd. Zirkoontetrachloride wordt ook als lewiszuur in diels-alderreacties gebruikt.

Met zirkoontetrachloride kunnen diverse organometaalcomplexen van zirkoon worden gevormd. Deze complexen zijn onder meer bruikbaar als katalysator voor polymerisatiereacties.

Websites

• (en) Gegevens van zirkonium(IV)chloride in de GESTIS-stoffendatabank van het IFA
• (en) MSDS. zirkonium(IV)chloride. gearchiveerd