Vanadium(III)-chlorid

Vanadium(III)-chlorid ist eine chemische Verbindung aus den Elementen Vanadium und Chlor, die häufig als Ausgangsstoff zur Herstellung von Vanadium(III)-Komplexverbindungen genutzt wird. Es gehört zur Stoffklasse der Chloride und bildet ein Hexahydrat VCl₃·6 H₂O, ein grünes, hygroskopisches Pulver.[2]

Kristallstruktur
_ V^3+ 0 _ Cl^−
Allgemeines
Name	Vanadium(III)-chlorid
Andere Namen	Vanadiumtrichlorid Vanadin(III)-chlorid Vanadintrichlorid
Verhältnisformel	VCl3
Kurzbeschreibung	hygroskopische, dunkelviolette zerfließliche Kristalle mit stechendem Geruch[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 7718-98-1 15168-15-7 (Hexahydrat) EG-Nummer 231-744-6 ECHA-InfoCard 100.028.859 PubChem 62647 Wikidata Q421260
Eigenschaften
Molare Masse	157,30 g·mol^−1
Aggregatzustand	fest[1]
Dichte	3,0 g·cm^−3 (20 °C)[1]
Schmelzpunkt	>300 °C (Zersetzung)[1]
Löslichkeit	löslich in Wasser unter Zersetzung[1] löslich in Ethanol[2] nicht löslich in Ether[2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1] Gefahr H- und P-Sätze H: 302​‐​314 EUH: 014 P: 260​‐​270​‐​280​‐​301+312​‐​303+361+353​‐​305+351+338 [1]
MAK	keine MAK, da cancerogen[1]
Toxikologische Daten	350 mg·kg^−1 (LD50, Ratte, oral)[3]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Gewinnung und Darstellung

Vanadium(III)-chlorid wird durch Erhitzen (160–170 °C) aus Vanadium(IV)-chlorid VCl₄ gewonnen.[2]

${\displaystyle \mathrm {2\ VCl_{4}\longrightarrow 2\ VCl_{3}+Cl_{2}} }$

Vanadium(III)-chlorid kann auch aus den Elementen gewonnen werden:[4]

${\displaystyle \mathrm {2\ V+3\ Cl_{2}\longrightarrow 2\ VCl_{3}} }$

Vanadium und Chlorgas reagieren beim Molverhältnis 2:3 zu Vanadium(III)-chlorid.

Alternativ ist eine Synthese aus Vanadium(III)-oxid und Thionylchlorid oder Vanadium(V)-oxid und Schwefel(I)-chlorid möglich.[2]

${\displaystyle \mathrm {V_{2}O_{3}+3\ SOCl_{2}\ {\xrightarrow {}}\ 2\ VCl_{3}\ +\ 3\ SO_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {2\ V_{2}O_{5}+6\ S_{2}Cl_{2}\ {\xrightarrow {}}\ 4\ VCl_{3}+5\ SO_{2}+7\ S} }$

Bei Luftausschluss ist es auch aus den Lösungen des Hexahydrates erhältlich, das aus wässrigen, sauren Lösungen von Vanadium(III)-chlorid durch Kühlen und Sättigen mit Salzsäure abgeschieden werden kann.[2]

${\displaystyle \mathrm {V_{2}O_{3}+6\ HCl+9\ H_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ VCl_{3}\cdot \ 6\ H_{2}O} }$

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Vanadium(III)-chlorid bildet sehr hygroskopische, geruchlose, hellrote, rosarote bis violette zerfließliche Kristalle.[1] In angesäuertem Wasser ist es löslich. Es besitzt eine trigonal-rhomboedrische Kristallstruktur mit der Raumgruppe R3c (Raumgruppen-Nr. 161) und den Gitterparametern a = 601,2 und c = 1734 pm.[2] Im Kristall bildet Vanadium(III)-chlorid oktaedrische Strukturen, wobei jedes Vanadiumion oktaedrisch von sechs Chloridionen umgeben ist. Das Hexahydrat liegt als grüne hygroskopische Kristalle vor.[2]

Chemische Eigenschaften

Beim Erhitzen im Vakuum oder an Luft bei über 400 °C zerfällt es in Vanadium(II)-chlorid und Vanadium(IV)-chlorid.[5][6]

${\displaystyle \mathrm {2\ VCl_{3}\ {\xrightarrow {\Delta T}}\ VCl_{2}+VCl_{4}} }$

Beim Erhitzen (~675 °C) mit Wasserstoff wird Vanadium(III)-chlorid zu Vanadium(II)-chlorid reduziert.

${\displaystyle \mathrm {2\ VCl_{3}+H_{2}\ {\xrightarrow {\Delta T}}\ 2\ VCl_{2}+2\ HCl} }$

Bei Reaktion mit Kohlendioxid, Sauerstoff oder Vanadium(III)-oxid entsteht Vanadium(III)-oxidchlorid.[2]

${\displaystyle \mathrm {2\ V_{2}O_{3}+VCl_{3}\ \xrightarrow {} \ 3\ VOCl} }$

Verwendung

Vanadium(III)-chlorid dient als Ausgangsstoff zur Herstellung von Vanadium(III)-Komplexverbindungen, so z. B. Tetrahydrofuran- oder Acetonitrilderivate (VCl₃(THF)₃[7] bzw. VCl₃(MeCN)₃).

Weiterhin kann es zur Herstellung von Vanadium durch Reduktion mit Magnesium oder Wasserstoff[2] und als Katalysator bei Polymerisationen eingesetzt werden.

Einzelnachweise

1. Eintrag zu Vanadium(III)-chlorid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 20. Januar 2022. (JavaScript erforderlich)
2. Georg Brauer (Hrsg.) u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band III, Ferdinand Enke, Stuttgart 1981, ISBN 3-432-87823-0, S. 1407, 1409–1410.
3. Datenblatt Vanadium(III)-chlorid (PDF) bei Fisher Scientific, abgerufen am 13. Februar 2014.
4. A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1550.
5. Inorganic Syntheses, Inc.: Inorganic Syntheses. John Wiley & Sons, 2009, ISBN 0-470-13267-1, S. 129 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
6. Catherine E. Housecroft, A. G. Sharpe: Inorganic Chemistry. Pearson Education, 2005, ISBN 0-13-039913-2, S. 605 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
7. Heyn: Anorganische Synthesechemie: Ein integriertes Praktikum, S. 18–20; ISBN 3540529071.