Zirconium(IV)-chlorid

Kristallstruktur
	_ Zr4+ 0 _ Cl−
Allgemeines
Name	Zirconium(IV)-chlorid
Andere Namen	Zirconiumtetrachlorid; Zirconiumchlorid (mehrdeutig);
Verhältnisformel	ZrCl4
Kurzbeschreibung	an Luft rauchendes weißes Pulver[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	233-058-2
ECHA-InfoCard	100.030.041
PubChem	24817
Wikidata	Q205630
Eigenschaften
Molare Masse	233,03 g·mol−1
Aggregatzustand	fest[2]
Dichte	2,8 g·cm−3[2]
Schmelzpunkt	437 °C bei 25,3 bar[3]
Sublimationspunkt	331 °C[2]
Dampfdruck	1,3 hPa bei 190 °C[2]
Löslichkeit	Zersetzung in Wasser[1]
Sicherheitshinweise
H- und P-Sätze	H: 302‐314
	EUH: 014
	P: 280‐301+330+331‐305+351+338‐308+310 [1]
Toxikologische Daten	1690 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)[1]
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0	−982 kJ·mol−1[4]
	Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Zirconium(IV)-chlorid ist ein Chlorid des Zirconiums. Es ist ein weißes Pulver, welches an Luft rasch hydrolysiert. Es ist eine wichtige Verbindung, die zur Herstellung von Zirconium sowie anderen Zirconiumverbindungen dient.

Gewinnung und Darstellung

Zirconium(IV)-chlorid kann durch Carbochlorieren von Zirconiumdioxid gewonnen werden. Das Zirconiumoxid wird dazu mit Koks im Lichtbogen zu Zirconiumcarbonitrid (Kohlenstoff und Stickstoff haltiges Zirconium) und anschließend mit Chlor zu Zirconium(IV)-chlorid umgesetzt.

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

Ebenfalls möglich ist die Darstellung durch Chlorierung von Zirconium mit Chlor bei 650 °C oder mit Blei(II)-chlorid bei 500 °C.[5]

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

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

Eine weitere Möglichkeit ist die Darstellung durch Umsetzung des Oxides mit gasförmigem Kohlenstofftetrachlorid (in einem Stickstoffstrom) bei 450 °C bis 500 °C[3]:

{\ce {ZrO2 + 2 CCl4 -> ZrCl4 + 2 COCl2}}

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Zirconium(IV)-chlorid besitzt eine Polymerstruktur wie Hafnium(IV)-chlorid HfCl₄. Seine Standardbildungsenthalpie beträgt −980,52 kJ/mol, seine molare Standardentropie 181,41 JK⁻¹mol⁻¹ und seine Wärmekapazität 125,38 JK⁻¹mol⁻¹.

Verwendung

Zirconium(IV)-chlorid wird verwendet:

zur Herstellung von Zirconiumverbindungen wie Zirconylchlorid ZrOCl₂ und Zirconium-organischen Komplexverbindungen
als Katalysator bei Friedel-Crafts-Reaktionen und Polymerisationen von Olefinen und Epoxiden.
als Zwischenprodukt bei der Gewinnung von metallischem Zirconium nach dem Kroll-Verfahren

Einzelnachweise

Eintrag zu Zirkonium(IV)-chlorid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 20. Januar 2022. (JavaScript erforderlich)
Datenblatt Zirconium(IV)-chlorid (PDF) bei Merck, abgerufen am 30. August 2007.
W. S. Hummers et al.: Zirconium and hafnium tetrachlorides. In: J. C. Bailar, Jr. (Hrsg.): Inorganic Syntheses. Band 4. McGraw-Hill, Inc., 1953, S. 121–126 (englisch).
D'Ans/Lax: Taschenbuch für Chemiker und Physiker, Band 1, Springer-Verlag 1967, S. 595.
Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 1358.

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[GESTIS-1] Eintrag zu Zirkonium(IV)-chlorid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 20. Januar 2022. (JavaScript erforderlich)

[Merck-2] Datenblatt Zirconium(IV)-chlorid (PDF) bei Merck, abgerufen am 30. August 2007.

[IS4-3] W. S. Hummers et al.: Zirconium and hafnium tetrachlorides. In: J. C. Bailar, Jr. (Hrsg.): Inorganic Syntheses. Band 4. McGraw-Hill, Inc., 1953, S. 121–126 (englisch).

[4] D'Ans/Lax: Taschenbuch für Chemiker und Physiker, Band 1, Springer-Verlag 1967, S. 595.

[brauer-5] Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 1358.