Vanadium(III)-chlorid

Kristallstruktur
Kristallstruktur von Vanadium(III)-chlorid
Vorlage:Farbe V3+ 0 Vorlage:Farbe Cl−
Allgemeines
Name	Vanadium(III)-chlorid
Andere Namen	Vanadiumtrichlorid Vanadin(III)-chlorid Vanadintrichlorid
Verhältnisformel	VCl3
Kurzbeschreibung	hygroskopische, dunkelviolette Kristalle mit stechendem Geruch<ref name="GESTIS" /><ref name="Patty" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN Vorlage:CASRN (Hexahydrat) EG-Nummer 231-744-6 ECHA-InfoCard 100.028.859 PubChem 62647 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	157,30 g·mol−1
Aggregatzustand	fest<ref name="GESTIS" />
Dichte	3,0 g·cm−3 (20 °C)<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Schmelzpunkt	500 °C (Zersetzung)<ref name="GESTIS" />
Löslichkeit	löslich in Wasser unter Zersetzung<ref name="GESTIS" /> löslich in Ethanol<ref name="brauer" /> nicht löslich in Ether<ref name="brauer" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="GESTIS" /> Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahr H- und P-Sätze H: 302​‐​314 EUH: 014 P: 260​‐​270​‐​280​‐​301+312​‐​303+361+353​‐​305+351+338<ref name="GESTIS" />
MAK	0,005 mg/m³<ref name="GESTIS" />
Toxikologische Daten	350 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref>Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Fisher ScientificVorlage:Abrufdatum (PDF).</ref>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

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.<ref name="brauer" />

Gewinnung und Darstellung

Vanadium(III)-chlorid wird durch Erhitzen (160–170 °C) aus Vanadium(IV)-chlorid VCl₄ gewonnen.<ref name="brauer" />

<math>\mathrm{2 \ VCl_4 \longrightarrow 2 \ VCl_3 + Cl_2}</math>

Vanadium(III)-chlorid kann auch aus den Elementen gewonnen werden:<ref name="HoWi">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.</ref>

<math>\mathrm{2 \ V + 3 \ Cl_2 \longrightarrow 2\ VCl_3}</math>

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.<ref name="brauer" />

<math>\mathrm{V_2O_3 + 3 \ SOCl_2 \ \xrightarrow{}\ 2\ VCl_3\ +\ 3\ SO_2}</math>

<math>\mathrm{2 \ V_2O_5 + 6 \ S_2Cl_2 \ \xrightarrow{} \ 4 \ VCl_3 + 5 \ SO_2 + 7 \ S}</math>

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.<ref name="brauer" />

<math>\mathrm{V_2O_3 + 6 \ HCl + 9 \ H_2O \ \xrightarrow{}\ VCl_3 \cdot \ 6 \ H_2O}</math>

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Vanadium(III)-chlorid bildet sehr hygroskopische, dunkelviolette Kristalle.<ref name="GESTIS" /> Es hat einen stechenden Geruch, da es sich bei Raumtemperatur unter Bildung von Chlor langsam zersetzt.<ref name="Patty">Patty’s Toxicology, 6 Volume Set. Wiley, ISBN 0-470-41081-7, S. 515 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref> Es setzt sich beim längeren Stehen an der Luft in das grüne Hexahydrat um, das nach Tagen zerfließt.<ref>H. Oppermann: Darstellung und Eigenschaften von VCl₄, VCl₃ und VOCl₃. In: Zeitschrift für Chemie. Band 2, Nr. 12, 2010, S. 376–377, doi:10.1002/zfch.19620021217. </ref> In angesäuertem Wasser ist es löslich. Es besitzt eine trigonal-rhomboedrische Kristallstruktur mit der Raumgruppe R3c (Raumgruppen-Nr. 161)Vorlage:Raumgruppe/161 und den Gitterparametern a = 601,2 und c = 1734 pm.<ref name="brauer" /> Im Kristall bildet Vanadium(III)-chlorid oktaedrische Strukturen, wobei jedes Vanadiumion oktaedrisch von sechs Chloridionen umgeben ist. Es ist noch eine weitere Kristallstruktur bekannt.<ref>Doris Siew Hew Sam, Pierre Courtine, Jean Claude Jannel: A new layer structure of VCl₃ showing stacking-fault type disorder. In: Die Makromolekulare Chemie, Rapid Communications. Band 6, Nr. 9, 1985, S. 631–634, doi:10.1002/marc.1985.030060908. </ref> Das Hexahydrat liegt als grüne hygroskopische Kristalle vor.<ref name="brauer" />

Chemische Eigenschaften

Beim Erhitzen im Vakuum oder an Luft bei über 400 °C zerfällt es in Vanadium(II)-chlorid und Vanadium(IV)-chlorid.<ref name="Inorganic Syntheses, Inc.">Inorganic Syntheses, Inc.: Inorganic Syntheses. John Wiley & Sons, 2009, ISBN 0-470-13267-1, S. 129 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref><ref name="Catherine E. Housecroft, A. G. Sharpe">Catherine E. Housecroft, A. G. Sharpe: Inorganic Chemistry. Pearson Education, 2005, ISBN 0-13-039913-2, S. 605 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref>

<math>\mathrm{2 \ VCl_3 \ \xrightarrow {\Delta T}\ VCl_2 + VCl_4}</math>

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

<math>\mathrm{2 \ VCl_3 + H_2 \ \xrightarrow {\Delta T}\ 2 \ VCl_2 + 2 \ HCl}</math>

Bei Reaktion mit Kohlendioxid, Sauerstoff oder Vanadium(III)-oxid entsteht Vanadium(III)-oxidchlorid.<ref name="brauer" />

<math>\mathrm{ 2 \ V_2O_3 + VCl_3 \ \xrightarrow{}\ 3 \ VOCl}</math>

Verwendung

Vanadium(III)-chlorid dient als Ausgangsstoff zur Herstellung von Vanadium(III)-Komplexverbindungen, so z. B. Tetrahydrofuran- oder Acetonitrilderivate (VCl₃(THF)₃<ref name="heyn">Heyn: Anorganische Synthesechemie: Ein integriertes Praktikum, S. 18–20; ISBN 3-540-52907-1.</ref> bzw. VCl₃(MeCN)₃).

Weiterhin kann es zur Herstellung von Vanadium durch Reduktion mit Magnesium oder Wasserstoff<ref name="brauer">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.</ref> und als Katalysator bei Polymerisationen eingesetzt werden.

Einzelnachweise

<references />

Vorlage:Klappleiste/Anfang Oxidationsstufe (II):  Vanadium(II)-fluorid | Vanadium(II)-chlorid | Vanadium(II)-bromid | Vanadium(II)-iodid

Oxidationsstufe (III):  Vanadium(III)-fluorid | Vanadium(III)-chlorid | Vanadium(III)-bromid | Vanadium(III)-iodid

Andere Oxidationsstufen:  Vanadium(IV)-fluorid | Vanadium(IV)-chlorid | Vanadium(IV)-bromid | Vanadium(V)-fluorid Vorlage:Klappleiste/Ende