Zirconium(IV)-chlorid

Kristallstruktur
	Zirconium(IV)-chlorid
	Vorlage:Farbe Zr4+ 0 Vorlage:Farbe Cl−
Allgemeines
Name	Zirconium(IV)-chlorid
Andere Namen	Zirconiumtetrachlorid; Zirconiumchlorid (mehrdeutig);
Verhältnisformel	ZrCl4
Kurzbeschreibung	an Luft rauchendes weißes Pulver<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	233-058-2
ECHA-InfoCard	100.030.041
PubChem	24817
DrugBank	Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1686: attempt to index field 'wikibase' (a nil value) Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1686: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)
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Eigenschaften
Molare Masse	233,03 g·mol−1
Aggregatzustand	fest<ref name="Merck"/>
Dichte	2,8 g·cm−3<ref name="Merck"/>
Schmelzpunkt	437 °C bei 25,3 bar<ref name="IS4" />
Sublimationspunkt	331 °C<ref name="Merck">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei MerckVorlage:Abrufdatum</ref>
Dampfdruck	1,3 hPa bei 190 °C<ref name="Merck"/>
Löslichkeit	Zersetzung in Wasser<ref name="GESTIS" />
Sicherheitshinweise
Gefahrensymbol	Gefahrensymbol
H- und P-Sätze	H: 302‐314
	EUH: 014
	P: 280‐301+330+331‐305+351+338‐308+310<ref name="GESTIS" />
Toxikologische Daten	1690 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref name="GESTIS" />
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0	−982 kJ·mol−1<ref>D’Ans/Lax: Taschenbuch für Chemiker und Physiker, Band 1, Springer-Verlag 1967, S. 595.</ref>
	Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

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 stickstoffhaltiges Zirconium) und anschließend mit Chlor zu Zirconium(IV)-chlorid umgesetzt.

<math>\mathrm{ZrO_2\ + 2\ C + 2\ Cl_2 \ \xrightarrow{900^{\circ}C} \ ZrCl_4 +\ 2\ CO }</math>

Ebenfalls möglich ist die Darstellung durch Chlorierung von Zirconium mit Chlor bei 650 °C oder mit Blei(II)-chlorid bei 500 °C.<ref name="brauer">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.</ref>

<math>\mathrm{Zr + 2 \ Cl_2 \longrightarrow ZrCl_4}</math>

<math>\mathrm{Zr + 2 \ PbCl_2 \longrightarrow ZrCl_4 + 2 Pb}</math>

Eine weitere Möglichkeit ist die Darstellung durch Umsetzung des Oxides mit gasförmigem Kohlenstofftetrachlorid (in einem Stickstoffstrom) bei 450 °C bis 500 °C<ref name="IS4"></ref>:

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
Bei der Wiederaufarbeitung von abgebrannten Kernbrennstoff nach dem Halogen-Volatilitätsverfahren können die Zirconium-Hüllrohre chemisch durch Reaktion mit Chlor zu Zirconiumchlorid umgesetzt werden

Einzelnachweise