氯化锌

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氯化锌（ZnCl₂）是氯和锌的化合物，该名称亦用来称呼它的水合物。无色或白色，有极强的水溶性和吸湿性，甚至会潮解，应在干燥处密封储存，避免与空气中的水蒸气接触。

在纺织加工、焊接、化学合成等方面，氯化锌有着广泛应用。

 结构和物性

氯化锌是一种离子化合物，有同质多晶现象，目前已发现四种晶体结构。但纯氯化锌只能形成δ型（六方密堆积），即在晶体中，每个锌离子被4个氯离子成正四面体状包围。^[1] 将它熔融后再冷却可以得到玻璃状的物质。

氯化锌还显示出共价化合物的特性，如熔点低(275 °C)、易溶于乙醚等溶剂形成形如ZnCl₂L₂（其中L代表溶剂分子）的加合物。氯化锌的浓水溶液（质量分数高于64%）有能够溶解淀粉、丝和纤维素的特殊性质，所以不能使用普通的滤纸来进行过滤。它属于路易斯酸，强度中等，稀水溶液的pH值在4左右，6 mol/L的浓水溶液pH=1。^[2] 当含水的氯化锌被加热时，会水解成氯氧化物。

氯化锌已知4种结晶水合物，以及至少一种碱式盐如ZnOHCl。^[1] 从氯化锌水溶液中可以析出它的结晶水合物ZnCl₂(H₂O)_n，以n=4为最主要的成分，其他的形态n值分别为1、1.5、2.5、3。^[2] 水合的氯化锌加热后可得到ZnOHCl。

在水溶液中，无水、水合等各种晶体形态的氯化锌均完全解离出Zn²⁺，以便制备其他锌盐。比如制备碳酸锌：

ZnCl₂(aq) + Na₂CO₃(aq) → ZnCO₃(s) + 2 NaCl(aq)

由于各种氯化锌及其他卤化锌、硫化锌在水中一样能完全解离，因而这些物质在制备其他锌盐中与ZnCl₂是等效的。

 制备与提纯

无水氯化锌能够通过锌和氯化氢反应来制造。

Zn + 2 HCl(g) → ZnCl₂(s) + H₂↑(g)

水合的氯化锌也能通过浓盐酸与锌反应得到，又可以使用氧化锌或硫化锌。

ZnS(s) + 2 HCl(aq) → ZnCl₂(aq) + H₂S↑(l)

平时所能购买到的氯化锌通常含有水和主要的水解产物：氯氧化锌(zinc oxychloride)。一般通过以下步骤来提纯：将100g的氯化锌加入800mL的二恶烷中加热，进行分馏。趁热进行过滤，除去锌粉，冷却后氯化锌变为白色沉淀。而无水的氯化锌则可以先在氯化氢气流中加热升华，然后在干燥的氮气流中加热到400°C。也可以将样品通过二氯亚砜处理。^[3]

 用途

 纺织加工方面

由于氯化锌与丝绸、纤维素等材料的亲和性，它可用作衣料的防火物质，也可用在织物气味洁净剂中。

 焊接方面

氯化锌可以攻击金属氧化物（MO）生成MZnOCl₂，这就是它作为金属焊剂的原理。ZnCl₂溶解掉金属表面的致密氧化层，使金属裸露出来。^[2] 将锌箔片溶解在稀盐酸中，直至不再产生氢气，即得此种焊剂，因此它得名焊酸。由于其腐蚀性，如果工作后的残余物不能清理干净，就不能用焊酸作为焊剂，如焊电子元件时。

利用这一原理，ZnCl₂还可以用于制造牙充填所用的氧化镁水泥，某些品牌的漱口水也用它作活性成分。

[编辑] 化学合成方面

在化学合成中，氯化锌作为一种中强路易斯酸，用途广泛。它可以做费舍尔吲哚环合反应(A)的催化剂，^[4]也可以催化活化芳香环上的傅-克酰基化反应(B)。^[5][6]

制备染料荧光黄的经典方法，就是用氯化锌催化的傅-克酰基化反应，原料是邻苯二甲酸酐和雷索辛。^[7]其中无水和水合的氯化锌皆能催化。

ZnCl₂和盐酸组成的试剂叫卢卡斯试剂(Lucas reagent)，用于伯醇和仲醇醇羟基的氯代，反应温度130 °C。试剂中ZnCl₂的加入提高了氯化氢的反应效率。对伯醇的反应一般通过S_N2机理，而对仲醇则是S_N1。

ZnCl₂可以活化一些卤原子的取代。如烯烃等弱亲核试剂对苯甲基卤、烯丙基卤上的取代（见下图）^[8]、NaBH₃CN对苯甲基卤、烯丙基卤、叔卤原子的选择性还原。

ZnCl₂是合成许多有机锌试剂的起始物。这些有机锌试剂，一般通过有机锂试剂或格林尼亚试剂的金属交换反应制备，用于偶联等反应，如与芳基卤、乙烯基卤进行的根岸偶联。^[9]

ZnCl₂与碱金属烯醇盐生成的锌烯醇盐可以在羟醛缩合时控制手性。如下图^[10]，由于锌的存在，形成了螯合环，体积较大的苯环倾向于占据“平伏”的位置，即“反式”构型，产物中“反式”（threo）与“顺式”（erythro）比例为5:1。相比之下，反应机理中没有螯合环时，“顺式”“反式”产物的比例为1:1。

 安全事项

有腐蚀性和刺激性。操作时戴好防护眼镜、手套，注意避免与无水氯化锌接触，这一类无水金属卤化物水解时都会放热。