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    氯化锌

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    氯化锌

    IUPAC
    氯化锌

    别名

    氯化锌(II)、二氯化锌

    识别

    CAS

    7646-85-7

    RTECS

    ZH1400000

    性质

    化学式

    ZnCl2

    摩尔质量

    136.315 g·mol1

    外观

    白色晶体

    密度

    2.907 g/cm³

    熔点

    275 °C (548 K)

    沸点

    756 °C (1029 K)

    溶解度

    432 g/100 mL (25 °C)

    结构

    晶体结构

    有四种已知的结构,六方密堆积是无水状态下唯一稳定的结构

    配位几何

    四面体,气态时为直线型

    危险性

    欧盟危险性符号

    刺激性刺激性 Xi

    腐蚀性性 C

    警示术语

    R34-50-53

    安全术语

    S7/8-28-45-60-61

    MSDS

    英文MSDS

    相关物质

    其他阴离子

    氟化锌溴化锌碘化锌

    其他阳离子

    氯化铜氯化镉

    若非注明,所有数据来自25 °C100 kPa

    氯化锌ZnCl2)是化合物,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。

    目录

    • 结构和物性
    • 制备与提纯
    • 用途
      • 3.1 纺织加工方面
      • 3.2 焊接方面
      • 3.3 化学合成方面
    • 安全事项
    • 参考
    • 外部链接

     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(275 °C)、易溶于乙醚溶剂形成形如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11.52.53[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反应得到,又可以使用氧化锌硫化锌

    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二恶烷中加热,进行分馏。趁热进行过滤,除去粉,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(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SN2机理,而对仲醇则是SN1

     

     

    ZnCl2可以活化一些卤原子的取代。如烯烃等弱亲核试剂苯甲基卤、烯丙基卤上的取代(见下图)[8]NaBH3CN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格林尼亚试剂金属交换反应制备,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。

     

     

    ZnCl2 aldol.gif

     

     

    ZnCl2 Negishi.gif

     

     

    ZnCl2 benzylation.gif

     

     

    ZnCl2 Lucas.gif

     

     

    ZnCl2 fluorescein.png

     

     

    ZnCl2 aromatics.gif


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