Clorua kẽm

Clorua kẽm là tên gọi của các hợp chất có công thức hóa học ZnCl₂ và các dạng ngậm nước của chúng. Clorua kẽm, với khả năng ngậm tối đa 9 phân tử nước, xuất hiện dưới dạng chất rắn không màu hoặc trắng, rất dễ tan trong nước. ZnCl₂ có tính hút ẩm mạnh và dễ dàng chuyển thành dạng lỏng. Vì vậy, các mẫu của muối này cần được bảo quản tránh tiếp xúc với độ ẩm, bao gồm cả hơi nước trong không khí. Clorua kẽm được sử dụng rộng rãi trong xử lý vải, luyện kim và tổng hợp hóa học. Không có khoáng chất nào chứa thành phần hóa học này, ngoại trừ simonkolleit, một khoáng chất hiếm chứa muối kiềm của clorua kẽm, với công thức Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O.

Cấu trúc và đặc tính

ZnCl₂ có bốn dạng tinh thể (đa hình): α, β, γ và δ. Trong mỗi dạng đa hình, các ion Zn đều liên kết tứ diện với 4 nguyên tử clo.

Phương pháp điều chế và tinh chế

ZnCl₂ khan có thể được tổng hợp từ kẽm và axit clohydric.

Zn (r) + 2 HCl → ZnCl₂ + H₂ (k)

Các dạng hydrat và dung dịch nước của ZnCl₂ có thể được tạo ra bằng cách cho kẽm kim loại phản ứng với axit clohydric. Kẽm oxit và kẽm sulfide cũng phản ứng với HCl:

ZnS (rắn) + HCl (dung dịch) → ZnCl₂ (dung dịch) + H₂S (bay hơi)

Khác với nhiều nguyên tố khác, kẽm chủ yếu chỉ tồn tại trong một trạng thái oxy hóa là +2, điều này giúp đơn giản hóa quá trình tinh chế chloride.

Các mẫu kẽm chloride thương mại thường chứa nước và các tạp chất từ quá trình thủy phân. Để tinh chế, các mẫu này có thể được kết tinh lại từ đioxan nóng. Các mẫu khan có thể được tinh chế bằng cách thăng hoa trong dòng khí hydro chloride, sau đó làm nóng đến 400 ℃ trong dòng khí nitơ. Phương pháp đơn giản nhất là xử lý kẽm chloride với thionyl chloride.

Các hợp chất khác

ZnCl₂ còn tạo ra một số hợp chất với NH₃, chẳng hạn như ZnCl₂·NH₃ là tinh thể trắng, ZnCl₂·2NH₃ là bột không màu, ZnCl₂·4NH₃ là bột trắng, ZnCl₂·5NH₃·H₂O là tinh thể trắng dễ chảy, hoặc ZnCl₂·6NH₃ là chất rắn màu trắng.

ZnCl₂ cũng tạo một số hợp chất với N₂H₄, chẳng hạn như ZnCl₂·2N₂H₄ là chất rắn màu trắng.

ZnCl₂ còn kết hợp với NH₂OH để tạo ra một số hợp chất, ví dụ như ZnCl₂·2NH₂OH là chất rắn màu trắng.

ZnCl₂ cũng tạo ra một số hợp chất với CO(NH₂)₂, ví dụ ZnCl₂·2CO(NH₂)₂ là tinh thể không màu, với mật độ D = 1,91 g/cm³.

ZnCl₂ phản ứng với CON₃H₅ để tạo ra các hợp chất như ZnCl₂·CON₃H₅ và ZnCl₂·2CON₃H₅, cả hai đều là tinh thể không màu, với mật độ D = 2,08 g/cm³.

ZnCl₂ cũng kết hợp với CON₄H₆ để tạo ra hợp chất ZnCl₂·2CON₄H₆, là tinh thể không màu.

ZnCl₂ tạo một số hợp chất với CS(NH₂)₂, như ZnCl₂·2CS(NH₂)₂ là tinh thể không màu, với mật độ đo được là 1,976 g/cm³ và tính toán là 1,978 g/cm³.

ZnCl₂ còn tạo ra hợp chất với CSN₃H₅, ví dụ ZnCl₂·CSN₃H₅ là tinh thể không màu với mật độ D = 2,25 g/cm³, hoặc ZnCl₂·2CSN₃H₅ là tinh thể trắng, nóng chảy ở 145 °C (293 °F; 418 K).

ZnCl₂ cũng phản ứng với CSN₄H₆ để tạo hợp chất ZnCl₂·2CSN₄H₆, là tinh thể không màu.

ZnCl₂ kết hợp với CSeN₃H₅ tạo ra ZnCl₂·CSeN₃H₅, tinh thể trắng, tan trong nước và cồn, nhưng không tan trong etanol.

ZnCl₂ cũng tạo hợp chất với CSeN₄H₆, ví dụ ZnCl₂·2CSeN₄H₆ là tinh thể không màu.

Tài liệu tham khảo

• N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Hóa học các nguyên tố, xuất bản lần 2, Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1997.
• Lide, D. R. (biên tập) (2005). Sổ tay Hóa học và Vật lý (ấn bản 86). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
• Chỉ mục Merck, xuất bản lần 7, Merck & Co, Rahway, New Jersey, USA, 1960.
• D. Nicholls, Các phức hợp và Nguyên tố chuyển tiếp hàng đầu, Macmillan Press, London, 1973.
• J. March, Hóa học Hữu cơ Nâng cao, xuất bản lần 4, tr. 723, Wiley, New York, 1992.
• G. J. McGarvey, trong Sổ tay các thuốc thử cho Tổng hợp Hữu cơ, Tập 1: Thuốc thử, Phụ gia và Xúc tác cho Sự hình thành Liên kết C-C, (R. M. Coates, S. E. Denmark, biên tập), tr. 220–3, Wiley, New York, 1999.

Liên kết bổ sung

• Phân loại và Ứng dụng của Kẽm Clorua
• Tóm tắt PubChem ZnCl₂