Бромид алюминия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Бромид алюминия
Бромид алюминия
Бромид алюминия
Общие
Систематическое
наименование
Бромид алюминия
Хим. формула AlBr3, Al2Br6
Рац. формула AlBr3
Физические свойства
Состояние твёрдое
Молярная масса 266,69 г/моль
Плотность 3,205[1]
Термические свойства
Т. плав. 97,5[1]
Т. кип. 255[2] °C
Энтальпия образования − 514;
− 422 (AlBr3, газ);
− 971(Al2Br6, газ)[3] кДж/моль
Структура
Кристаллическая структура моноклинная
Классификация
Рег. номер CAS 7727-15-3
PubChem 24409
Рег. номер EINECS 231-779-7
SMILES
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Броми́д алюми́ния (бромистый алюминий) — это неорганическое бинарное соединение. Химическая формула ~\mathsf{\stackrel{+3}{Al}\stackrel{-1}{Br}_3}. Вещество представляет собой соль алюминия и бромоводородной кислоты. В твердом и жидком состоянии существует в форме димера: Al2Br6.

Физические свойства[править | править вики-текст]

Безводный бромид алюминия представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, плавящееся при температуре 97,5 °C; температура кипения: 255 °C.

В твёрдой и жидкой фазе существует в форме димера Al2Br6, частично диссоциирующего в AlBr3, в газовой фазе масс-спектры показывают наличие ди-, тетра- и гексаформ: Al2Br6, Al4Br12, Al6Br18 соответственно.

Структура молекулы бромида алюминия Al2Br6 представляет собой сдвоенные тетраэдры, в центре которых расположены атомы алюминия, ковалентно связанные с атомами брома[4].

Координационное число алюминия в молекуле бромида равно 4[5].

Энергия разрыва связи Al—Br в молекуле бромида алюминия составляет примерно 358 кДж/моль[6].

Вещество очень гигроскопично: на воздухе расплывается, легко поглощая влагу с образованием гексагидрата AlBr3•6H2O[7]. Хорошо растворимо в воде, спирте, сероуглероде, ацетоне[8]; плотность водного раствора при 20 °C составляет: 1079,2 кг/м³ (10%-ный раствор), 1172,5 кг/м³ (20%-ный раствор)[9].

Химические свойства[править | править вики-текст]

  • Безводный бромид алюминия очень энергично реагирует с водой выделяя при растворении много тепла и, частично гидролизуясь:
\mathsf{AlBr_3+4H_2O\leftrightarrows[Al(H_2O)_4]^{3+}+3Br^-}
\mathsf{[Al(H_2O)_4]^{3+}+H_2O\leftrightarrows[Al(H_2O)_3(OH)]^{2+}+H_3O^+}
При нагревании водного раствора гидролиз можно провести полностью:
\mathsf{AlBr_3+3H_2O=Al(OH)_3\!\downarrow\!+3HBr\!\uparrow\!}
\mathsf{AlBr_3+3NaOH=Al(OH)_3\!\downarrow\!+3NaBr}
\mathsf{AlBr_3+4NaOH=Na[Al(OH)_4]+3NaBr}
\mathsf{AlBr_3+H_2S=AlBr_3}\cdot\mathsf{H_2S}
  • При высокой температуре разлагается:
\mathsf{2AlBr_3=2Al+3Br_2}
При нагревании бромида алюминия с алюминием в газовой фазе (1000 °C) образуется нестабильный монобромид алюминия[2]:
\mathsf{AlBr_3+2Al\leftrightarrows3AlBr}
\mathsf{AlBr_3+4LiH=Li[AlH_4]+3LiBr}
  • Бромид алюминия — сильный акцептор электронных пар (кислота Льюиса) — легко присоединяет молекулы доноры (на этом, в частности, основано его применение в органическом синтезе)[7]:
\mathsf{AlBr_3+C_2H_5Br}\rightarrow\mathsf{[C_2H_5]^+[AlBr_4]^-}

Получение[править | править вики-текст]

Безводный бромид алюминия получают взаимодействием простых веществ (Al и Br2)[11]:

\mathsf{2Al+3Br_2=Al_2Br_6}

Водный раствор можно получить реакцией алюминиевой стружки с бромоводородной кислотой:

\mathsf{2Al+6HBr=2AlBr_3+3H_2\!\uparrow}

Применение[править | править вики-текст]

Коммерческое применение бромида алюминия в настоящий момент относительно небольшое.

Бромид алюминия входит как основной компонент в состав ксилольных электролитов для электроосаждения алюминиевых покрытий[12].

Безводный бромид алюминия используется в органическом синтезе, в частности, в реакции алкилирования по Фриделю-Крафтсу, по аналогии с хлоридом алюминия.

Алкилирование по Фриделю-Крафтсу

Соединение может выступать катализатором в реакции изомеризации бромалканов, например[13]:

\mathsf{CH_3\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!CH_2Br\ \xrightarrow{AlBr_3}\ CH_3\!\!-\!\!CHBr\!\!-\!\!CH_3}

Также бромид алюминия может выступать в качестве бромирующего агента, например в реакции с хлороформом[14]:

\mathsf{CHCl_3+HBr\ \xrightarrow{90\ ^oC;\ AlBr_3}\ CHBrCl_2+HCl}

Опасность для здоровья[править | править вики-текст]

При контакте с кожей бромид алюминия может вызывать ожоги.

Соединение умеренно ядовито: ЛД50 (крысы) ≈ 1600 мг/кг (перорально); ЛД50 (крысы) ≈ 815 мг/кг (внутрибрюшинно)[15].

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 Лидин Р.А., Андреева Л.Л., Молочко В.А. Глава 3. Физические свойства // Константы неорганических веществ: справочник / Под редакцией проф. Р.А.Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп.. — М.: «Дрофа», 2006. — С. 74. — ISBN 5-7107-8085-5
  2. 1 2 Турова Н.Я. Неорганическая химия в таблицах. — М.: Высший химический колледж РАН, 1997. — С. 67.
  3. Лидин Р.А., Андреева Л.Л., Молочко В.А. Часть IV. Термодинамика. Глава 1. Энтальпия образования, энтропия и энергия Гиббса образования веществ // Константы неорганических веществ: справочник / Под редакцией проф. Р.А.Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп.. — М.: «Дрофа», 2006. — С. 441. — ISBN 5-7107-8085-5
  4. Chambers C., Holliday A.K. Modern inorganic chemistry. — Chichester: Butterworth & Co (Publishers) Ltd, 1975. — P. 153.
  5. Дроздов А.А., Зломанов В.П., Мазо Г.Н., Спиридонов Ф.М. Неорганическая химия. Т.2: Химия непереходных элементов / Под ред. акад. Ю.Н.Третьякова. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. — Т. 2. — С. 86. — ISBN 5-7695-1436-1
  6. Лидин Р.А., Андреева Л.Л., Молочко В.А. Глава 6. Энергия связи для многоатомных частиц // Константы неорганических веществ: справочник / Под редакцией проф. Р.А.Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп.. — М.: «Дрофа», 2006. — С. 384. — ISBN 5-7107-8085-5
  7. 1 2 Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. Учебник для вузов. — 4-е изд., исправленное. — М.: «Высшая школа», 2001. — С. 498. — ISBN 5-06-003363-5
  8. Алюминий // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1988. — Т. 1. — С. 207.
  9. Лидин Р.А., Андреева Л.Л., Молочко В.А. Часть VII. Плотность воды и водных растворов. Глава 3. Соли // Константы неорганических веществ: справочник / Под редакцией проф. Р.А.Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп.. — М.: «Дрофа», 2006. — С. 641. — ISBN 5-7107-8085-5
  10. Гофман У., Рюдорф В., Хаас А. и др. Руководство по неорганическому синтезу. — Пер. с нем., под ред. Г.Брауэра. — М.: «Мир», 1985. — Т. 3. — С. 899.
  11. Взаимодействие брома с алюминием — видеоопыт в Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов
  12. Спиридонов Б.А., Федянин В.И. Исследование процесса электроосаждения алюминия из пара-ксилольных электролитов.(недоступная ссылка — история). Российское общество гальванотехников и специалистов в области обработки поверхности. Проверено 26 октября 2009. Архивировано из первоисточника 18 мая 2008.
  13. Douwes H.S.A. The kinetics of the aluminium bromide catalyzed isomerization of 1-propyl bromide (англ.) // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. — 2005. — Т. 240. — № 1-2. — С. 82-90.
  14. Unated States Patent 2553518. Production of Organic Bromides (англ.) (pdf). FreePatentsOnline (May, 1951). Проверено 26 октября 2009. Архивировано из первоисточника 9 апреля 2012.
  15. Safety data for aluminium bromide (англ.). The Physical and Theoretical Chemistry Laboratory Oxford University. Проверено 26 октября 2009. Архивировано из первоисточника 9 апреля 2012.

Литература[править | править вики-текст]

  1. Downs A.J. Chemistry of aluminium, gallium, indium, and thallium. — First edition. — London: Chapman & Hall, 1993. — 526 p. — ISBN 0-7514-0103-X