Vanadyl trichloride

hợp chất hóa học
(Đổi hướng từ Vanadyl triclorua)

Vanadyl trichloride là một hợp chất vô cơcông thức hóa học VOCl3. Chất lỏng màu vàng này dễ dàng bị thủy phân trong không khí. Nó là một chất oxy hóa. Nó được sử dụng làm thuốc thử trong tổng hợp hữu cơ.[2] Các mẫu thường có màu đỏ hoặc cam do có lẫn tạp chất vanadi(IV) chloride.[3]

Vanadyl trichloride
Cấu trúc của vanadyl trichloride
Mẫu vanadyl trichloride không tinh khiết
Danh pháp IUPACVanadium trichloride oxide
Tên khácVanadi(V) oxytrichloride
Vanadi oxytrichloride
Nhận dạng
Số CAS7727-18-6
Số EINECS231-780-2
MeSHtrichlorooxo+vanadium
Số RTECSYW2975000
Ảnh Jmol-3Dảnh
SMILES
đầy đủ
  • Cl[V](Cl)(Cl)=O

InChI
đầy đủ
  • 1S/3ClH.O.V/h3*1H;;/q;;;;+3/p-3
ChemSpider10613097
UNII839N4FR2H0
Thuộc tính
Công thức phân tửVOCl3
Khối lượng mol173,2985 g/mol
Bề ngoàichất lỏng màu cam bốc khói[1]
Khối lượng riêng1,829 g/cm³[1]
Điểm nóng chảy −76,5 °C (196,7 K; −105,7 °F)
Điểm sôi 126,7 °C (399,8 K; 260,1 °F)
Độ hòa tan trong nướcphân hủy[1]
Độ hòa tantan trong metanol, etanol, aceton[1]
Áp suất hơi1,84 kPa (20 ℃)
Cấu trúc
Hình dạng phân tửTứ diện
Các nguy hiểm
Nguy hiểm chínhđộ độc cao, nguồn oxy hóa
NFPA 704

1
3
3
 
LD50140 mg/kg (oral, rat)
Ký hiệu GHSBiểu tượng ăn mòn trong Hệ thống Điều hòa Toàn cầu về Phân loại và Dán nhãn Hóa chất (GHS)GHS06: Toxic
Báo hiệu GHSNguy hiểm
Chỉ dẫn nguy hiểm GHSH301, H314
Chỉ dẫn phòng ngừa GHSP280, P301+P310, P305+P351+P338, P310
Các hợp chất liên quan
Anion khácVanadyl triflorua
Vanadyl tribromua
Vanadyl triiodide
Cation khácVanadyl monochloride
Vanadyl đichloride
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa).
KhôngN kiểm chứng (cái gì ☑YKhôngN ?)

Tính chất

sửa

VOCl3 là một hợp chất vanadi với vanadi ở trạng thái oxy hóa +5 và nghịch từ. Nó có dạng tứ diện với góc liên kết O–V–Cl là 111° và góc liên kết Cl–V–Cl là 108°. Độ dài liên kết VO và V–Cl tương ứng là 157 và 214 pm. VOCl3 phản ứng mạnh với nước và tạo ra HCl. Nó có thể hòa tan trong các dung môi không phân cực như benzen, CH2Cl2hexan. Trong một số khía cạnh, các tính chất hóa học của VOCl3POCl3 cũng tương tự. Một điểm khác biệt là VOCl3 là một chất oxy hóa mạnh, trong khi hợp chất phosphor thì không.[4] VOCl3 là tiêu chuẩn chuyển dịch hóa học thông thường cho quang phổ NMR 51V.[5]

Điều chế

sửa

VOCl3 được tạo ra do quá trình clo hóa V2O5. Phản ứng tiến hành gần 600 ℃:[6]

6Cl2 + 2V2O5 → 4VOCl3 + 3O2

Làm nóng hỗn hợp (được pha trộn tốt với các hạt nhỏ) của V2O5, clocacbon ở 200–400 ℃ cũng cho VOCl3. Trong trường hợp này, cacbon đóng vai trò như một chất khử oxy tương tự như việc sử dụng nó trong quá trình chloride để sản xuất TiCl4 từ TiO2.

Vanadi(III) oxit cũng có thể được sử dụng làm tiền chất:[3]

3Cl2 + V2O3 → 2VOCl3 + ½O2

Quá trình tổng hợp trong phòng thí nghiệm gồm quá trình clo hóa V2O5 bằng SOCl2.[7]

V2O5 + 3SOCl2 → 2VOCl3 + 3SO2

Phản ứng

sửa

Thủy phân và rượu phân

sửa

VOCl3 bị thủy phân nhanh chóng tạo ra vanadi(V) oxit và axit clohydric. Trong ảnh mẫu của hợp chất, có thể thấy V2O5 màu cam hình thành trên thành cốc. Chất trung gian trong quá trình này là VO2Cl:

2VOCl3 + 3H2O → V2O5 + 6HCl

VOCl3 phản ứng với rượu đặc biệt khi có mặt chất nhận proton để tạo ra các alkoxit, như được minh họa bằng sự tổng hợp vanadyl(V) isopropoxit:

VOCl3 + 3HOCH(CH3)2 → VO(OCH(CH3)2)3 + 3HCl

Chuyển đổi sang các hợp chất V–O–Cl khác

sửa

VOCl3 cũng được sử dụng trong quá trình tổng hợp vanadyl đichloride:

V2O5 + 3VCl3 + VOCl3 → 6VOCl2

VO2Cl có thể được điều chế bằng một phản ứng liên quan đến Cl2O.[8]

VOCl3 + Cl2O → VO2Cl + 2Cl2

Tại > 180 ℃, VO2Cl bị phân hủy thành V2O5 và VOCl3. Tương tự, VOCl2 cũng bị phân hủy để tạo ra VOCl3, cùng với VOCl.

Sự hình thành phức

sửa

VOCl3 có tính axit Lewis mạnh, được chứng minh bằng xu hướng tạo thành các phức với các base khác nhau như axetonitril và các amin. Khi hình thành các phức, vanadi thay đổi từ hình học tứ diện bốn tọa độ sang hình học bát diện sáu tọa độ:

VOCl3 + 2H2NEt → VOCl3(H2NEt)2

VOCl3 trong phản ứng trùng hợp anken

sửa

VOCl3 được sử dụng làm chất xúc tác hoặc chất tiền xúc tác trong sản xuất cao su ethylene-propylene (EPDM).

Tham khảo

sửa
  1. ^ a b c d CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th Edition (William M. Haynes; CRC Press, 22 thg 6, 2016 - 2652 trang), trang 4-94. Truy cập 10 tháng 4 năm 2021.
  2. ^ O'Brien, Michael K.; Vanasse, Benoit (2001). “Vanadyl Trichloride”. Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. doi:10.1002/047084289X.rv004. ISBN 0471936235.
  3. ^ a b F. E. Brown, F. A. Griffitts (1939). “Hypovanadous Oxide and Vanadium Oxytrichloride”. Inorganic Syntheses. Inorg. Synth. Inorganic Syntheses. I. tr. 106–108. doi:10.1002/9780470132326.ch38. ISBN 9780470132326.Quản lý CS1: sử dụng tham số tác giả (liên kết)
  4. ^ A. Earnshaw, N. Greenwood (1997). The Chemistry of the Elements - Second Edition. tr. 513–514.
  5. ^ Rehder, D.; Polenova, T.; Bühl, M. (2007). Vanadium-51 NMR. Annual Reports on NMR Spectroscopy. 62. tr. 49–114. doi:10.1016/S0066-4103(07)62002-X. ISBN 9780123739193.
  6. ^ Holleman, Arnold Frederik; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (2001). Inorganic Chemistry. Academic Press. ISBN 9780123526519.
  7. ^ G. Brauer "Vanadium oxytrichloride" in Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. p. 1264.
  8. ^ Oppermann, H. (1967). “Untersuchungen an Vanadinoxidchloriden und Vanadinchloriden. I. Gleichgewichte mit VOCl3, VO2Cl und VOCl2”. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 351 (3–4): 113–126. doi:10.1002/zaac.19673510302.