Seng klorida

Untuk jenis baterai, lihat Baterai seng–klorida.
Seng klorida
Seng klorida hidrat
Nama
Nama IUPAC
Seng klorida
Nama lain
Seng(II) klorida
Seng diklorida
Butter of zinc
Penanda
Model 3D (JSmol)
3DMet {{{3DMet}}}
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Nomor EC
Nomor RTECS {{{value}}}
UNII
Nomor UN 2331
  • InChI=1S/2ClH.Zn/h2*1H;/q;;+2/p-2 YaY
    Key: JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L YaY
  • InChI=1/2ClH.Zn/h2*1H;/q;;+2/p-2
    Key: JIAARYAFYJHUJI-NUQVWONBAB
  • Cl[Zn]Cl
Sifat
ZnCl2
Massa molar 136.315 g/mol
Penampilan Padatan kristalin putih
sangat higroskopis
Bau Tak berbau
Densitas 2.907 g/cm3
Titik lebur 290 °C (554 °F; 563 K)[1]
Titik didih 732 °C (1.350 °F; 1.005 K)[1]
432.0 g/ 100 g (25 °C)
Kelarutan larut dalam etanol, gliserol dan aseton
Kelarutan dalam alkohol 430.0 g/100ml
−65.0·10−6 cm3/mol
Struktur
Tetrahedral, linear dalam fasa gas
Farmakologi
Kode ATC B05XA12
Bahaya
Lembar data keselamatan External MSDS
Berbahaya (Xn)
Korosif (C)
Berbahaya bagi lingkungan (N)
Frasa-R R22, R34, R50/53
Frasa-S (S1/2), S26, S36/37/39, S45, S60, S61
Dosis atau konsentrasi letal (LD, LC):
350 mg/kg (tikus, oral)
350 mg/kg (tikus, oral)
200 mg/kg (guinea pig, oral)
1100 mg/kg (rat, oral)
1250 mg/kg (tikus, oral)[3][2]
1260 mg/m3 (tikus, 30 min)
1180 mg-min/m3[3]
Batas imbas kesehatan AS (NIOSH):
PEL (yang diperbolehkan)
 TWA 1 mg/m3 (uap)[2]
REL (yang direkomendasikan)
 TWA 1 mg/m3 ST 2 mg/m3 (uap)[2]
IDLH (langsung berbahaya)
 50 mg/m3 (uap)[2]
Senyawa terkait
Anion lain
 Seng fluorida
Seng bromida
Seng iodida
Kation lainnya
 Kadmium klorida
Raksa(II) klorida
Kecuali dinyatakan lain, data di atas berlaku pada suhu dan tekanan standar (25 °C [77 °F], 100 kPa).
N verifikasi (apa ini YaYN ?)
Referensi

Seng klorida adalah suatu senyawa kimia dengan rumus kimia ZnCl2 dan hidratnya. Seng klorida, di mana sembilan bentuk kristalinnya diketahui, adalah kristal tak berwarna hingga putih, dan sangat larut dalam air. ZnCl2 sendiri bersifat higroskopis. Sampel senyawa ini harus dilindungi dari sumber kelembapan, termasuk uap air yang terdapat pada udara ambien. Seng klorida memiliki aplikasi yang luas dalam pemrosesan tekstil, fluks metalurgi, dan dalam sintesis kimia. Tidak ada mineral dengan komposisi kimia ini yang diketahui selain mineral yang sangat jarang simonkolleite, Zn5(OH)8Cl2·H2O.

Struktur dan sifat

Empat bentuk kristalin (polimorf) dari ZnCl2 diketahui: α, β, γ, dan δ, dan dalam setiap kasus ion Zn2+ terkoordinasi tetrahedral dengan empat ion klorida.[4]

Bentuk Simetri Simbol Pearson Grup No 　a (nm) 　b (nm) c (nm) Z ρ (g/cm3)
α Tetragonal tI12 I42d 122 0.5398 0.5398 0.64223 4 3.00
β Tetragonal tP6 P42/nmc 137 0.3696 0.3696 1.071 2 3.09
γ Monoklinik mP36 P21/c 14 0.654 1.131 1.23328 12 2.98
δ Ortorombik oP12 Pna21 33 0.6125 0.6443 0.7693 4 2.98

Di sini, a, b, dan c adalah konstanta kisi, Z adalah jumlah unit struktur per satuan sel dan ρ adalah kerapatan yang dihitung dari parameter struktur.[5][6][7]

Bentuk ortorombik anhidrat murni (δ) dengan cepat mengubah salah satu bentuk lain pada paparan atmosfer dan penjelasan yang mungkin adalah bahwa ion OH− yang berasal dari air yang diserap memudahkan penataan ulang.[4] Pendinginan cepat dari lelehan ZnCl2 menghasilkan kaca.[8]

Karakter kovalen pada material anhidrat diindikasikan oleh titik lelehnya yang relatif rendah yaitu 275 °C.[9] Bukti lebih lanjut untuk kovalensi ditandai oleh kelarutan tinggi diklorida dalam pelarut etereal dimana ia membentuk adduct dengan rumus ZnCl2L2, di mana L = ligan seperti O(C2H5)2. Dalam fasa gas, molekul ZnCl2 berbentuk linear dengan panjang ikatan 205 pm.[10]

Lelehan ZnCl2 memiliki viskositas tinggi pada titik lelehnya dan konduktivitas listrik yang relatif rendah yang meningkat secara nyata terhadap suhu.[10][11] Studi hamburan Raman terhadap lelehan tersebut menunjukkan adanya struktur polimerik [12] dan studi hamburan neutron menunjukkan adanya kompleks tetrahedral {ZnCl4}.[13]

Hidrat

Lima hidrat dari seng klorida diketahui, ZnCl2(H2O)n di mana n = 1, 1.5, 2.5, 3 dan 4.[14] Tetrahidrat ZnCl2(H2O)4 mengkristal dari larutan berair seng klorida.[14]

Preparasi dan pemurnian

ZnCl2 anhidrat dapat disiapkan dari seng dan hidrogen klorida.

Zn(s) + 2 HCl → ZnCl2 + H2(g)

Bentuk terhidrasi dan larutan berair dapat disiapkan dengan cara serupa dengan mereaksikan logam Zn dengan asam klorida. Sng oksida dan seng sulfida bereaksi dengan HCl:

ZnS(s) + 2 HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2S(g)

Tidak seperti banyak unsur lainnya, seng pada dasarnya hanya ada dalam satu keadaan oksidasi, 2+, yang menyederhanakan pemurnian klorida.

Sampel seng klorida komersial biasanya mengandung air dan produk dari hidrolisis sebagai pengotir. Sampel semacam itu dapat dimurnikan dengan rekristalisasi dari dioksan panas . Sampel anhidrat dapat dimurnikan dengan sublimasi dalam aliran gas hidrogen klorida, diikuti sengan pemanasan sublimat pada suhu 400 °C dalam aliran gas nitrogen kering. Akhirnya, Metode paling sederhana bergantung pada perlakuan seng klorida dengan tionil klorida.[15]

Reaksi

Lelehan ZnCl2 anhirdat pada suhu 500–700 °C melarutkan logam seng, dan, pada pendinginan cepat lelehan, suatu kaca diamagnetik berwarna kuning terbentuk, yang mana pada studi Raman menunjukkan kandungan ion Zn2+2.[14]

Sejumlah garam yang mengandung anion tetraklorozinkat, ZnCl2−4, diketahui.[10] "pereaksi Caulton," V2Cl3(thf)6Zn2Cl6 adalah salah satu contoh garam yang mengandung Zn2Cl2−6.[16][17] Senyawa Cs3ZnCl5 mengandung ZnCl2−4 tetrahedral dan anion Cl−.[4] Tidak ada senyawa yang mengandung ion ZnCl4−6 yang telah dikarakterisasi.[4]

Sementara seng klorida sangat larut dalam air, larutan tidak dapat dianggap mengandung ion terlarut Zn2+ dan ion Cl−, spesi ZnClxH2O(4−x) juga hadir.[18][19][20] Larutan berair ZnCl2 berisfat asam: larutan berair dengan konsentrasi 6 M memiliki pH 1.[14] Keasaman larutan ZnCl2 berair terhadap garam Zn2+ lainnya dikarenakan pembentukan kompleks tetrahedral kloro aqua di mana reduksi dalam bilangan koordinasi dari 6 menjadi 4 lebih lanjut mereduksi kekuatan ikatan O-H dalam molekul air tersolvasi.[21]

Aplikasi

Dalam sintesis organik

Penggunaan awal seng klorida (Silzic) adalah dalam membangun kerangka karbon dengan merendahkan molekul metanol. Produk hidrokarbon tak jenuh adalah produk utama, dengan kondisi reaksi yang mempengaruhi distribusi produk, meskipun beberapa senyawa aromatik terbentuk.[22] Pada tahun 1880, ditemukan bahwa seng cair klorida mengkatalisis reaksi aromatisasi yang menghasilkan heksametilbenzena. Pada titik lebur ZnCl2 (283 °C), reaksi tersebut memiliki ΔG sebesar −1090 kJ mol−1 dan dapat disempurnakan menjadi:[23]

15 CH3OH → C6(CH3)6 + 3 CH4 + 15 H2O

Penemu reaksi ini merasionalisasinya karena melibatkan pengembunan unit metilen yang diikuti dengan metilasi lengkap Friedel-Crafts dari cincin benzena yang dihasilkan dengan klorometana yang dihasilkan secara in situ.[23] Transformasi alkilasi semacam itu adalah penerapan kekuatan moderat seng sebagai asam Lewis, yang merupakan peran utamanya dalam sintesis laboratorium. Contoh lainnya termasuk mengkatalisis (A) sintesis indola Fischer,[24] dan juga (B) reaksi asilasi Friedel-Crafts yang melibatkan cincin aromatik teraktivasi.[25][26]

Berkaitan dengan yang terakhir ini adalah pembuatan pewarna klasik fluorescein dari anhidrida ftalat dan resorsinol, yang melibatkan asilasi Friedel-Crafts.[27] Transformasi ini sebenarnya telah dicapai dengan menggunakan sampel ZnCl2 terhidrasi yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Asam klorida sendiri bereaksi buruk dengan alkohol primer dan alkohol sekunder, namun kombinasi HCl dengan ZnCl2 (dikenal bersama sebagai "pereaksi Lucas") efektif untuk pembuatan alkil klorida. Reaksi tipikal dilakukan pada suhu 130 °C. Reaksi ini kemungkinan berlangsung melalui mekanisme SN2 dengan alkohol primer namun untuk alkohol sekunder melalui mekanisme SN1.

Seng klorida juga mengaktifkan halida benzilik dan alilik ke arah substitusi oleh nukleofil lemah seperti alkena:[28]

Dalam gaya yang serupa, ZnCl2 mendukung reduksi selektif NaBH3CN pada halida tersier, alilik atau benzilik menjadi hidrokarbon yang sesuai.

Seng klorida juga merupakan pereaksi awal yang berguna untuk sintesis berbagai pereaksi organoseng, seperti yang digunakan dalam penggandengan Negishi yang dikatalisis paladium dengan aril halida atau vinil halida.[29] Dalam kasus seperti itu, senyawa organoseng biasanya dibuat dengan transmetalasi dari suatu organolitium atau pereaksi Grignard, misalnya:

Enolat seng, disiapkan dari enolat logam alkali dan ZnCl2, menyediakan kendali stereokimia dalam reaksi kondensasi aldol karena khelasi pada seng. Dalam contoh di bawah, produk threolebih disukai dibandingkan erythro dengan faktor 5:1 ketika ZnCl2 dalam DME/eter digunakan.[30] Khelat lebih stabil bila gugus fenil yang besar pseudo-ekuatorial dibandingkan pseudo-aksial, misalnya, threo dibandingkan erythro.

Dalam pemrosesan tekstil dan kertas

Larutan pekat berair dari seng klorida (lebih dari 64% berat/berat seng klorida dalam air) memiliki sifat menarik pada pelarutan pati, sutra, dan selulosa. Dengan demikian, larutan tersebut tidak dapat disaring melalui kertas saring standar. Relevan dengan afinitasnya untuk bahan ini, ZnCl2 digunakan sebagai agen tahhan-api dan "penyegar" kain seperti Febreze. Serat vulkanisir dibuat dengan merendam kertas dengan seng klorida pekat.

Granat asap

Komposisi asap campuran seng klorida ("HC") yang digunakan dalam granat asap mengandung seng oksida dan heksakloroetana, yang jika dinyalakan, bereaksi membentuk asap seng klorida, sebuah layar asap yang efektif.[31]

Deteksi sidik jari

Ninhidrin bereaksi dengan asam amino dan amina untuk membentuk senyawa berwarna “ungu Ruhemann” (RP). Penyemprotan dengan larutan seng klorida membentuk kompleks 1:1 RP:ZnCl(H2O)2, Yang lebih mudah terdeteksi karena ia dapat berfluoresens yang lebih baik daripada ungu Ruhemann.[32]

Desinfektan

Secara historis, larutan encer dari seng klorida digunakan sebagai desinfektan dengan nama "Burnett's Disinfecting Fluid". [33] Senyawa ini juga digunakan dalam beberapa merek komersial obat kumur antiseptik.

Keamanan

Seng klorida adalah iritan kulit. Setelah kontak dengan kulit, segera lakukan pembersihan yang diperlukan dengan menggunakan sabun dan air mengalir. Apabila kontak dengan mata, tindakan yang memadai dilakukan dengan mengalirinya dengan air, penggunaan obat tetes mata Isogutt, dan segera menghubungi dokter mata sesegera mungkin.[34]

Seng klorida bersifat kaustik ke saluran pencernaan, terkadang mengarah pada hematemesis. Gejala keracunan akut yang dapat terjadi seperti gangguan pencernaan, diare, mual, dan sakit perut. Muntah terjadi hampir secara universal. Dekontaminasi saluran pencernaan setelah pengambilan senyawa seng secara oral sebagian besar tidak diperlukan, karena pasien biasanya muntah secukupnya. Susu dapat diberikan untuk mengurangi penyerapan logam. Tingkat seng dapat dinormalisasi dengan garam EDTA.[34]

Penghirupan uap seng, seng oksida, atau seng klorida menyebabkan edema paru dan demam asam logam. Onset terjadi dalam waktu 4-6 jam dan mungkin tertunda hingga 8 jam. Gejala yang dapat terjadi termasuk pernapasan yang cepat, batuk, demam, menggigil, berkeringat, nyeri dada dan kaki, mialgia, kelelahan, rasa logam, keluarnya air liur, haus, dan leukositosis, yang bisa berlangsung dari 24 sampai 48 jam. Dalam kasus inhalasi asap, persiapan kortison harus segera diterapkan (misal, dengan menghirup Auxiloson) untuk menghindari pengembangan edema paru.[34]

Referensi

  1. ^ a b O'Neil, M. J.; et al. (2001). The Merck index : an encyclopedia of chemicals, drugs, and biologicals. N. J.: Whitehouse Station. ISBN 0911910131. 
  2. ^ a b c d "NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0674". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). 
  3. ^ a b "Uap seng klorida". Immediately Dangerous to Life and Health. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). 
  4. ^ a b c d Wells, A. F. (1984). Structural Inorganic Chemistry. Oxford: Clarendon Press. ISBN 0-19-855370-6. 
  5. ^ Oswald, H. R.; Jaggi, H. (1960). "Zur Struktur der wasserfreien Zinkhalogenide I. Die wasserfreien Zinkchloride". Helvetica Chimica Acta. 43 (1): 72–77. doi:10.1002/hlca.19600430109. 
  6. ^ Brynestad, J.; Yakel, H. L. (1978). "Preparation and Structure of Anhydrous Zinc Chloride". Inorganic Chemistry. 17 (5): 1376–1377. doi:10.1021/ic50183a059. 
  7. ^ Brehler, B. (1961). "Kristallstrukturuntersuchungen an ZnCl2". Zeitschrift für Kristallographie. 115 (5-6): 373–402. doi:10.1524/zkri.1961.115.5-6.373. 
  8. ^ Mackenzie, J. D.; Murphy, W. K. (1960). "Structure of Glass-Forming Halides. II. Liquid Zinc Chloride". The Journal of Chemical Physics. 33 (2): 366–369. doi:10.1063/1.1731151. 
  9. ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (edisi ke-2), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506-3365-4 
  10. ^ a b c Prince, R. H. (1994). King, R. B., ed. Encyclopedia of Inorganic Chemistry. John Wiley & Sons. ISBN 0-471-93620-0. 
  11. ^ Ray, H. S. (2006). Introduction to Melts: Molten Salts, Slags and Glasses. Allied Publishers. ISBN 81-7764-875-6. 
  12. ^ Danek, V. (2006). Physico-Chemical Analysis of Molten Electrolytes. Elsevier. ISBN 0-444-52116-X. 
  13. ^ Price, D. L.; Saboungi, M.-L.; Susman, S.; Volin, K. J.; Wright, A. C. (1991). "Neutron Scattering Function of Vitreous and Molten Zinc Chloride". Journal of Physics: Condensed Matter. 3 (49): 9835–9842. doi:10.1088/0953-8984/3/49/001. 
  14. ^ a b c d Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001). Inorganic Chemistry. San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5. 
  15. ^ Pray, A. P. (1990). Inorganic Syntheses. 28. New York: J. Wiley & Sons. hlm. 321–322. ISBN 0-471-52619-3. 
  16. ^ Mulzer, J.; Waldmann, H., ed. (1998). Organic Synthesis Highlights. 3. Wiley-VCH. ISBN 3-527-29500-3. 
  17. ^ Bouma, R. J.; Teuben, J. H.; Beukema, W. R.; Bansemer, R. L.; Huffman, J. C.; Caulton, K. G. (1984). "Identification of the Zinc Reduction Product of VCl3 · 3THF sebagai [V2Cl3(THF)6]2[Zn2Cl6]". Inorganic Chemistry. 23 (17): 2715–2718. doi:10.1021/ic00185a033. 
  18. ^ Irish, D. E.; McCarroll, B.; Young, T. F. (1963). "Raman Study of Zinc Chloride Solutions". The Journal of Chemical Physics. 39 (12): 3436–3444. doi:10.1063/1.1734212. 
  19. ^ Yamaguchi, T.; Hayashi, S.; Ohtaki, H. (1989). "X-Ray Diffraction and Raman Studies of Zinc(II) Chloride Hydrate Melts, ZnCl2 · RH2O (R = 1.8, 2.5, 3.0, 4.0, and 6.2)". The Journal of Physical Chemistry. 93 (6): 2620–2625. doi:10.1021/j100343a074. 
  20. ^ Pye, C. C.; Corbeil, C. R.; Rudolph, W. W. (2006). "An ab initio Investigation of Zinc Chloro Complexes". Physical Chemistry Chemical Physics. 8 (46): 5428–5436. doi:10.1039/b610084h. ISSN 1463-9076. PMID 17119651. 
  21. ^ Brown, I. D. (2006). The Chemical Bond in Inorganic Chemistry: The Bond Valence Model. Oxford University Press. ISBN 0-19-929881-5. 
  22. ^ Olah, George A.; Doggweiler, Hans; Felberg, Jeff D.; Frohlich, Stephan; Grdina, Mary Jo; Karpeles, Richard; Keumi, Takashi; Inaba, Shin-ichi; Ip, Wai M.; Lammertsma, Koop; Salem, George; Tabor, Derrick (1984). "Onium Ylide chemistry. 1. Bifunctional acid-base-catalyzed conversion of heterosubstituted methanes into ethylene and derived hydrocarbons. The onium ylide mechanism of the C1 → C2 conversion". J. Am. Chem. Soc. 106 (7): 2143–2149. doi:10.1021/ja00319a039. 
  23. ^ a b Chang, Clarence D. (1983). "Hydrocarbons from Methanol". Catal. Rev. - Sci. Eng. 25 (1): 1–118. doi:10.1080/01614948308078874. 
  24. ^ (1942) "2-Phenylindole". Org. Synth. 22: 98; Coll. Vol. 3: 725. 
  25. ^ Cooper, S. R. (1941). "Resacetophenone". Org. Synth. 21: 103; Coll. Vol. 3: 761. 
  26. ^ Dike, S. Y.; Merchant, J. R.; Sapre, N. Y. (1991). "A New and Efficient General Method for the Synthesis of 2-Spirobenzopyrans: First Synthesis of Cyclic Analogues of Precocene I and Related Compounds". Tetrahedron. 47 (26): 4775–4786. doi:10.1016/S0040-4020(01)86481-4. 
  27. ^ Furnell, B. S. (1989). Vogel's Textbook of Practical Organic Chemistry (edisi ke-5th). New York: Longman/Wiley. 
  28. ^ Bauml, E.; Tschemschlok, K.; Pock, R.; Mayr, H. (1988). "Synthesis of γ-Lactones from Alkenes Employing p-Methoxybenzyl Chloride as +CH2-CO2− Equivalent" (PDF). Tetrahedron Letters. 29 (52): 6925–6926. doi:10.1016/S0040-4039(00)88476-2. 
  29. ^ Kim, S.; Kim, Y. J.; Ahn, K. H. (1983). "Selective Reduction of Tertiary, Allyl, and Benzyl Halides by Zinc-Modified Cyanoborohydride in Diethyl Ether". Tetrahedron Letters. 24 (32): 3369–3372. doi:10.1016/S0040-4039(00)86272-3. 
  30. ^ House, H. O.; Crumrine, D. S.; Teranishi, A. Y.; Olmstead, H. D. (1973). "Chemistry of Carbanions. XXIII. Use of Metal Complexes to Control the Aldol Condensation". Journal of the American Chemical Society. 95 (10): 3310–3324. doi:10.1021/ja00791a039. 
  31. ^ Sample, B. E. (1997). Methods for Field Studies of Effects of Military Smokes, Obscurants, and Riot-control Agents on Threatened and Endangered Species. DIANE Publishing. ISBN 1-4289-1233-9. 
  32. ^ Menzel, E. R. (1999). Fingerprint Detection with Lasers. CRC Press. ISBN 0-8247-1974-3. 
  33. ^ Watts, H. (1869). A Dictionary of Chemistry and the Allied Branches of Other Sciences. Longmans, Green. 
  34. ^ a b c Dieter M. M. Rohe; Hans Uwe Wolf (2007), "Zinc Compounds", Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (edisi ke-7th), Wiley, hlm. 1–6, doi:10.1002/14356007.a28_537 

Bibliografi

  • N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1997.
  • Lide, D. R., ed. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (edisi ke-86). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5. 
  • The Merck Index, 7th edition, Merck & Co, Rahway, New Jersey, USA, 1960.
  • D. Nicholls, Complexes and First-Row Transition Elements, Macmillan Press, London, 1973.
  • J. March, Advanced Organic Chemistry, 4th ed., p. 723, Wiley, New York, 1992.
  • G. J. McGarvey, in Handbook of Reagents for Organic Synthesis, Volume 1: Reagents, Auxiliaries and Catalysts for C-C Bond Formation, (R. M. Coates, S. E. Denmark, eds.), pp. 220–3, Wiley, New York, 1999.

Pranala luar
Kembali kehalaman sebelumnya