Aluminium klorida
Aluminium klorida (AlCl) adalah senyawa kimia utama dari aluminium dan klorin. Senyawa ini berwarna putih, tetapi sampelnya sering terkontaminasi dengan besi triklorida, yang memberikan pewarnaan kuning. Padatannya mempunyai titik leleh dan titik didih rendah. Senyawa ini terutama diproduksi dan dikonsumsi dalam produksi logam aluminium, tetapi sejumlah besar juga digunakan dalam bidang industri kimia. Senyawa ini sering digolongkan sebagai asam Lewis. Ini merupakan contoh senyawa anorganik yang "retak" pada temperatur rendah, berubah bolak-balik dari polimer menjadi monomer.
memiliki tiga struktur yang berbeda, bergantung pada temperatur dan fasenya (padat, cair, gas). padat berbentuk seperti lembaran dengan kisi kristal "closed packed cubic". Dalam bentuk ini, pusat Al menunjukkan geometri koordinasi oktahedral. Dalam lelehannya, aluminium triklorida berada sebagai dimer , dengan aluminium tetrakoordinasi. Perubahan struktur ini terkait dengan rendahnya massa jenis fasa cairnya (1,78 g/cm) vs aluminium triklorida padat (2,48 g/cm). Dimer AlCl juga dijumpai dalam fasa uap. Pada temperatur yang lebih tinggi, dimer AlCl terdisosiasi menjadi trigonal planar, yang secara struktur analog dengan . Lelehannya memiliki daya hantar listrik rendah, tidak seperti halida ionik lainnya misalnya natrium klorida.
Aluminium klorida anhidrat adalah asam Lewis kuat, mampu membentuk adisi asam-basa Lewis dengan basa Lewis seperti benzofenon dan mesitilena. Ia membentuk tetrakloroaluminat dengan adanya ion klorida.
Aluminium klorida bereaksi dengan kalsium dan magnesium hidrida dalam tetrahidrofuran membentuk tetrahidroaluminat.
Aluminium klorida bersifat higroskopis, mempunyai afinitas yang kuat terhadap air. Ini menguap di udara lembab dan mendesis ketika dicampur dengan air karena ion Cl digantikan dengan molekul HO dalam kisi-kisinya untuk membentuk heksahidrate AlCl·6HO (juga berwarna putih kekuningan). Fase anhidrat tidak dapat diperoleh kembali pada pemanasan karena HCl hilang menyisakan aluminium hidroksida dan alumina (aluminium oksida):
formula_1
Pada pemanasan kuat (~400 °C), aluminium oksida terbentuk dari aluminium hidroksida melalui:
formula_2
Larutan akuatik adalah ionik sehingga menghantarkan listrik dengan baik. Larutan semacam ini dijumpai bersifat asam, menandakan hidrolisis parsial ion . Reaksinya dapat dijelaskan secara sederhana sebagai:
formula_3
Larutan akuatik berperlaku sama seperti garam aluminium lainnya yang mengandung ion terhidrasi, membentuk endapan gelatin aluminium hidroksida pada saat direaksikan dengan natrium hidroksida encer:
formula_4
Aluminium klorida diproduksi dalam skala besar dengan cara reaksi eksotermik logam aluminium dengan klorin atau hidrogen klorida pada temperatur antara .
formula_5
formula_6
Aluminium klorida dapat terbentuk melalui reaksi pengusiran tunggal antara tembaga klorida dan logam aluminium.
formula_7
Pada tahun 1993 di AS, sekitar 21.000 ton diproduksi, tidak termasuk jumlah yang digunakan dalam produksi aluminium.
Aluminium triklorida hidrat dibuat dengan melarutkan aluminium oksida dalam asam klorida. Aluminium logam juga mudah larut dalam asam klorida ─ membebaskan gas hidrogen dan menghasilkan panas. Memanaskan padatan ini tidak menghasilkan aluminium triklorida anhidrat, karena senyawa heksahidratnya terdekomposisi menjadi aluminium oksida ketika dipanaskan hingga :
formula_8
Aluminium juga membentuk klorida yang lebih rendah, aluminium(I) klorida (AlCl), tetapi ini sangat tidak stabil dan hanya dikenal dalam fase uapnya.
mungkin merupakan asam Lewis yang paling banyak digunakan dan juga salah satu yang paling kuat. Senyawa ini banyak ditemukan dalam aplikasi industri kimia sebagai katalis untuk reaksi Friedel–Crafts, baik asilasi maupun alkilasi. Produk pentingnya adalah deterjen dan etilbenzena. Ia juga digunakan dalam reaksi polimerisasi dan isomerisasi hidrokarbon.
Reaksi Friedel–Crafts merupakan pengguna utama aluminium klorida, misalnya dalam preparasi antrakuinon (untuk bahan pewarna industri) dari benzena dan fosgen. Secara umum reaksi Friedel–Crafts, asil klorida atau alkil halida bereaksi dengan sistem aromatik sebagai berikut:
Reaksi alkilasi lebih banyak digunakan daripada reaksi asilasi , meskipun praktiknya lebih menuntut perhatian teknis karena reaksi lebih lamban. Untuk kedua reaksi, aluminium klorida, bahan beserta peralatan lainnya harus kering, meskipun jejak kelembaban diperlukan agar reaksi dapat berlangsung. Masalah umum dengan reaksi Friedel–Crafts adalah bahwa katalis aluminium klorida kadang-kadang diperlukan dalam jumlah stoikiometris penuh, karena membentuk kompleks kuat dengan produk. Komplikasi ini kadang-kadang menghasilkan limbah korosif dalam jumlah besar. Untuk alasan ini dan sejenisnya, telah dicari katalis yang lebih dapat didaur ulang atau ramah lingkungan. Dengan demikian, penggunaan aluminium triklorida di beberapa aplikasi telah digantikan oleh zeolit.
Aluminium klorida dapat juga digunakan untuk memasukkan gugus aldehida ke dalam cincin aromatik, contohnya dalam reaksi Gattermann-Koch yang menggunakan karbon monoksida, hidrogen klorida dan ko-katalis tembaga(I) klorida.
Aluminium klorida banyak digunakan dalam berbagai macam aplikasi kimia organik lainnya. Misalnya, ia dapat mengkatalisis "reaksi ena", seperti adisi 3-buten-2-on (metil vinil keton) menjadi karvona:
AlCl juga banyak digunakan untuk reaksi polimerisasi dan isomerisasi hidrokarbon. Contoh penting antara lain pembuatan etilbenzena, yang digunakan untuk membuat stirena sebagai bahan baku polistirena, dan juga produksi dodesilbenzena, yang digunakan untuk pembuatan deterjen.
Aluminium klorida yang dikombinasikan dengan aluminium dan dengan adanya suatu arena dapat digunakan untuk mensintesis kompleks logam bis(arena), misalnya bis(benzena)kromium, dari halida logam tertentu melalui apa yang disebut sintesis Fischer-Hafner.
Heksahidratnya memiliki sedikit aplikasi, tetapi aluminium klorohidrat pada konsentrasi rendah adalah komponen umum dalam antiperspiran. Penderita Hiperhidrosis memerlukan konsentrasi yang lebih tinggi (12% atau lebih tinggi), dijual dengan merek seperti Xeransis, Drysol, DryDerm, sunsola, Maxim, Odaban, CertainDri, B+Drier, Chlorhydrol, Anhydrol Forte dan Driclor.
Aluminium klorida berada dalam kelompok D dalam bentuk monomernya dan D dalam bentuk dimernya. Bagaimanapun, kedua bentuk aluminium klorida, tidak memiliki momen dipol karena momen dipol ikatan meniadakan satu sama lain.
AlCl anhidrat bereaksi hebat dengan basa, sehingga diperlukan tindakan pencegahan yang sesuai. Hal ini dapat menyebabkan iritasi pada mata, kulit, dan sistem pernapasan jika terhirup atau saat kontak.
Aluminium klorida telah ditetapkan sebagai neurotoksin.