Cloruro de cromo (III)

cloruro de cromo(III) (también llamado cloruro crómico) es un compuesto químico inorgánico con la fórmula química CrCl₃. Forma varios hidratos con la fórmula CrCl₃·nH₂O, entre los que se encuentran los hidratos donde n puede ser 5 (cloruro de cromo(III) pentahidrato CrCl ₃·5H₂O) o 6 (cloruro de cromo(III) hexahidrato CrCl₃·6H₂O). El compuesto anhidro con la fórmula CrCl₃ son cristales violetas, mientras que la forma más común del cromo( III) el cloruro son los cristales de color verde oscuro del hexahidrato, CrCl₃·6H₂O< /lapso>. Los cloruros de cromo se utilizan como catalizadores y precursores de tintes para lana.

Estructura

El cloruro de cromo (III) anhidro adopta la estructura YCl3, con Cr³⁺ ocupando un tercio de los intersticios octaédricos en capas alternas de un Red pseudocúbica compacta de iones Cl^-. La ausencia de cationes en capas alternas conduce a una unión débil entre capas adyacentes. Por esta razón, los cristales de CrCl₃ se escinden fácilmente a lo largo de los planos entre capas, lo que resulta en escamas. Aspecto (micáceo) de muestras de cloruro de cromo (III). El CrCl₃ anhidro es exfoliable hasta el límite de monocapa. Si se presuriza a 9,9 GPa, se produce una transición de fase.

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  Modelo de llenado de espacio de embalado cúbico de iones de cloruro en la estructura de cristal CrCl₃
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  Modelo de parte de una capa
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  Apilación de capas

Hidratos de cloruro de cromo(III)

Los cloruros de cromo (III) hidratados muestran la propiedad algo inusual de existir en varias formas químicas distintas (isómeros), que difieren en términos del número de aniones cloruro que están coordinados con el Cr (III) y el agua de cristalización. Las diferentes formas existen tanto como sólidos como en soluciones acuosas. Se conocen varios miembros de la serie de [CrCl_3−q(H₂O)_n]^q+. El hexahidrato común se puede describir con mayor precisión como [CrCl₂(H₂O)₄]Cl·2H₂O. Consiste en el catión trans-[CrCl₂(H₂O)₄]⁺ y moléculas adicionales de agua y un anión cloruro en la red. Se conocen otros dos hidratos, de color verde pálido [CrCl(H₂O)₅]Cl₂·H₂O y violeta [Cr(H₂O)₆]Cl₃. Se observa una isomería de hidratación similar con otros compuestos de cromo (III).

Preparación

El cloruro de cromo (III) anhidro se puede preparar mediante cloración directa del cromo metálico o indirectamente mediante cloración carbotérmica del óxido de cromo (III) a 650–800 °C.

Cr₂O₃ + 3 C + 3 Cl₂ → 2 CrCl₃ + 3 CO

Los cloruros hidratados se preparan mediante tratamiento del cromato con ácido clorhídrico y metanol acuoso.

Reacciones

Las velocidades de reacción lentas son comunes con los complejos de cromo (III). La baja reactividad del ion d³ Cr³⁺ se puede explicar utilizando la teoría del campo cristalino. Una forma de abrir CrCl₃ a la sustitución en solución es reducir incluso una pequeña cantidad a CrCl₂, por ejemplo utilizando zinc en ácido clorhídrico. Este compuesto de cromo (II) se sustituye fácilmente y puede intercambiar electrones con CrCl₃ a través de un cloruro. puente, permitiendo que todo el CrCl₃ reaccione rápidamente. Con la presencia de algo de cromo (II), el CrCl₃ sólido se disuelve rápidamente en agua. De manera similar, las reacciones de sustitución de ligandos de soluciones de [CrCl₂(H ₂O)₄]⁺ son acelerados por el cromo (II) catalizadores.

Con cloruros de metales alcalinos fundidos como el cloruro de potasio, CrCl₃ da sales del tipo < span class="chemf nowrap">M₃[CrCl₆] y K₃[Cr₂Cl₉], que también es octaédrico pero donde los dos cromos están unidos mediante tres puentes de cloruro.

El hexahidrato también se puede deshidratar con cloruro de tionilo:

CrCl₃·6H₂O + 6 SOCl₂ → CrCl₃ + 6 SO₂ + 12 HCl

Complejos con ligandos orgánicos

CrCl₃ es un ácido de Lewis, clasificado como ácido "duro" según la teoría ácido-base duro-blando. Forma una variedad de aductos del tipo [CrCl₃L ₃]^q+, donde L es una base de Lewis. Por ejemplo, reacciona con piridina (C₅H_{5< /sub>N}) para formar el complejo de piridina:

CrCl₃ + 3 C₅H₅N → CrCl₃(C)₅H₅N)₃

El tratamiento con cloruro de trimetilsililo en THF da el complejo de THF anhidro:

CrCl₃·6H₂O + 12 (CH)₃)₃SiCl → CrCl₃(THF)₃ + 6 (CH)₃)₃Si)₂O + 12 HCl

Precursor de los complejos de organocromo

El cloruro de cromo (III) se utiliza como precursor de muchos compuestos de organocromo, por ejemplo, bis(benceno)cromo, un análogo del ferroceno:

Los complejos de fosfina derivados de CrCl₃ catalizan la trimerización del etileno a 1-hexeno.

Uso en síntesis orgánica

Un uso específico de CrCl₃ en síntesis orgánica es para in situ preparación de cloruro de cromo(II), reactivo para la reducción de haluros de alquilo y para la síntesis de haluros de (E)-alquenilo. La reacción suele realizarse utilizando dos moles de CrCl₃ por mol de hidruro de litio y aluminio, aunque si es acuoso Las condiciones ácidas son apropiadas. El zinc y el ácido clorhídrico pueden ser suficientes.

El cloruro de cromo (III) también se ha utilizado como ácido de Lewis en reacciones orgánicas, por ejemplo para catalizar la reacción nitroso de Diels-Alder.

Colorantes

Varios tintes que contienen cromo se utilizan comercialmente para la lana. Los colorantes típicos son los triarilmetanos que consisten en derivados del ácido ortohidroxilbenzoico.

Precauciones

Aunque el cromo trivalente es mucho menos venenoso que el hexavalente, las sales de cromo generalmente se consideran tóxicas.