Cloreto de alumínio
# Cloreto de alumínio

O cloreto de alumínio, ou tricloreto de alumínio, de fórmula química AlCl$_3$, é um sal, preparado pela adição de ácido clorídrico e alumínio metálico, que libera H$_2$ gasoso.
Ele reage violentamente com água (formando-se cloreto de hidrogênio). É conhecido como sal anidro (sem água),ou como sal hexaidratado, perde água aos 100°C. O cloreto de alumínio pode ser obtido fazendo a passagem do cloro sobre óxido de alumínio aquecido e carbono. O cloreto de alumínio é usado comercialmente como um catalisador no craqueamento do petróleo, é também usado como catalisador em reações orgânicas.
Existe também um sal de cloreto de alumínio (I) (AlCl), mas é muito instável e apenas conhecido em seu estado gasoso.

## Estrutura
### Cloreto de alumínio anidro

No estado sólido, o cloreto de alumínio cristaliza a segundo a estrutura padrão YCl$_3$ com íons Al$_3$ + formando uma face centrada cúbica.

### Cloreto de alumínio hexahidratado

O cloreto de alumínio hexahidratado, de fórmula [Al(H$_2$O)$_6$]$^{3+}$ é estável, não agressivo à pele, e pode até mesmo ser usado na composição de pomadas e loções para tratamento de transtornos dermatológicos (ver hiperidrose).
Principais sinônimos:
* hexahidrato tricloreto de alumínio;
* tricloreto de alumínio hexahidrato.

## Reatividade

AlCl$_3$ é um ácido de Lewis sendo provavelmente o mais comumente usado e mais poderoso. Este composto tem muitas aplicações na indústria química, inclusive como um catalisador para as reações de Friedel-Craft, tanto na alquilação e acilação. Ele também é usado para reações de polimerização e isomerização de compostos orgânicos. O cloreto de alumínio é capaz de reagir de acordo com as reações ácido-base de Lewis com bases de Lewis, como até mesmo as mais fracas de benzofenona ou mesetileno. Na presença de um ião cloreto, reage de modo a formar-AlCl$_4$.
Sua forma anidra tem uma estrutura especial: embora seja um halogeneto de um metal altamente electropositivo, as ligações químicas são principalmente covalentes (e não iônicas como se poderia esperar). Este resultado faz com que AlCl$_3$ sofra derretimento à temperaturas baixas e sublimação (178 °C para o último), e que o estado líquido tenha baixa condutividade elétrica contrariamente a outros halogenetos iônicos tais como cloreto de sódio. Este composto existe na forma sólida, sob o formar uma rede hexacoordenada. E se funde formando um dímero tetracoordenado, o Al$_2$Cl$_6$ pode se pulverizar, dissociando-se em temperatura mais elevada para formar uma espécie AlCl$_3$ semelhante ao BF$_3$.
O cloreto de alumínio é muito reativo, e pode explodir em contacto com a água durante a hidratação. Ele hidrolisa parcialmente na presença de água para formar o ácido clorídrico e / ou cloreto de hidrogênio. Em solução aquosa, o AlCl$_3$ está completamente ionizado e a solução tem a maior potência. Esta solução é ácida. Em termos simplificados, o cátion produzido pela reação de cloreto de alumínio com a água é:
A hidrólise parcial na presença de água forma ácido clorídrico e / ou cloreto de hidrogênio. Soluções aquosas de cloreto de alumínio se comportam da mesma forma que as soluções de outros sais hidratados contendo íons Al$_3$ +. Por exemplo, quando confrontada com a quantidade de soda, que faz um precipitado gelatinoso de hidróxido de alumínio:
AlCl$_3$ (aq) + 3 NaOH (aq) → Al (OH)$_3$ (s) + 3 NaCl (aq)

## Preparação

O cloreto de alumínio é produzido industrialmente pela reação direta do alumínio e do cloro.
2 Al + 3 Cl$_2$ → 2 AlCl$_2$
Ou de alumínio e ácido clorídrico
2 Al + 6 HCl → AlCl$_3$ + 3 H$_2$
Esta reação é exotérmica.

## Utilização

A principal utilização de cloreto de alumínio a fabricação de compostos por reação de Friedel e artesanato, que é um catalisador, tais como o fabrico de antraquinona (corante para a indústria), a partir de benzeno e fosgênio. Durante a reação de Friedel-Craft, um acil ou cloreto de alquil halogeneto reage com um aromático como o seguinte:
Com derivados de benzeno, o principal produto da reação é a do isômero para. A alquilação reação que colocam muitos problemas, é muito menos utilizado do que a reação de acilação. Em ambos os casos, o cloreto de alumínio, não é completamente anidro, vestígios de umidade é necessária para a implementação da reação. Um problema com a reação de Friedel-Craft é o catalisador (cloreto de alumínio) deve estar presente em quantidade estequiométrica para a reação de ser completa, porque ele faz um complexo estável com o produto. Esta característica torna muito difícil de reciclar, então eles devem ser destruídos após a sua utilização, gerando, assim, uma significativa quantidade de efluentes corrosivos. Por esta razão, químicos estão a explorar a possibilidade de utilização de catalisadores mais neutros face ao meio ambiente tais como o trifluormetanosulfonato de itérbio (III) ou do disprósio trifluormetanosulfonato (III), que são mais caras, mas podem ser reciclados.
O Cloreto de alumínio também pode ser usado em reações de inserção aldeídos funções em anéis aromáticos, por exemplo, após uma reação Gatterman-Koch, que utiliza o monóxido de carbono, ácido clorídrico e cloreto de cobre (I) como co-catalisador:
Cloreto de alumínio tem muitas outras aplicações em química orgânica. Ele catalisa a reação, por exemplo, a de Diels-Alder, como a adição de 3-buteno-2-um sobre a carvão:
AlCl$_3$ também é usado em reações de polimerização ou isomerização de compostos orgânicos. As aplicações importantes incluem a produção de etilbenzeno (utilizada para produzir estireno e poliestireno), e produção de dodecilbenzeno (usada para fabricar detergentes).

## Segurança

AlCl$_3$ pode causar uma explosão se entrar em contato com uma base ou água. Este é um reagente para ser usado com cuidado, usando luvas e óculos de segurança. Deve ser manuseado sob um capuz. Quando tratados com ar úmido, o cloreto de alumínio absorve umidade rapidamente e tornar-se altamente ácido, rapidamente atacando um grande número de materiais, incluindo o aço inoxidável e a borracha.

## Referências gerais

* N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, Pergamon Press, Oxford, UK, 1984.
* Handbook of Chemistry and Physics, 71ª edição, CRC Press, Ann Arbor, Michigan, 1990.
* G. A. Olah (ed.), Friedel-Crafts e Afins Reactions, vol. 1, Interscience, New York, 1963.
* L. G. Wade, Organic Chemistry, 5 ª edição, Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, E.U.A., 2003.
* L. P. Galatsi, in: Manual de Reagentes para Síntese Orgânica: Acidic Reagentes e Basic, (HJ Reich, JH Rigby, eds.), PP12–15, Wiley, New York, 1999.
* B. B. Snider, Accounts of Chemical Research 13, 426 (1980).
1. ↑ Número de índice 013-003-00-7 na Tabela 3.1 do anexo VI do Regulamento CE N ° 1272/2008 [arquivo] (16 de Dezembro de 2008)