Il cloruro di alluminio è un composto inorganico in cui il rapporto tra alluminio e cloro è di 1:3 e pertanto la formula è AlCl3. Nel composto sono presenti molecole di acqua di cristallizzazione il cui numero può variare da zero a 6.
Proprietà del cloruro di alluminio
Se è in forma anidra si presenta come una polvere da bianca a grigia con un odore pungente. È una sostanza igroscopica, solubile in acqua, benzene, tetracloruro di carbonio, cloroformio, benzofenone e nitrobenzene.
Nella molecola l’alluminio è ibridato sp2 e, non avendo doppietti elettronici disponibili, assume una geometria trigonale planare con angoli di 120° e pertanto, la molecola è apolare.
A seconda dello stato di aggregazione si presenta sotto forma di strutture diverse: allo stato fuso e nella fase vapore infatti ha una struttura dimerica Al2Cl6.
Le sue soluzioni sono acide in quanto è un acido di Lewis che in acqua dà luogo alla formazione dello ione esaidrossoalluminio [Al(H2O)6]3+.
Tale ione idrato reagisce con l’acqua secondo l’equilibrio:
[Al(H2O)6]3+ + H2O ⇌ [Al(H2O)5(OH)]2++ H3O+
La costante relativa a questo equilibrio è pari a 1.4∙ 10-5.
Sintesi
Il cloruro di alluminio può essere preparato attraverso diverse vie sintetiche:
- dalla reazione di scambio semplice tra alluminio e cloruro di ferro (III):
Al + FeCl3→ AlCl3 + Fe
- dalla reazione di scambio semplice tra alluminio e cloruro di rame (II)
2 Al + 3 CuCl2 → 2 AlCl3 +3 Cu
- dalla reazione di scambio semplice tra alluminio e acido cloridrico:
2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3+ 3 H2
- dalla reazione di sintesi tra alluminio e cloro
2 Al + 3 Cl2 → 2 AlCl3
Reazioni
Esso reagisce con
- l’idrossido di ammonio per dare idrossido di alluminio e cloruro di ammonio:
AlCl3 + 3 NH4OH → Al(OH)3+ 2 NH4Cl
- idrossido di sodio per dare idrossido di alluminio e cloruro di sodio
AlCl3 + 3 NaOH → Al(OH)3+ 3 NaCl
- il magnesio per dare alluminio e cloruro di magnesio:
2 AlCl3 + 3 Mg →2 Al + 3 MgCl2
- l’acido solforico per dare solfato acido di alluminio e acido cloridrico
AlCl3 + 3H2SO4 → Al(HSO4)3 + 3HCl
Usi
È ampiamente utilizzato nella produzione di gomma, lubrificanti, preservanti del legno, pesticidi e vernici. Il fisico e chimico danese Hans Christian Ørsted nel 1825 ottenne l’alluminio metallico riscaldando il cloruro di alluminio anidro con potassio elementare secondo la reazione di ossidoriduzione:
AlCl3 + 3 K → Al + 3 KCl
Tuttavia la prima produzione commerciale di alluminio iniziò nel 1854 a Javelìmediante riduzione del cloruro di alluminio dal tetracloroalluminato di sodio fuso mediante sodio metallico.
Può essere utilizzato nei metodi colorimetrici per l’analisi del contenuto di flavonoidi totali (TFC). I flavonoidi infatti I flavonoidi formano complessi colorati con ioni metallici come lo ione alluminio. Gli estratti di flavonoidi opportunamente diluiti vengono fatti reagire con AlCl3 acquoso al 10% (m/v) e acetato di potassio acquoso 1 M (CH 3 COOK) e diluiti con acqua distillata deionizzata.
La miscela di reazione viene incubata a temperatura ambiente per 30 minuti e l’assorbanza viene misurata a 415 nm contro una soluzione bianca in cui l’acqua deionizzata sostituisce AlCl3 al 10% . Per stimare il TFC viene quindi utilizzata una curva di calibrazione tracciata utilizzando il flavonoide predominante nel campione
Il cloruro di alluminio è utilizzato:
- nella produzione di alluminio
- come catalizzatore acido
- nell’alogenazione del benzene
- nelle reazioni di acilazione di Friedel-Craft
- nella riduzione di Meerwein-Ponndorf-Verley dei chetoni
Il cloruro di alluminio esaidrato trovò impiego nei primi deodoranti dove veniva impiegato per i suoi effetti antitraspiranti.