Vanadium(III)-chlorid

Vanadium(III)-chlorid

Kristallstruktur
Kristallstruktur von Vanadium(III)-chlorid
__ V3+ __ Cl
Allgemeines
Name Vanadium(III)-chlorid
Andere Namen
  • Vanadiumtrichlorid
  • Vanadin(III)-chlorid
  • Vanadintrichlorid
Verhältnisformel VCl3
CAS-Nummer
  • 7718-98-1
  • 15168-15-7 (Hexahydrat)
PubChem 62647
Kurzbeschreibung

hygroskopische, geruchlose, hellrote bis rosarote zerfließliche Kristalle[1]

Eigenschaften
Molare Masse 157,30 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

3,0 g·cm−3 (20 °C)[1]

Schmelzpunkt

>300 °C (Zersetzung)[1]

Löslichkeit
  • löslich in Wasser unter Zersetzung[1]
  • löslich in Ethanol[2]
  • nicht löslich in Ether[2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3]
05 – Ätzend 07 – Achtung

Gefahr

H- und P-Sätze H: 302-314
P: 280-​305+351+338-​310 [3]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4][1]
Ätzend
Ätzend
(C)
R- und S-Sätze R: 22-34
S: 25-36/37/39-45
MAK

keine MAK, da cancerogen[1]

LD50

350 mg·kg−1 (Ratte, peroral)[5]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
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Vanadium(III)-chlorid ist eine chemische Verbindung aus den Elementen Vanadium und Chlor, die häufig als Ausgangsstoff zur Herstellung von Vanadium(III)-Komplexverbindungen genutzt wird. Es gehört zur Stoffklasse der Chloride und bildet ein Hexahydrat VCl3·6 H2O, ein grünes, hygroskopisches Pulver.[2]

Gewinnung und Darstellung

Vanadium(III)-chlorid wird durch Erhitzen (160–170 °C) aus Vanadium(IV)-chlorid VCl4 gewonnen.[2]

$ \mathrm {2\ VCl_{4}\longrightarrow 2\ VCl_{3}+Cl_{2}} $

Vanadium(III)-chlorid kann auch aus den Elementen gewonnen werden[6]:

$ \mathrm {2\ V+3\ Cl_{2}\longrightarrow 2\ VCl_{3}} $
Vanadium und Chlorgas reagieren beim Molverhältnis 2:3 zu Vanadium(III)-chlorid.

Alternativ ist eine Synthese aus Vanadium(III)-oxid und Thionylchlorid oder Vanadium(V)-oxid und Schwefel(I)-chlorid möglich.[2]

$ \mathrm {V_{2}O_{3}+3\ SOCl_{2}\ \xrightarrow {} \ 2\ VCl_{3}\ +\ 3\ SO_{2}} $
$ \mathrm {2\ V_{2}O_{5}+6\ S_{2}Cl_{2}\ \xrightarrow {} \ 4\ VCl_{3}+5\ SO_{2}+7\ S} $

Bei Luftausschluss ist es auch aus den Lösungen des Hexahydrates erhältlich, das aus wässrigen, sauren Lösungen von Vanadium(III)-chlorid durch Kühlen und Sättigen mit Salzsäure abgeschieden werden kann.[2]

$ \mathrm {V_{2}O_{3}+6\ HCl+9\ H_{2}O\ \xrightarrow {} \ VCl_{3}\cdot 6H_{2}O} $

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Vanadium(III)-chlorid bildet sehr hygroskopische, geruchlose, hellrote, rosarote bis violette zerfließliche Kristalle.[1] In angesäuertem Wasser ist es löslich. Es besitzt eine hexagonal-rhomboedrische Kristallstruktur mit der Raumgruppe R3c und den Gitterparametern a = 601,2 und c = 1734 pm.[2] Im Kristall bildet Vanadium(III)-chlorid oktaedrische Strukturen, wobei jedes Vanadiumion oktaedrisch von sechs Chloridionen umgeben ist.

Chemische Eigenschaften

Beim Erhitzen im Vakuum oder an Luft bei über 400 °C zerfällt es in Vanadium(II)-chlorid und Vanadium(IV)-chlorid.[7][8]

$ \mathrm {2\ VCl_{3}\ \xrightarrow {\Delta T} \ VCl_{2}+VCl_{4}} $

Beim Erhitzen (~675 °C) mit Wasserstoff wird Vanadium(III)-chlorid zu Vanadium(II)-chlorid reduziert.

$ \mathrm {2\ VCl_{3}+H_{2}\ \xrightarrow {\Delta T} \ 2\ VCl_{2}+2\ HCl} $

Bei Reaktion mit Kohlendioxid, Sauerstoff oder Vanadium(III)-oxid entsteht Vanadium(III)-oxidchlorid.[2]

$ \mathrm {V_{2}O_{3}+VCl\ \xrightarrow {} \ 3\ VOCl} $

Verwendung

Vanadium(III)-chlorid dient als Ausgangsstoff zur Herstellung von Vanadium(III)-Komplexverbindungen, so z. B. Tetrahydrofuran- oder Acetonitrilderivate (VCl3(THF)3[9] bzw. VCl3(MeCN)3).

Weiterhin kann es zur Herstellung von Vanadium durch Reduktion mit Magnesium oder Wasserstoff[2] und als Katalysator bei Polymerisationen eingesetzt werden.

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 Eintrag zu Vanadium(III)-chlorid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 30. August 2007 (JavaScript erforderlich).
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 Georg Brauer: Handbuch der präparativen anorganischen Chemie, Band III, S. 1407, 1409–1410; ISBN 3-432-87823-0.
  3. 3,0 3,1 Datenblatt Vanadium(III) chloride bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 25. April 2011.
  4. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Zubereitungen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  5. Datenblatt Vanadium(III)-chlorid bei Fisher Scientific, abgerufen am 14. Juli 2012.
  6. Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1550.
  7. Inorganic Syntheses, Inc.: Inorganic Syntheses. John Wiley & Sons, 2009, ISBN 0-47013267-1, S. 129 (eingeschränkte Vorschau in der Google Buchsuche).
  8. Catherine E. Housecroft, A. G. Sharpe: Inorganic Chemistry. Pearson Education, 2005, ISBN 0-13039913-2, S. 605 (eingeschränkte Vorschau in der Google Buchsuche).
  9. Heyn: Anorganische Synthesechemie: Ein integriertes Praktikum, S. 18-20; ISBN 3540529071.