Introduction
Le chlorure d'aluminium (AlCl3) est un sel d'aluminium et de chlore. La forme anhydre possède une structure particulière : bien qu'étant un halogénure d'un métal très électropositif, les liaisons chimiques sont principalement covalentes (et non pas ioniques comme on pourrait s'y attendre). Cela a notamment pour conséquence qu'AlCl3 possède des températures de fusion et de sublimation basses (178 °C pour cette dernière), et, qu'à l'état liquide, il conduit mal l'électricité contrairement aux halogénures ioniques comme le chlorure de sodium. Ce composé existe à l'état solide sous la forme d'un réseau hexacoordiné. Il fond en formant un dimère tétracoordiné, Al2Cl6 qui peut se vaporiser, mais qui se dissocie à température plus élevée pour former une espèce AlCl3 analogue à BF3.
Le chlorure d'aluminium est très déliquescent, et il peut exploser au contact de l'eau sous l'effet de l'hydratation. Il s'hydrolyse partiellement en présence d'eau pour former du chlorure d'hydrogène et/ou de l'acide chlorhydrique. En solution aqueuse, AlCl3 est totalement ionisé et la solution conduit bien le courant électrique. Cette solution est acide.
AlCl3 est probablement l'acide de Lewis le plus couramment utilisé et parmi les plus puissants. Ce composé possède de très nombreuses applications dans l'industrie chimique, notamment comme catalyseur pour les réactions de Friedel et Crafts, à la fois l'alkylation et l'acylation. Il est également utilisé pour des réactions de polymérisation ou d'isomérisation de composés organiques.
Il existe également un sel de chlorure d'aluminium (I) (AlCl), mais il est très instable et n'est connu qu'à l'état gazeux.
Propriétés physico-chimiques
À l'état solide, le chlorure d'aluminium cristallise suivant la structure type YCl3, avec les ions Al3+ formant un réseau cubique à faces centrées.
Le chlorure d'aluminium est un acide de Lewis puissant, capable de réagir selon des réactions acide-base de Lewis avec des bases de Lewis même faibles comme la benzophénone ou le mésitylène. En présence d'un ion chlorure, il réagit pour former AlCl4-.
L'hydrolyse partielle en présence d'eau forme du chlorure d'hydrogène et/ou de l'acide chlorhydrique. Les solutions aqueuses de chlorure d'aluminium se comportent de la même manière que les solutions d'autres sels contenant des ions Al3+ hydratés. Par exemple, mis en présence de la quantité appropriée de soude, il forme un précipité gélatineux d'hydroxyde d'aluminium.
Préparation
Le chlorure d'aluminium est produit industriellement par la réaction directe des éléments aluminium et chlore Ou à partir d'aluminium et d'acide chlorhydrique
Cette réaction est exothermique
Utilisations
La principale utilisation du chlorure d'aluminium concerne la fabrication de composés par la réaction de Friedel et Crafts dont il est un catalyseur, par exemple la fabrication d'anthraquinone (pour l'industrie de la teinture) à partir du benzène et du phosgène. Au cours de la réaction de Friedel et Crafts, un chlorure d'acyle ou un halogénure d'alkyle réagit avec un composé aromatique.
Avec les dérivés du benzène, le produit principal de la réaction est l'isomère para. La réaction d'alkylation posant de nombreux problèmes, elle est moins largement utilisée que la réaction d'acylation. Dans les deux cas, le chlorure d'aluminium (ou l'appareillage utilisé) ne doit pas être totalement anhydre, des traces d'humidité étant nécessaires pour la mise en œuvre de la réaction. L'un des problèmes de la réaction de Friedel et Crafts est que le catalyseur (chlorure d'aluminium), doit être présent en quantité stoechiométrique pour que la réaction soit totale, parce qu'il forme un complexe stable avec le produit. Cette particularité le rend très difficile à recycler, si bien qu'ils doive être détruit après usage ce qui
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