Chlorure de zinc

Chlorure de zinc
Identification
Nom UICPA	Chlorure de zinc
NoCAS	7646-85-7
NoECHA	100.028.720
NoCE	231-592-0
Code ATC	B05XA12
SMILES	Cl[Zn]Cl PubChem,vue 3D
InChI	InChI:vue 3D InChI=1/2ClH.Zn/h2*1H;/q;;+2/p-2/f2Cl.Zn/h2*1h;/q2*-1;m
Apparence	solide d'aspect variable, hygroscopique et blanc,incolore en monocristal
Propriétés chimiques
Formule	Cl2ZnZnCl2
Masse molaire	136,29 ± 0,02g/mol Cl 52,03 %, Zn 47,98 %,
Propriétés physiques
T°fusion	290°C,283°C
T°ébullition	732°C
Solubilité	dans l'eau à25°C:très bonne, 432 g/100 ml eau
Masse volumique	2,9g·cm-3
Cristallographie
Système cristallin	hexagonal
Propriétés optiques
Indice de réfraction	1,681 1,713
Biréfringence	biaxe
Précautions
SGH
Danger H302,H314etH410 H302:Nocif en cas d'ingestion H314:Provoque de graves brûlures de la peau et des lésions oculaires H410:Très toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme
SIMDUT
E, E:Matière corrosive Transport des marchandises dangereuses: classe 8 Divulgation à 1,0% selon la liste de divulgation des ingrédients
Transport
80 2331 Code Kemler: 80:matière corrosive ou présentant un degré mineur de corrosivité Numéro ONU: 2331:CHLORURE DE ZINC ANHYDRE Classe: 8 Code de classification: C2:Matières corrosives sans risque subsidiaire; Matières de caractère acide: Inorganiques, solides; Étiquette: 8:Matières corrosives Emballage: Groupe d'emballageIII:matières faiblement dangereuses.
Composés apparentés
Autres cations	Chlorure de plomb(II) Chlorure de mercure(II)
Autres anions	Fluorure de zinc Bromure de zinc Iodure de zinc
Unités duSIetCNTP,sauf indication contraire.

Lechlorure de zincest un corps composé ionique de cationzincet d'anionchlorure,deformule chimiqueZnCl₂.

Généralité sur le chlorure de zinc

Ceselchlorure dezincZnCl₂est un solide blanc ou incolore, de densité 2,9. Ce corps est déliquescent extrêmementhygroscopique.

Il est très soluble dans l'eau, avec une solubilité de432gpour100gd'eau pure à25°Cet de615gpour100gd'eau pure à100°C.Il l'est un peu moins dans l'éthanol, avec une solubilité avoisinant100gpour100gd'éthanol à12°C.Il reste très soluble dans l'éther. Il est insoluble dans l'ammoniacliquide.

Solubilitédans l'eau

Lessolutions aqueusesconcentrées de chlorure de zinc ont la propriété de dissoudre l'amidon,lasoieet lacellulose.Elles ne peuvent donc pas êtrefiltréesà travers du papier de filtration standard.

Structure cristalline

Quatrestructures cristallinesdifférentes ont été observées, mais seule la forme δ (hexagonal compact) peut apparaître lorsque le composé est pur et anhydre. S'il subit unetremperapide, ZnCl₂peut être obtenu sous formevitreuse,donc amorphe.

À la température ambiante et jusqu'à 390 K, le chlorure de zinccristallisedans lesystème monoclinique,groupe d'espaceP2₁/c, avec pourparamètres de maillea = 6,54 Å, b = 11,31 Å, c = 12,33 Å et β = 117,94°.A 390 K, il subit une transformation de phase vers une structure quadratique de groupe d'espace I42d, avec pour paramètres de maille a = 5.398 Å et c = 10.33 Å.

Structure cristalline de ZnCl2à température ambiante

Structure cristalline de ZnCl2à T > 390 K

Propriétés chimiques

Le chlorure de zinc est unselionique,qui possède tout de même un caractèrecovalentqui est mis en évidence par satempérature de fusionrelativement basse (275°C) et sasolubilitéélevée dans des solvants comme l'éther.Il se comporte comme unacide de Lewismodéré, et les solutions de chlorure de zinc ont unpHvoisin de 4. Lorsqu'il est chauffé sous une forme hydratée, il s'hydrolysepour former de l'oxychlorure de zinc.

En solution aqueuse, le chlorure de zinc est une source d'ionsZn²⁺utile pour la préparation d'autres sels de zinc comme lecarbonate de zinc:

ZnCl₂(aq) +Na₂CO₃(aq) →ZnCO₃(s) + 2NaCl(aq)

Préparation et purification

Le chlorure de zinc anhydre est obtenu à partir dezincmétalet dechlorure d'hydrogène:

Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl₂(aq) + H₂(g)

Les formes hydratées et le sel en solution aqueuse peuvent être préparés directement en utilisant uneréaction acido-basique,par exemple à partir du minerai desulfure de zinc:

ZnS(s) + 2HCl(aq) → ZnCl₂(aq) +H₂S(l)

Le chlorure de zinc commercial contient généralement de l'eauet de l'oxychlorure de zinc produit parhydrolyse.Ces produits peuvent être purifiés comme suit: 100 g de ZnCl₂commercial sontchauffés à refluxdans 800 ml dedioxaneanhydre en présence de poussière dezincmétallique.Le mélange estfiltréà chaud (pour retirer lezinc), puis refroidi pour former unprécipitéblanc de chlorure de zinc pur. Les échantillons anhydres peuvent être purifiés parsublimationsous un flux dechlorure d'hydrogène,suivi par un chauffage à400°Csous un flux d'azotesec.

Applications

Le chlorure de zinc est l'électrolytedespiles Leclanché.Il a de nombreuses applications dans l'industrie textile, comme mordant en teinture ou enimpression textile,lamétallurgiecomme fondant pour soudures ainsi que lasynthèse chimique.

C'est aussi un désinfectant, un cautérisant et un produit d'embaumement. Il est considéré comme un corps caustique, désinfectant les plaies et fistules, par la médecine de la Belle Époque.

Le chlorure de zinc est notamment utilisé pour lesoudage,du fait de sa capacité de dissoudre lesoxydesmétalliques lorsqu'il est à l'état fondu. Cette propriété permet également de l'utiliser dans les ciments à base d'oxyde de magnésiumpour lesprothèses dentaires.ZnCl₂est utilisé également comme agent d'ignifugation et comme réactif d'attaque de métaux.

Le chlorure de zinc est aussi utilisé pour lagalvanisation,ainsi qu'en production debatteries.

Au laboratoire de chimie et en site de production chimique

Au laboratoire de chimie, le chlorure de zinc est utilisé en tant qu'acide de Lewismodéré. Il peut jouer le rôle decatalyseurpour lasynthèse de Fisher de l'indole(A) ou pour l'acylation de Friedel-Craftsmettant en jeu uncomposé aromatique(B):

Il est notamment utilisé pour la préparation defluorescéineparacylation de Friedel-Craftsà partir d'anhydride phtaliqueet derésorcinol:

L'acide chlorhydriqueseul réagit mal avec lesalcools primaireset lesalcools secondaires,mais un mélange d'acide chlorhydriqueet de chlorure de zinc (mélange connu sous le nom de"réactif de Lucas"), permet la préparation dechlorures d'alkyles.Le mécanisme de cette réaction est probablement de typeSN2avec les alcools primaires et de typeSN1avec les alcools secondaires. Le chlorure de zinc est à la base du test de Lucas qui permet de préciser l'appartenance d'un alcool à l'une des trois classes d'alcools.

Le chlorure de zinc est capable d'activer des halogénures de benzyle ou d'allyle ce qui permet des réactions de substitution par desnucléophilesfaibles comme lesalcènes:

Le chlorure de zinc est également un réactif utilisé pour la synthèse de nombreux réactifs de type organozincites, comme ceux utilisés pour lecouplage de Negishiavec deshalogénures d'aryleou de vinyle. L'organozincite est alors généralement préparé par échange métallique avec un organolithié ou unréactif de Grignard,comme dans:

Les énolates de zinc, préparés à partir d'énolates demétaux alcalinset de chlorure de zinc, permettent de contrôler lastéréochimielors de réactions de condensation d'aldols, du fait de lachélationdu zinc. Dans l'exemple ci-dessous, le produitthréoest favorisé par rapport au produitérythro(facteur 5/1) lorsque est utilisé du chlorure de zinc:

Sécurité

Le chlorure de zinc est corrosif et irritant, et doit être manipulé avec précautions. Il est conseillé de porter des lunettes de sécurité et des gants.

• R: 34 (Provoque des brûlures)
• R: 50 (Très toxique pour les organismes aquatiques)
• R: 53 (Peut entraîner des effets néfastes à long terme pour l'environnement aquatique)
• S: 7 (Conserver le récipient bien fermé)
• S: 8 (Conserver le récipient à l'abri de l'humidité)
• S: 28 (Après contact avec la peau, se laver immédiatement et abondamment avec... (précisé par le fabricant))
• S: 45 En cas d'accident ou de malaise, consulter immédiatement un médecin (si possible lui montrer l'étiquette)
• S: 60 (Éliminer le produit et son récipient comme un déchet dangereux)
• S: 61 (Éviter le rejet dans l'environnement. Consulter les instructions spéciales/la fiche de données de sécurité)

Références

1. N. N. Greenwood, A. Earnshaw,Chemistry of the Elements,2nd ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1997.
2. Handbook of Chemistry and Physics,71st edition,CRC Press,Ann Arbor, Michigan, 1990.
3. The Merck Index,7th edition, Merck & Co, Rahway, New Jersey, USA, 1960.
4. D. Nicholls,Complexes and First-Row Transition Elements,Macmillan Press, London, 1973.
5. A. F. Wells, 'Structural Inorganic Chemistry,5th ed., Oxford University Press, Oxford, UK, 1984.
6. J. March,Advanced Organic Chemistry,4th ed., p. 723, Wiley, New York, 1992.
7. G. J. McGarvey, inHandbook of Reagents for Organic Synthesis, Volume 1: Reagents, Auxiliaries and Catalysts for C-C Bond Formation,(R. M. Coates, S. E. Denmark, eds.), pp. 220-3, Wiley, New York, 1999.
8. B. S. Furnell et al.,Vogel's Textbook of Practical Organic Chemistry,5th edition, Longman/Wiley, New York, 1989.
9. R. L. Shriner, W. C. Ashley, E. Welch, inOrganic Syntheses Collective Volume 3,p 725, Wiley, New York, 1955.
10. (a) S. R. Cooper, inOrganic Syntheses Collective Volume 3,p 761, Wiley, New York, 1955. (b) S. Y. Dike, J. R. Merchant, N. Y. Sapre,Tetrahedron,47,4775 (1991).
11. E. Bauml, K. Tschemschlok, R. Pock, H. Mayr,Tetrahedron Letters,29,6925 (1988).
12. S. Kim, Y. J. Kim, K. H. Ahn,Tetrahedron Letters,24,3369 (1983).
13. H. O. House, D. S. Crumrine, A. Y. Teranishi, H. D. Olmstead,Journal of the American Chemical Society,95,3310 (1973).