Cloruro de cromo (III)

De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a: navegación, búsqueda
Commons-emblem-notice.svg
 
Cloruro de cromo (III)
Chromium(III)-chloride-purple-anhydrous-sunlight.jpg
Anhidro
Chromium chloride.jpg
hexahidratado
Nombre (IUPAC) sistemático
Cloruro de cromo (III)
General
Otros nombres Cloruro crómico
Tricloruro de cromo
Fórmula molecular CrCl3
Identificadores
Número CAS 10025-73-7
10060-12-5 (hexahidratado)[1]
Número RTECS GB5425000
ChEBI 53351
ChemSpider 4954736
PubChem 6452300
Propiedades físicas
Estado de agregación sólido
Apariencia polvo morado
Masa molar 158.36 g/mol
Punto de fusión 1152 °C (1425 K)
Valores en el SI y en condiciones estándar
(25 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
[editar datos en Wikidata]

El cloruro de cromo (III) (también llamado cloruro crómico) se trata de un compuesto inorgánico de fórmula CrCl3(H2O)x, donde x puede ser 0, 5 y 6. El compuesto anhidro con la fórmula CrCl3 es un sólido violeta bastante higroscópico. La forma más común del cloruoro crómico es el verde oscuro de su forma "hexahidratada", CrCl3.6H2O. Uno de sus usos es como colorante para la lana.

Estructura[editar]

El cloruro de cromo (III) anhidro adopta la estructura del YCl3, con los cationes Cr3+ ocupando dos tercios de los huecos octaédricos, en capas alternas, formando un pseudo-empaquetamiento compacto de iones Cl- en la red. La ausencia de cationes en las capas alternas conduce a una débil unión entre las capas adyacentes. Por esta razón, los cristales de CrCl3 escinden fácilmente a lo largo de los planos entre las capas, lo que resulta en la apariencia escamosa (micáceo) de las muestras de cloruro de cromo (III).[2]

Síntesis[editar]

El cloruro de cromo (III) se puede obtener por reacción de cromo con cloro:[3]

\mathrm{2 \ Cr + 3 \ Cl_2 \longrightarrow 2 \ CrCl_3}

Comercialmente, el cloruro de cromo (III) anhidro se puede preparar por cloración de cromo metálico directamente, o indirectamente mediante la cloración de óxido de cromo (III) en presencia de carbono a 650-800 °C, con monóxido de carbono como producto secundario:[4]

\mathrm{ Cr_2O_3 + 3 \ C + 3 \ Cl_2 \longrightarrow 2 \ CrCl_3 + 3 \ CO}

También se puede preparar por tratamiento del cloruro de cromo (III) hexahidratado con cloruro de tionilo:[5]

\mathrm{ CrCl_3 ^.6H_2O + 6 \ SOCl_2 \longrightarrow CrCl_3 + 6 \ SO_2 + \ 12 HCl}

Reactividad y usos[editar]

Con cloruros de metales alcalinos fundidos, tales como cloruro de potasio, el CrCl3 da complejos octaédricos del tipo K3CrCl6, así como K3Cr2Cl9, que también es octaédrico, pero donde los dos átomos de cromo están unidos a través de tres puentes cloruro.

El papel de la catálisis del Cr(II) en reacciones de sustitución[editar]

Las velocidades de reacción con complejos de cromo (III) normalmente son lentas. La baja reactividad del ion Cr3+ (un ion d3) puede explicarse mediante la teoría del campo cristalino. Una forma de mejorar esto consiste en reducir, incluso en cantidad de trazas, el CrCl3 a CrCl2, por ejemplo usando cinc en ácido clorhídrico. Este compuesto de cromo (II), se somete a sustitución con facilidad, y puede intercambiar electrones con el CrCl3 a través de un puente de cloruro, permitiendo que todo el CrCl3 reaccione rápidamente. Es decir, el CrCl2 actúa como catalizador. Con la presencia de algo de cromo (II), el CrCl3 sólido se disuelve rápidamente en agua. Del mismo modo, las reacciones de sustitución de ligandos de soluciones de [CrCl2(H2O)4]+ son acelerados por catalizadores de cromo (II).[6]

En disolución, se pueden formar diferentes complejos hidratados isómeros de diferente color. Por ejemplo, el cloruro de diclorotetraacuacromo(III), de color verde oscuro; el cloruro de cloropentaacuacromo (III), verde brillante; o el cloruro de hexaacuacromo(III), violeta. Aquí se describen estos complejos siguiendo los equilibrios:[7]

\rm [CrCl_2(H_2O)_4]Cl \rightleftarrows [CrCl(H_2O)_5]Cl_2 \rightleftarrows [Cr(H_2O)_6]Cl_3

Complejos con ligandos orgánicos[editar]

El cloruro crómico es un ácido de Lewis, clasificado como "duro", de acuerdo a la teoría ácido-base duro-blando. Se puede formar una variedad de aductos del tipo [CrCl3L3]z octaédricos, en donde L es un ligando o base de Lewis. Por ejemplo, la reacción con piridina (C5H5N) para formar un complejo o aducto:

\mathrm{ CrCl_3 + 3 \ C_5H_5N \longrightarrow CrCl_3(C_5H_5N)_3}

El tratamiento con cloruro de trimetilsililo en THF da el complejo anhidro con THF:

\mathrm{ CrCl_3 ^.6H_2O + 12 \ (CH_3)_3SiCl + 3\ THF \longrightarrow CrCl_3(THF)_3 + 6 \ [(CH_3)_3Si_2]O + \ 12 HCl}

Precursor de complejos de organocromo[editar]

El cloruro de cromo (III) se utiliza como precursor de muchos compuestos inorgánicos de cromo, por ejemplo, el bis(benceno)cromo, un análogo del ferroceno:

CrCl3 dibenzenechromium.png

El cromoceno también puede prepararse a partir de cloruro de cromo (III) en un proceso rédox:[8]

\mathrm{ 2\ CrCl_3\ +\ 6\ Na(C_5H_5)\ \xrightarrow \ 2\ Cr(C_5H_5)_2\ +\ C_{10}H_{10} +\ 6\ NaCl }

Complejos de fosfina derivados del CrCl3 catalizan la trimerización de etileno a 1-hexeno.[9] [10]

Usos en química orgánica[editar]

Un uso del CrCl3 es en la síntesis orgánica para la preparación in situ de cloruro de cromo (II), un reactivo popular para (A) la reducción de haluros de alquilo, y (B) la síntesis de haluros de (E)-alquenilo. La reacción se lleva a cabo por lo general el uso de dos moles de CrCl3 por mol de hidruro de litio y aluminio, aunque si las condiciones acuosas ácidas son apropiadas, el zinc y el ácido clorhídrico puede ser suficiente:

cemter

El cloruro de cromo (III) también se ha utilizado como un ácido de Lewis en las reacciones orgánicas, por ejemplo, para catalizar la reacción de Diels-Alder de reactivos con un grupo nitroso (NO).[11]

Referencias[editar]


  1. 10060-12-5 (hexahidratado) Número CAS
  2. Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth–Heinemann. ISBN 0080379419. 
  3. Brauer, Georg (1981). Handbuch der präparativen anorganischen Chemie. 3., umgearb. Auflage. Band III. Enke, Stuttgart. ISBN 3-432-87823-0. 
  4. D. Nicholls, Complexes and First-Row Transition Elements, Macmillan Press, London, 1973.
  5. Pray, A. P. Anhydrous Metal Chlorides Inorganic Syntheses, 1990, vol 28, 321–2. doi 10.1002/9780470132401.ch36
  6. E. Riedel, C. Janiak (2011). Anorganische Chemie. de Gruyter. pp. 813f. ISBN 3-11-022566-2. 
  7. Arnold F. Holleman, Nils Wiberg (2007). Lehrbuch der Anorganischen Chemie. de Gruyter. p. 1573. ISBN 978-3-11-017770-1. 
  8. Long, N. J. (1998). Metallocenes: Introduction to Sandwich Complexes. London: Wiley-Blackwell. ISBN 978-0632041626. 
  9. John T. Dixon, Mike J. Green, Fiona M. Hess, David H. Morgan “Advances in selective ethylene trimerisation – a critical overview” Journal of Organometallic Chemistry 2004, Volume 689, Pages 3641-3668. doi 10.1016/j.jorganchem.2004.06.008
  10. Feng Zheng, Akella Sivaramakrishna, John R. Moss “Thermal studies on metallacycloalkanes” Coordination Chemistry Reviews 2007, Volume 251, 2056-2071. doi 10.1016/j.ccr.2007.04.008
  11. Calvet, G.; Dussaussois, M.; Blanchard, N.; Kouklovsky, C. (2004). «Lewis Acid-Promoted Hetero Diels-Alder Cycloaddition of α-Acetoxynitroso Dienophiles». Organic Letters 6 (14):  pp. 2449–2451. doi:10.1021/ol0491336. PMID 15228301. 

Enlaces externos[editar]