Buka menu utama

Aluminium klorida

Senyawa kimia

Aluminium klorida (AlCl3) adalah senyawa kimia utama dari aluminium dan klorin. Senyawa ini berwarna putih, tetapi sampelnya sering terkontaminasi dengan besi triklorida, yang memberikan pewarnaan kuning. Padatannya mempunyai titik leleh dan titik didih rendah. Senyawa ini terutama diproduksi dan dikonsumsi dalam produksi logam aluminium, tetapi sejumlah besar juga digunakan dalam bidang industri kimia. Senyawa ini sering digolongkan sebagai asam Lewis. Ini merupakan contoh senyawa anorganik yang retak pada temperatur rendah, berubah bolak-balik dari polimer menjadi monomer.

Aluminium klorida
Aluminium klorida
Dimer aluminium triklorida
Nama
Nama IUPAC
aluminium klorida
Nama lain
aluminium(III) klorida
aluminum triklorida
Penanda
Model 3D (JSmol)
ChEBI
ChemSpider
Nomor RTECS BD0530000
UNII
Sifat
AlCl3
Massa molar 133,34 g/mol (anhidrat)
241,43 g/mol (heksahidrat)
Penampilan padatan putih atau kuning pucat,
higroskopis
Densitas 2,48 g/cm3 (anhidrat)
1,3 g/cm3 (heksahidrat)
Titik lebur 192,4 °C (378,3 °F; 465,5 K)
(anhidrat)
100 °C (212 °F; 373 K)
(heksahidrat)
180 °C (356 °F; 453 K)
(menyublim)
Titik didih 120 °C (248 °F; 393 K) (heksahidrat)
43,9 g/100 ml (0 °C)
44,9 g/100 ml (10 °C)
45,8 g/100 ml (20 °C)
46,6 g/100 ml (30 °C)
47,3 g/100 ml (40 °C)
48,1 g/100 ml (60 °C)
48,6 g/100 ml (80 °C)
49 g/100 ml (100 °C)
Kelarutan larut dalam hidrogen klorida, etanol, kloroform, karbon tetraklorida
sedikit larut dalam benzena
Tekanan uap 133,3 Pa (99 °C)
13,3 kPa (151 °C)[1]
Viskositas 0,35 cP (197 °C)
0,26 cP (237 °C)[1]
Struktur
Monoklinik, mS16
C12/m1, No. 12
Oktahedral (padat)
Tetrahedral (cair)
Trigonal planar
(uap monomerik)
Termokimia
Kapasitas kalor (C) 91 J/mol·K[1]
Entropi molar standar (So) 111 J/mol·K[2]
Entalpi pembentukan standarfHo) −704,2 kJ/mol[1][2]
Energi bebas GibbsfG) −628,6 kJ/mol[1]
Farmakologi
Kode ATC D10AX01
Bahaya
Piktogram GHS The corrosion pictogram in the Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS)[3]
Keterangan bahaya GHS Danger
H314[3]
P280, P310, P305+351+338[3]
Dosis atau konsentrasi letal (LD, LC):
anhidrat:
380 mg/kg, mencit (oral)
heksahidrat:
3311 mg/kg, mencit (oral)
Batas imbas kesehatan AS (NIOSH):
PEL (yang diperbolehkan)
none[4]
REL (yang direkomendasikan)
2 mg/m3[4]
IDLH (langsung berbahaya)
N.D.[4]
Senyawa terkait
Anion lain
Aluminium fluorida
Aluminium bromida
Aluminium iodida
Kation lainnya
Boron triklorida
Galium triklorida
Indium(III) klorida
Magnesium klorida
Kecuali dinyatakan lain, data di atas berlaku pada temperatur dan tekanan standar (25 °C [77 °F], 100 kPa).
N verifikasi (apa ini YaYN ?)
Sangkalan dan referensi

StrukturSunting

AlCl3 memiliki tiga struktur yang berbeda, bergantung pada temperatur dan fasenya (padat, cair, gas). AlCl3 padat berbentuk seperti lembaran dengan kisi kristal closed packed cubic. Dalam bentuk ini, pusat Al menunjukkan geometri koordinasi oktahedral.[5] Dalam lelehannya, aluminium triklorida berada sebagai dimer Al2Cl6, dengan aluminium tetrakoordinasi. Perubahan struktur ini terkait dengan rendahnya massa jenis fasa cairnya (1,78 g/cm3) vs aluminium triklorida padat (2,48 g/cm3). Dimer Al2Cl6 juga dijumpai dalam fasa uap. Pada temperatur yang lebih tinggi, dimer Al2Cl6 terdisosiasi menjadi AlCl3 trigonal planar, yang secara struktur analog dengan BF3. Lelehannya memiliki daya hantar listrik rendah,[6] tidak seperti halida ionik lainnya misalnya natrium klorida.

ReaksiSunting

Aluminium klorida anhidrat adalah asam Lewis kuat, mampu membentuk adisi asam-basa Lewis dengan basa Lewis seperti benzofenon dan mesitilena.[7] Ia membentuk tetrakloroaluminat AlCl4 dengan adanya ion klorida.

Aluminium klorida bereaksi dengan kalsium dan magnesium hidrida dalam tetrahidrofuran membentuk tetrahidroaluminat.

Reaksi dengan airSunting

Aluminium klorida bersifat higroskopis, mempunyai afinitas yang kuat terhadap air. Ini menguap di udara lembab dan mendesis ketika dicampur dengan air karena ion Cl digantikan dengan molekul H2O dalam kisi-kisinya untuk membentuk heksahidrate AlCl3·6H2O (juga berwarna putih kekuningan). Fase anhidrat tidak dapat diperoleh kembali pada pemanasan karena HCl hilang menyisakan aluminium hidroksida dan alumina (aluminium oksida):

 

Pada pemanasan kuat (~400 °C), aluminium oksida terbentuk dari aluminium hidroksida melalui:

 

Larutan akuatik AlCl3 adalah ionik sehingga menghantarkan listrik dengan baik. Larutan semacam ini dijumpai bersifat asam, menandakan hidrolisis parsial ion Al3+. Reaksinya dapat dijelaskan secara sederhana sebagai:

 

Larutan akuatik berperlaku sama seperti garam aluminium lainnya yang mengandung ion Al3+ terhidrasi, membentuk endapan gelatin aluminium hidroksida pada saat direaksikan dengan natrium hidroksida encer:

 

SintesisSunting

Aluminium klorida diproduksi dalam skala besar dengan cara reaksi eksotermik logam aluminium dengan klorin atau hidrogen klorida pada temperatur antara 650 hingga 750 °C (1202 hingga 1382 °F).[6]

 
 

Aluminium klorida dapat terbentuk melalui reaksi pengusiran tunggal antara tembaga klorida dan logam aluminium.

 

Pada tahun 1993 di AS, sekitar 21.000 ton AlCl3 diproduksi, tidak termasuk jumlah yang digunakan dalam produksi aluminium.[8]

Aluminium triklorida hidrat dibuat dengan melarutkan aluminium oksida dalam asam klorida. Aluminium logam juga mudah larut dalam asam klorida ─ membebaskan gas hidrogen dan menghasilkan panas. Memanaskan padatan ini tidak menghasilkan aluminium triklorida anhidrat, karena senyawa heksahidratnya terdekomposisi menjadi aluminium oksida ketika dipanaskan hingga 300 °C (572 °F):[8]

 

Aluminium juga membentuk klorida yang lebih rendah, aluminium(I) klorida (AlCl), tetapi ini sangat tidak stabil dan hanya dikenal dalam fase uapnya.[6]

PenggunaanSunting

Aluminium triklorida anhidratSunting

AlCl3 mungkin merupakan asam Lewis yang paling banyak digunakan dan juga salah satu yang paling kuat. Senyawa ini banyak ditemukan dalam aplikasi industri kimia sebagai katalis untuk reaksi Friedel–Crafts, baik asilasi maupun alkilasi. Produk pentingnya adalah deterjen dan etilbenzena. Ia juga digunakan dalam reaksi polimerisasi dan isomerisasi hidrokarbon.

Reaksi Friedel–Crafts[7] merupakan pengguna utama aluminium klorida, misalnya dalam preparasi antrakuinon (untuk bahan pewarna industri) dari benzena dan fosgen.[6] Secara umum reaksi Friedel–Crafts, asil klorida atau alkil halida bereaksi dengan sistem aromatik sebagai berikut:[7]

 

Reaksi alkilasi lebih banyak digunakan daripada reaksi asilasi , meskipun praktiknya lebih menuntut perhatian teknis karena reaksi lebih lamban. Untuk kedua reaksi, aluminium klorida, bahan beserta peralatan lainnya harus kering, meskipun jejak kelembaban diperlukan agar reaksi dapat berlangsung. Masalah umum dengan reaksi Friedel–Crafts adalah bahwa katalis aluminium klorida kadang-kadang diperlukan dalam jumlah stoikiometris penuh, karena membentuk kompleks kuat dengan produk. Komplikasi ini kadang-kadang menghasilkan limbah korosif dalam jumlah besar. Untuk alasan ini dan sejenisnya, telah dicari katalis yang lebih dapat didaur ulang atau ramah lingkungan. Dengan demikian, penggunaan aluminium triklorida di beberapa aplikasi telah digantikan oleh zeolit.

Aluminium klorida dapat juga digunakan untuk memasukkan gugus aldehida ke dalam cincin aromatik, contohnya dalam reaksi Gattermann-Koch yang menggunakan karbon monoksida, hidrogen klorida dan ko-katalis tembaga(I) klorida.[9]

 

Aluminium klorida banyak digunakan dalam berbagai macam aplikasi kimia organik lainnya.[10] Misalnya, ia dapat mengkatalisis "reaksi ena", seperti adisi 3-buten-2-on (metil vinil keton) menjadi karvona:[11]

 

AlCl3 juga banyak digunakan untuk reaksi polimerisasi dan isomerisasi hidrokarbon. Contoh penting antara lain pembuatan etilbenzena, yang digunakan untuk membuat stirena sebagai bahan baku polistirena, dan juga produksi dodesilbenzena, yang digunakan untuk pembuatan deterjen.[6]

Aluminium klorida yang dikombinasikan dengan aluminium dan dengan adanya suatu arena dapat digunakan untuk mensintesis kompleks logam bis(arena), misalnya bis(benzena)kromium, dari halida logam tertentu melalui apa yang disebut sintesis Fischer-Hafner.

Aluminium klorida hidratSunting

Heksahidratnya memiliki sedikit aplikasi, tetapi aluminium klorohidrat pada konsentrasi rendah adalah komponen umum dalam antiperspiran.[8] Penderita Hiperhidrosis memerlukan konsentrasi yang lebih tinggi (12% atau lebih tinggi), dijual dengan merek seperti Xeransis, Drysol, DryDerm, sunsola, Maxim, Odaban, CertainDri, B+Drier, Chlorhydrol, Anhydrol Forte dan Driclor.

Simetri dan momen dipolSunting

Aluminium klorida berada dalam kelompok D3h dalam bentuk monomernya dan D2h dalam bentuk dimernya. Bagaimanapun, kedua bentuk aluminium klorida, tidak memiliki momen dipol karena momen dipol ikatan meniadakan satu sama lain.

KeselamatanSunting

AlCl3 anhidrat bereaksi hebat dengan basa, sehingga diperlukan tindakan pencegahan yang sesuai. Hal ini dapat menyebabkan iritasi pada mata, kulit, dan sistem pernapasan jika terhirup atau saat kontak.

Aluminium klorida telah ditetapkan sebagai neurotoksin.[12][13][14][15]

ReferensiSunting

  1. ^ a b c d e "Properties of substance: aluminium chloride", chemister.ru 
  2. ^ a b Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles (edisi ke-6th). Houghton Mifflin Company. ISBN 0-618-94690-X. 
  3. ^ a b c Sigma-Aldrich Co., Aluminum chloride. Retrieved on 2014-05-05.
  4. ^ a b c "NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0024". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). 
  5. ^ Sebaliknya, AlBr3 memiliki lebih banyak struktur molekul, dengan pusat Al3+ berada pada lubang tetrahedral dari kisi closed-packed ion Br: A.F. Wells (1984), Structural Inorganic Chemistry, Oxford, United Kingdom: Oxford Press 
  6. ^ a b c d e N.N. Greenwood; A. Earnshaw (1984), Chemistry of the Elements, Oxford, United Kingdom: Pergamon Press 
  7. ^ a b c G.A. Olah, ed. (1963), Friedel-Crafts and Related Reactions, 1, New York: Interscience 
  8. ^ a b c Otto Helmboldt; L. Keith Hudson; Chanakya Misra; Karl Wefers; Wolfgang Heck; Hans Stark; Max Danner; Norbert Rösch (2007), "Aluminum Compounds, Inorganic", Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, doi:10.1002/14356007.a01_527.pub2 
  9. ^ Wade, L.G. (2003), Organic Chemistry (edisi ke-5th), Upper Saddle River, New Jersey, United States: Prentice Hall 
  10. ^ Galatsis, P. (1999), H.J. Reich, J.H. Rigby, ed., Handbook of Reagents for Organic Synthesis: Acidic and Basic Reagents, New York: Wiley, hlm. 12–15 
  11. ^ Snider, B.B. (1980). "Lewis-acid catalyzed ene reactions". Acc. Chem. Res. 13 (11): 426. doi:10.1021/ar50155a007. 
  12. ^ He BP, Strong MJ (January 2000). "A morphological analysis of the motor neuron degeneration and microglial reaction in acute and chronic in vivo aluminum chloride neurotoxicity". J. Chem. Neuroanat. 17 (4): 207–15. doi:10.1016/S0891-0618(99)00038-1. PMID 10697247. 
  13. ^ Zubenko GS, Hanin I (October 1989). "Cholinergic and noradrenergic toxicity of intraventricular aluminum chloride in the rat hippocampus". Brain Res. 498 (2): 381–4. doi:10.1016/0006-8993(89)91121-9. PMID 2790490. 
  14. ^ Peng JH, Xu ZC, Xu ZX; et al. (August 1992). "Aluminum-induced acute cholinergic neurotoxicity in rat". Mol. Chem. Neuropathol. 17 (1): 79–89. doi:10.1007/BF03159983. PMID 1388451. 
  15. ^ Banks, W.A.; Kastin, A.J. (1989). "Aluminum-induced neurotoxicity: alterations in membrane function at the blood–brain barrier". Neurosci Biobehav Rev. 13 (1): 47–53. doi:10.1016/S0149-7634(89)80051-X. PMID 2671833. 

Pranala luarSunting