Introduction
Le chlorure de chrome, également connu sous le nom de trichlorure de chrome, est un composé chimique inorganique de formule CrCl3, appartenant à la famille des halogénures de métaux de transition.
Définition et classification
Le chlorure de chrome est un composé chimique inorganique défini par la formule CrCl3, où le chrome est à l’état d’oxydation +3. Il appartient à la famille des halogénures de métaux de transition, faisant partie des composés chimiques qui combinent un métal de transition avec un halogène.
Ce composé est également connu sous le nom de trichlorure de chrome, en raison de la présence de trois ions chlorure liés à l’ion chrome. Il est classé comme un sel inorganique, résultant de la réaction entre un acide chlorhydrique et un oxyde de chrome.
En tant que composé coordinatif, le chlorure de chrome presente une géométrie moléculaire octaédrique, caractéristique des complexes de métaux de transition.
Structure
La structure du chlorure de chrome présente une géométrie moléculaire octaédrique, avec un atome de chrome central coordonné à six ligands chlorure, formant une configuration électronique stable.
Forme anhydre
La forme anhydre du chlorure de chrome, notée CrCl3٫ est un solide violet foncé٫ cristallin et hygroscopique. Elle se présente sous forme de cristaux orthorhombiques٫ avec une masse molaire de 158٫36 g/mol. Cette forme anhydre est obtenue par réaction de chlorure d’hydrogène avec du chrome métallique ou par déshydratation de la forme hexahydrate.
Cette forme anhydre est utilisée comme précurseur pour la synthèse d’autres composés de chrome, tels que les complexes de chrome(III) et les composés organochromés. Elle est également employée comme catalyseur dans certaines réactions organiques et comme agent de séchage dans la production de certains matériaux.
Forme hexahydrate
La forme hexahydrate du chlorure de chrome, notée CrCl3·6H2O, est un solide vert clair, cristallin et soluble dans l’eau. Cette forme hexahydrate est obtenue par réaction de chlorure d’hydrogène avec du chrome métallique en présence d’eau.
La forme hexahydrate est plus couramment rencontrée que la forme anhydre, en raison de sa grande stabilité et de sa facilité de préparation. Elle est souvent utilisée comme source de chrome trivalent pour la synthèse de complexes de chrome et d’autres composés organochromés. La forme hexahydrate est également employée comme catalyseur dans certaines réactions organiques et comme agent de séchage dans la production de certains matériaux.
Propriétés
Le chlorure de chrome présente des propriétés physiques et chimiques intéressantes, telles que sa couleur verte, sa solubilité dans l’eau et son caractère de Lewis acid.
Propriétés physiques
Le chlorure de chrome est un solide cristallin vert foncé, qui se présente sous forme de cristaux orthorhombiques. Il possède une masse volumique de 2,87 g/cm3 et une dureté de 3,5 sur l’échelle de Mohs. Le point de fusion du chlorure de chrome est de 1150°C et son point d’ébullition est de 1300°C. Il est soluble dans l’eau, avec une solubilité de 58,5 g/100 mL à 20°C, et également soluble dans d’autres solvants tels que l’éthanol et l’acétone. Le chlorure de chrome est également magnétique, avec une susceptibilité magnétique de 12 200 × 10-6 cm3/mol.
Propriétés chimiques
Le chlorure de chrome est un acide de Lewis faible, capable de former des complexes avec des ligands tels que l’eau, les amines et les phosphines. Il réagit avec les bases fortes pour former des hydroxydes de chrome, et avec les oxydes pour former des chromates. Le chlorure de chrome est également un agent oxydant faible, capable d’oxyder les réducteurs tels que l’hydrogène et les métaux alcalins. Il est également sensible à l’humidité et peut absorber l’eau pour former son hexahydrate. En outre, le chlorure de chrome est un précurseur important pour la production de nombreux composés de chrome, tels que les chromates, les dichromates et les oxydes de chrome.
Synthèse
La synthèse du chlorure de chrome est généralement réalisée par réaction du chrome ou de ses oxydes avec du chlore ou du chlorure d’hydrogène à haute température.
Méthodes de synthèse
Plusieurs méthodes de synthèse peuvent être employées pour produire du chlorure de chrome. L’une des méthodes les plus courantes consiste à chauffer le chrome métallique en présence de chlore gazeux à une température comprise entre 600°C et 800°C. Une autre méthode implique la réaction du dioxyde de chrome avec du chlorure d’hydrogène à une température de 400°C. Il est également possible de produire du chlorure de chrome en traitant du chromate de potassium avec du chlorure d’hydrogène à une température élevée. Ces méthodes permettent d’obtenir du chlorure de chrome sous forme anhydre ou hexahydrate, selon les conditions de synthèse employées.
Utilisations
Le chlorure de chrome trouve des applications variées, notamment comme catalyseur, dans la production de pigments, ainsi que dans l’industrie métallurgique, où il est utilisé pour le traitement des métaux.
Applications catalytiques
En tant que Lewis acid, le chlorure de chrome est utilisé comme catalyseur dans de nombreuses réactions organiques, telles que les réactions d’alkylation, de polymérisation et d’hydrogénation. Son pouvoir catalytique est attribué à sa capacité à former des complexes avec les molécules organiques, ce qui facilite les réactions chimiques. Dans l’industrie pétrochimique, le chlorure de chrome est utilisé pour améliorer la production de carburants et de produits chimiques dérivés. De plus, il est employé dans la synthèse de produits pharmaceutiques et de matières plastiques. Grâce à ses propriétés catalytiques, le chlorure de chrome joue un rôle essentiel dans de nombreux processus industriels.