Chlorure de zinc
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2008-07-01T22:06:34Z
Epop
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PubChem
{{homonyme|Zinc (homonymie)}}
<!-- début chimiebox général -->
{{Chimiebox général|
nom = Chlorure de zinc |
image = Zinc chloride.jpg |
tailleimage = 200 |
commentaire = |
formule = {{fchim|Zn||Cl|2}} |
nom scientifique = Chlorure de zinc |
CAS = [7646-85-7] |
ATC = |
apparence = solide cristalin blanc
}}
{{Chimiebox PubChem|5727}}
{{Chimiebox SMILES|<nowiki>Cl[Zn]Cl</nowiki>}}
{{Chimiebox InChI|1/2ClH.Zn/h2*1H;/q;;+2/p-2/f2Cl.Zn/h2*1h;/q2*-1;m}}
{{Chimiebox physique}}
{{Chimiebox physique masse moléculaire| 136.315 g/mol}}
{{Chimiebox physique température fusion| 275 °C (548 K)}}
{{Chimiebox physique température vaporisation|756 °C (1029 K) }}
{{Chimiebox physique solubilité| 432 g/100 mL (25 °C,eau)<br />100/100 ml eau (12.5°C,eau)}}
{{Chimiebox physique densité|2.907 g/cm³, solide }}
{{Chimiebox physique fin}}
<!-- fin chimiebox physique - début chimiebox thermochimie -->
{{Chimiebox thermo}}
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<!-- fin chimiebox thermo - début chimiebox précautions -->
{{chimiebox précautions
| classification = <center><small> C [[Image:Hazard_C.svg|50px]] Xi [[Image:Hazard_Xi.svg|50px]] </small><br />Corrosif (C) Irritant (Xi)</center>
| r=R34, R50, R53
| s=S7/8, S28, S45, S60,
S61
| inhalation=
| peau=
| yeux=
| ingestion =
| autre=
}}
<!-- fin chimiebox précautions -->
{{Chimiebox fin}}
Le '''chlorure de zinc''' est un [[sel (chimie)|sel]] de [[zinc]] de [[formule chimique]] ZnCl<sub>2</sub>. C'est un solide blanc ou incolore, extrêmement [[hygroscopique]].
Quatre [[cristallographie|structures cristallines]] différentes ont été observées, mais seul la forme δ (hexagonal compact) peut se former lorsque le composé est pur et anhydre. S'il subit une [[trempe]] rapide, ZnCl<sub>2</sub> peut être obtenu sous forme [[verre|vitreuse]].
Les solutions aqueuses concentrées de chlorure de zinc ont la propriété de dissoudre l'[[amidon]], la [[soie]] et la [[cellulose]]. Elles ne peuvent donc pas être [[filtration|filtrées]] à travers du papier de filtration standard.
Le chlorure de zinc a de nombreuses applications dans l'industrie textile, la [[métallurgie]] et la synthèse chimique.
== Propriétés chimiques ==
Le chlorure de zinc est un [[sel (chimie)|sel]] [[liaison ionique|ionique]], qui possède tout de même un caractère [[liaison covalente|covalent]] qui est mis en évidence par sa [[température de fusion]] relativement basse (275°C) et sa [[solubilité]] élevée dans des solvants comme l'[[éther diéthylique|éther]]. Il se comporte comme un [[acide de Lewis]]) modéré, et les solutions de chlorure de zinc ont un [[Potentiel hydrogène|pH]] voisin de 4. Lorsqu'il est chauffé sous une forme hydratée, il s'[[hydrolyse]] pour former de l'oxychlorure de zinc.
En solution aqueuse, le chlorure de zinc est une source d'[[ion]]s Zn<sup>2+</sup> utile pour la préparation d'autres sels de zinc comme par exemple le [[carbonate de zinc]] :
ZnCl<sub>2</sub>(aq) + [[carbonate de sodium|Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>]](aq) → [[carbonate de zinc|ZnCO<sub>3</sub>]](s) + 2 [[chlorure de sodium|NaCl]](aq)
[[Image:ZnCl2_Solubilité_dans_eau.png|right|thumb|[[Solubilité]] dans l'eau]]
== Préparation et purification ==
Le chlorure de zinc anhydre est obtenu à partir de [[zinc]] [[métal]] et de [[chlorure d'hydrogène]] :
[[Zinc|Zn]] + 2 [[chlorure d'hydrogène|HCl]](g) → ZnCl<sub>2</sub>(s) + H<sub>2</sub>(g)
Les formes hydratées et le sel en solution aqueuse peuvent être préparés directement en utilisant une [[réaction acido-basique]], par exemple à partir du minerai de [[sulfure de zinc]] :
[[sulfure de zinc|ZnS]](s) + 2 [[acide chlorhydrique|HCl]](aq) → ZnCl<sub>2</sub>(aq) + [[sulfure d'hydrogène|H<sub>2</sub>S]](l)
Le chlorure de zinc commercial contient généralement de l'[eau]) et de l'oxychlorure de zinc produit par [[hydrolyse]]. Ces produits peuvent être purifiés comme suit : 100 g de ZnCl<sub>2</sub> commercial sont [[chauffage à reflux|chauffé à reflux]] dans 800 ml de [[dioxane]] anhydre en présence de poussière de [[zinc]] [[métal]]lique. Le mélange est [[filtration|filtré]] à chaud (pour retirer le [[zinc]]), puis refroidi pour former un [[précipitation|précipité]] blanc de chlorure de zinc pur. Les échantillons anhydres peuvent être purifiés par [[sublimation (physique)|sublimation]] sous un flux de [[chlorure d'hydrogène]], suivi par un chauffage à 400°C sous un flux d'[[azote]] sec.
== Applications ==
Le chlorure de zinc est notamment utilisé pour le [[soudage]], du fait de sa capacité de dissoudre les [[oxyde]]s métalliques lors qu'il est à l'état fondu. Cette propriété permet également de l'utiliser dans les ciments à base d'[[oxyde de magnésium]] pour les [[prothèse dentaire|prothèses dentaires]]. ZnCl<sub>2</sub> est utilisé également comme agent d'ignifugation et comme réactif d'attaque de métaux.
Le chlorure de zinc est également utilisé dans la [[galvanisation]], ainsi que dans le production de [[batterie d'accumulateurs|batteries]].
En laboratoire, le chlorure de zinc est utilisé en tant qu'[[acide de Lewis]] modéré. Il peut jouer le rôle de [[catalyse]]ur pour la [[Indole#Synthèse de Fischer|synthèse de Fisher de l'indole]] (A) ou pour l'[[Réaction de Friedel-Crafts#Acylation de Friedel-Crafts|acylation de Friedel-Crafts]] mettant en jeu un [[composé aromatique]] (B) :
[[Image:ZnCl2 aromatics.gif|480px]]
Il est notamment utilisé pour la préparation de [[fluorescéine]] par [[Réaction de Friedel-Crafts#Acylation de Friedel-Crafts|acylation de Friedel-Crafts]] à partir d'[[anhydride phtalique]] et de [[résorcinol]] :
[[Image:ZnCl2 fluorescein.gif|480px]]
L'[[acide chlorhydrique]] seul réagit mal avec les [[alcool primaire|alcools primaires]] et les [[alcool secondaire|alcools secondaires]], mais un mélange d'[[acide chlorhydrique]] et de chlorure de zinc (mélange connu sous le nom de "réactif de Lucas"), permet la préparation de [[chlorure d'alkyle|chlorures d'alkyles]]. Le mécanisme de cette réaction est probablement de type [[substitution nucléophile SN2|SN2]] avec les alcools primaires et de type [[substitution nucléophile SN1|SN1]] avec les alcools secondaires.
[[Image:ZnCl2 Lucas.gif|300px]]
Le chlorure de zinc est capable d'activer des halogénures de benzyle ou d'allyle ce qui permet des réactions de substitution par des [[nucléophile]]s faibles comme les [[alcène]]s :
[[Image:ZnCl2 benzylation.gif|480px]]
Le chlorure de zinc est également un réactif utilisé pour la synthèse de nombreux réactifs de type organozincites, comme par exemple ceux utilisés pour le couplage de Negishi avec des halogénures d'aryle ou de vinyle. L'organozincite est alors généralement préparé par échange métallique avec un organolithié ou un [[réactif de Grignard]], comme par exemple dans :
[[Image:ZnCl2 Negishi.gif|480px]]
Les énolates de zinc, préparés à partir d'énolates de [[métal alcalin|métaux alcalins]] et de chlorure de zinc, permettent de contrôler la [[stéréochimie]] lors de réactions de condensation d'aldols, du fait de la [[chélation]] du zinc. Dans l'exemple ci-dessous, le produit ''thréo'' est favorisé par rapport au produit ''érythro'' (facteur 5/1) lorsque est utilisé du chlorure de zinc :
[[Image:ZnCl2 aldol.gif|600px]]
== 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 (Eliminer le produit et son récipient comme un déchet dangereux)
* S: 61 (Eviter le rejet dans l'environnement. Consulter les instructions spéciales/la fiche de données de sécurité)
== Références ==
# N. N. Greenwood, A. Earnshaw, ''Chemistry of the Elements'', 2nd ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1997.
# ''Handbook of Chemistry and Physics'', 71st edition, CRC Press, Ann Arbor, Michigan, 1990.
# ''The Merck Index'', 7th edition, Merck & Co, Rahway, New Jersey, USA, 1960.
# D. Nicholls, ''Complexes and First-Row Transition Elements'', Macmillan Press, London, 1973.
# A. F. Wells, '''Structural Inorganic Chemistry'', 5th ed., Oxford University Press, Oxford, UK, 1984.
# J. March, ''Advanced Organic Chemistry'', 4th ed., p. 723, Wiley, New York, 1992.
# G. J. McGarvey, in ''Handbook 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.
# B. S. Furnell et al., ''Vogel's Textbook of Practical Organic Chemistry'', 5th edition, Longman/Wiley, New York, 1989.
# R. L. Shriner, W. C. Ashley, E. Welch, in ''Organic Syntheses Collective Volume 3'', p 725, Wiley, New York, 1955.
# (a) S. R. Cooper, in ''Organic Syntheses Collective Volume 3'', p 761, Wiley, New York, 1955. (b) S. Y. Dike, J. R. Merchant, N. Y. Sapre, ''Tetrahedron'', '''47''', 4775 (1991).
# E. Bauml, K. Tschemschlok, R. Pock, H. Mayr, ''Tetrahedron Letters'', '''29''', 6925 (1988).
# S. Kim, Y. J. Kim, K. H. Ahn, ''Tetrahedron Letters'', '''24''', 3369 (1983).
# H. O. House, D. S. Crumrine, A. Y. Teranishi, H. D. Olmstead, ''Journal of the American Chemical Society'', '''95''', 3310 (1973).
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