Vanadium(III)-chlorid

Kristallstruktur
_ V3+ 0 _ Cl−
Allgemeines
Name	Vanadium(III)-chlorid
Andere Namen	Vanadiumtrichlorid Vanadin(III)-chlorid Vanadintrichlorid
Verhältnisformel	VCl3
Kurzbeschreibung	hygroskopische, dunkelviolette Kristalle mit stechendem Geruch
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 7718-98-1 15168-15-7 (Hexahydrat) EG-Nummer 231-744-6 ECHA-InfoCard 100.028.859 PubChem 62647 Wikidata Q421260
Eigenschaften
Molare Masse	157,30 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	3,0 g·cm−3 (20 °C)
Schmelzpunkt	500 °C (Zersetzung)
Löslichkeit	löslich in Wasser unter Zersetzung löslich in Ethanol nicht löslich in Ether
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung Gefahr H- und P-Sätze H: 302​‐​314 EUH: 014 P: 260​‐​270​‐​280​‐​301+312​‐​303+361+353​‐​305+351+338
MAK	keine MAK, da cancerogen
Toxikologische Daten	350 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Vanadium(III)-chlorid ist eine chemische Verbindung aus den Elementen Vanadium und Chlor, die häufig als Ausgangsstoff zur Herstellung von Vanadium(III)-Komplexverbindungen genutzt wird. Es gehört zur Stoffklasse der Chloride und bildet ein Hexahydrat VCl₃·6 H₂O, ein grünes, hygroskopisches Pulver.

Gewinnung und Darstellung

Vanadium(III)-chlorid wird durch Erhitzen (160–170 °C) aus Vanadium(IV)-chlorid VCl₄ gewonnen.

${\displaystyle \mathrm {2\ VCl_{4}\longrightarrow 2\ VCl_{3}+Cl_{2}} }$

Vanadium(III)-chlorid kann auch aus den Elementen gewonnen werden:

${\displaystyle \mathrm {2\ V+3\ Cl_{2}\longrightarrow 2\ VCl_{3}} }$

Vanadium und Chlorgas reagieren beim Molverhältnis 2:3 zu Vanadium(III)-chlorid.

Alternativ ist eine Synthese aus Vanadium(III)-oxid und Thionylchlorid oder Vanadium(V)-oxid und Schwefel(I)-chlorid möglich.

${\displaystyle \mathrm {V_{2}O_{3}+3\ SOCl_{2}\ {\xrightarrow {}}\ 2\ VCl_{3}\ +\ 3\ SO_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {2\ V_{2}O_{5}+6\ S_{2}Cl_{2}\ {\xrightarrow {}}\ 4\ VCl_{3}+5\ SO_{2}+7\ S} }$

Bei Luftausschluss ist es auch aus den Lösungen des Hexahydrates erhältlich, das aus wässrigen, sauren Lösungen von Vanadium(III)-chlorid durch Kühlen und Sättigen mit Salzsäure abgeschieden werden kann.

${\displaystyle \mathrm {V_{2}O_{3}+6\ HCl+9\ H_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ VCl_{3}\cdot \ 6\ H_{2}O} }$

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Vanadium(III)-chlorid bildet sehr hygroskopische, dunkelviolette Kristalle. Es hat einen stechenden Geruch, da es sich bei Raumtemperatur unter Bildung von Chlor langsam zersetzt. Es setzt sich beim längeren Stehen an der Luft in das grüne Hexahydrat, das nach Tagen zerfließt. In angesäuertem Wasser ist es löslich. Es besitzt eine trigonal-rhomboedrische Kristallstruktur mit der Raumgruppe R3c (Raumgruppen-Nr. 161)Vorlage:Raumgruppe/161 und den Gitterparametern a = 601,2 und c = 1734 pm. Im Kristall bildet Vanadium(III)-chlorid oktaedrische Strukturen, wobei jedes Vanadiumion oktaedrisch von sechs Chloridionen umgeben ist. Es ist noch eine weitere Kristallstruktur bekannt. Das Hexahydrat liegt als grüne hygroskopische Kristalle vor.

Chemische Eigenschaften

Beim Erhitzen im Vakuum oder an Luft bei über 400 °C zerfällt es in Vanadium(II)-chlorid und Vanadium(IV)-chlorid.

${\displaystyle \mathrm {2\ VCl_{3}\ {\xrightarrow {\Delta T}}\ VCl_{2}+VCl_{4}} }$

Beim Erhitzen (~675 °C) mit Wasserstoff wird Vanadium(III)-chlorid zu Vanadium(II)-chlorid reduziert.

${\displaystyle \mathrm {2\ VCl_{3}+H_{2}\ {\xrightarrow {\Delta T}}\ 2\ VCl_{2}+2\ HCl} }$

Bei Reaktion mit Kohlendioxid, Sauerstoff oder Vanadium(III)-oxid entsteht Vanadium(III)-oxidchlorid.

${\displaystyle \mathrm {2\ V_{2}O_{3}+VCl_{3}\ \xrightarrow {} \ 3\ VOCl} }$

Verwendung

Vanadium(III)-chlorid dient als Ausgangsstoff zur Herstellung von Vanadium(III)-Komplexverbindungen, so z. B. Tetrahydrofuran- oder Acetonitrilderivate (VCl₃(THF)₃ bzw. VCl₃(MeCN)₃).

Weiterhin kann es zur Herstellung von Vanadium durch Reduktion mit Magnesium oder Wasserstoff und als Katalysator bei Polymerisationen eingesetzt werden.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e f g h i} Eintrag zu Vanadium(III)-chlorid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 23. November 2022. (JavaScript erforderlich)
2. ↑ ^{a b} Patty’s Toxicology, 6 Volume Set. Wiley, ISBN 0-470-41081-7, S. 515 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
3. ↑ ^{a b c d e f g h i j} Georg Brauer (Hrsg.) u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band III, Ferdinand Enke, Stuttgart 1981, ISBN 3-432-87823-0, S. 1407, 1409–1410.
4. ↑ Datenblatt Vanadium(III)-chlorid bei Fisher Scientific , abgerufen am 13. Februar 2014 (PDF).
5. ↑ A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1550.
6. ↑ H. Oppermann: Darstellung und Eigenschaften von VCl₄, VCl₃ und VOCl₃. In: Zeitschrift für Chemie. Band 2, Nr. 12, 2010, S. 376–377, doi:10.1002/zfch.19620021217 (wiley.com). 
7. ↑ Doris Siew Hew Sam, Pierre Courtine, Jean Claude Jannel: A new layer structure of VCl₃ showing stacking-fault type disorder. In: Die Makromolekulare Chemie, Rapid Communications. Band 6, Nr. 9, 1985, S. 631–634, doi:10.1002/marc.1985.030060908 (wiley.com). 
8. ↑ Inorganic Syntheses, Inc.: Inorganic Syntheses. John Wiley & Sons, 2009, ISBN 0-470-13267-1, S. 129 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
9. ↑ Catherine E. Housecroft, A. G. Sharpe: Inorganic Chemistry. Pearson Education, 2005, ISBN 0-13-039913-2, S. 605 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
10. ↑ Heyn: Anorganische Synthesechemie: Ein integriertes Praktikum, S. 18–20; ISBN 3-540-52907-1.