Thiếc (II) clorua

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Thiếc (II) clorua
Tin(II) chloride.jpg
Thiếc (II) clorua
Danh pháp IUPAC Thiếc (II) clorua
Thiếc diclorua
Tên khác Muối thiếc
Thiếc protoclorua
Nhận dạng
Số CAS 7772-99-8
PubChem 24479
ChEBI 78067
Số RTECS XP8700000 (dạng khan)
XP8850000 (ngậm hai phân tử nước)
Ảnh Jmol-3D ảnh
SMILES
InChI 1/2ClH.Sn/h2*1H;/q;;+2/p-2
Thuộc tính
Công thức phân tử SnCl2
Phân tử gam 189,60 g/mol (dạng khan)
225,63 g/mol (ngậm hai phân tử nước)
Bề ngoài chất rắn màu trắng dạng tinh thể
Mùi không mùi
Tỷ trọng 3,95 g/cm3 (dạng khan)
2,71 g/cm3 (ngậm hai phân tử nước)
Điểm nóng chảy 247 °C (dạng khan)
37,7 °C (ngậm hai phân tử nước)
Điểm sôi 623 °C (phân hủy)
Độ hòa tan trong nước 83,9 g/100 ml (0 °C)
Thủy phân trong nước nóng
Độ hòa tan trong tan trong etanol, axeton, ete, tetrahydrofuran
không tan trong xylen
Cấu trúc
Cấu trúc tinh thể Cấu trúc lớp
(chuỗi các nhóm SnCl3)
Tọa độ Chóp tứ diện (dạng khan)
ngậm hai phân tử nước cũng có dạng ba tọa độ
Hình dạng phân tử Bent (pha khí)
Các nguy hiểm
MSDS ICSC 0955 (dạng khan)
ICSC 0783 (ngậm hai phân tử nước)
Chỉ mục EU Không liệt kê
Nguy hiểm chính Kích thích, nguy hiểm đối với sinh vật thủy sinh
NFPA 704

NFPA 704.svg

0
1
0
 
Các hợp chất liên quan
Anion khác Thiếc (II) florua
Thiếc (II) bromua
Thiếc (II) iodua
Cation khác Gecmani diclorua
Thiếc (IV) clorua
Chì (II) clorua

Thiếc (II) chlorua là chất rắn dạng tinh thể màu trắng với công thức SnCl2. Hợp chất này bền ở dạng ngậm hai phân tử nước nhưng trong dung dịch nước thì bị thủy phân, đặc biệt trong nước nóng. SnCl2 được dùng nhiều để làm chất khử (trong dung dịch axit) và trong bể điện phân để mạ thiếc. Cần phân biệt thiếc (II) clorua với thiếc (IV) clorua (SnCl4).

Cấu trúc hóa học[sửa | sửa mã nguồn]

SnCl2 có một cặp electron không liên kết, làm cho phân tử ở trạng thái khí bị bẻ cong. Trong trạng thái rắn, SnCl2 kết tinh tạo thành các chuỗi liên kết thông qua các cầu clorua như thể hiện trong hình. Trạng thái ngậm nước dihydrat cũng là phối trí 3 chiều, với 1 phân tử nước liên kết vào nguyên tử thiếc và phân tử nước thứ hai liên kết với phân tử nước thứ nhất. Phần chính của phân tử chồng đống thành các lớp kép trong lưới tinh thể, với phân tử nước "thứ hai" xen vào giữa các lớp.

Tính chất hóa học[sửa | sửa mã nguồn]

Thiếc (II) clorua có thể hòa tan trong lượng nước nhỏ hơn trọng lượng của chính nó mà không có sự phân hủy rõ ràng nào, nhưng dung dịch loãng bị thủy phân tạo thành muối bazơ không hòa tan:

SnCl2 (dd) + H2O (l) cân bằng với Sn(OH)Cl (rắn) + HCl (dung dịch)

Vì thế nếu các dung dịch tinh khiết chứa thiếc (II) clorua được sử dụng thì nó phải được hòa tan trong axit clohydric (thường là bằng hay lớn hơn lượng mol của thiếc (II) clorua) để duy trì cân bằng về phía trái (sử dụng nguyên lý Le Chatelier). Các dung dịch của SnCl2 cũng không ổn định về phía ôxi hóa bởi không khí:

6 SnCl2 (dd) + O2 (khí) + 2 H2O (lỏng) → 2 SnCl4 (dd) + 4 Sn(OH)Cl (rắn)

Điều này có thể ngăn chặn bằng cách lưu giữ dung dịch trên cả mảng thiếc kim loại.[1]

Có nhiều trường hợp cho thấy thiếc (II) clorua đóng vai trò của tác nhân khử, khử các muối bạcvàng thành kim loại, và các muối sắt (III) thành sắt (II), chẳng hạn như:

SnCl2 (dd) + 2 FeCl3 (dd) → SnCl4 (dd) + 2 FeCl2 (dd)

Nó cũng có thể khử các ion đồng (II) thành đồng (I).

Dung dịch thiếc (II) clorua cũng có thể dơn giản chỉ phục vụ như nguồn cung cấp ion Sn2+ để tạo ra các hợp chất thiếc (II) khác thông qua các phản ứng tạo kết tủa. Chẳng hạn, phản ứng với natri sulfua tạo ra thiếc (II) sulfua kết tủa màu đen/nâu:

SnCl2 (dd) + Na2S (dd) → SnS (rắn) + 2 NaCl (dd)

Nếu bazơ kim loại kiềm được thêm vào dung dịch SnCl2 thì ban đầu kết tủa màu trắng là thiếc (II) oxit ngậm nước được tạo ra; chất này sẽ bị hòa tan nếu còn bazơ dư để tạo ra muối stannit, như natri stannit:

SnCl2(dd) + 2 NaOH (dd) → SnO•H2O (rắn) + 2 NaCl (dd)
SnO•H2O (rắn) + NaOH (dd) → NaSn(OH)3 (dd)

SnCl2 khan có thể sử dụng để tạo ra một loạt các hợp chất thiếc (II) trong các dung môi không lỏng. Chẳng hạn, muối liti của 4-methyl-2,6-di-tert-butylphenol phản ứng với SnCl2 trong THF để tạo ra hợp chất Sn(OAr)2 (Ar = aryl) không gian hai chiều tuyến tính màu vàng.[2]

Thiếc (II) clorua cũng có thể có vai trò như một axit Lewis, tạo ra các phức chất với các phối tử như ion clorua, chẳng hạn:

SnCl2 (dd) + CsCl (dd) → CsSnCl3 (dd)

Phần lớn các phức chất này có cấu trúc hình chóp, và do các phức chất như SnCl3octet đầy đủ, vì thế ít có xu hướng thêm vào trên một phối tử. Tuy nhiên, cặp điện tử cô độc trong các phức chất như vậy lại dễ dàng tạo liên kết, và vì thế bản thân các phức chất có thể phản ứng như một bazơ Lewis hay một phối tử. Điều này có thể thấy trong sản phẩm liên quan tới ferrocen như trong phản ứng sau:

SnCl2 + Fe(η5-C5H5)(CO)2HgCl → Fe(η5-C5H5)(CO)2SnCl3 + Hg

SnCl2 cũng có thể sử dụng để tạo ra một loạt các hợp chất chứa các liên kết kim loại - kim loại. Chẳng hạn, phản ứng với dicoban octacacbonyl:

SnCl2 + Co2(CO)8 → (CO)4Co-(SnCl2)-Co(CO)4
Cấu trúc của thiếc (II) clorua và các hợp chất liên quan
Các mô hình cầu và que về cấu trúc kết tinh của SnCl2[3]

Điều chế[sửa | sửa mã nguồn]

SnCl2 khan được điều chế bằng cách cho khí hiđrô clorua khô tác dụng với thiếc kim loại. Hợp chất dihydrat được điều chế bằng phản ứng tương tự nhưng sử dụng axit clohydric:

Sn (rắn) + 2 HCl (dd) → SnCl2 (dd) + H2 (khí)

Sau đó nước được làm bay hơi cẩn thận từ dung dịch axit để tạo ra các tinh thể SnCl2•2H2O. Dihydrat này cũng có thể khử nước thành dạng muối khan bằng cách sử dụng acetic anhydrit ((CH3CO)2O).[4]

Sử dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Dung dịch thiếc (II) clorua chứa ít axit clohydric được sử dụng để mạ thiếc cho thép để tạo ra các sản phẩm sắt tây. Một hiệu điện thế giữa hai cực được tạo ra và thiếc kim loại được tạo ra ở catot thông qua quá trình điện phân.

Thiếc (II) clorua cũng được dùng như là một loại thuốc cẩn màu trong lĩnh vực nhuộm màu vải sợi do nó tạo ra các màu sáng hơn cho một số loại thuốc nhuộm như phẩm yên chi. Thuốc cẩn màu này cũng từng được sử dụng đơn lẻ để làm tăng trọng lượng tơ lụa.

Nó cũng được sử dụng làm chất xúc tác trong sản xuất axit polylactic (PLA) dẻo.

Nó cũng được dùng làm chất xúc tác trong phản ứng giữa axeton và hiđrô perôxít để tạo ra dạng tứ phân của axeton peroxit.

Thiếc (II) clorua cũng được dùng làm tác nhân khử. Điều này được thấy trong việc sử dụng nó để mạ bạc cho gương, trong đó bạc kim loại được kết tủa trên mặt kính:

Sn2+ (dd) + 2 Ag+ → Sn4+ (dd) + 2 Ag (rắn)

Phản ứng khử tương tự theo truyền thống được dùng để phát hiện ion Hg2+(dd). Chẳng hạn, nếu SnCl2 được thêm từng giọt vào dung dịch thủy ngân (II) clorua thì kết tủa màu trắng chứa thủy ngân (I) clorua được tạo ra; và khi thêm tiếp SnCl2 vào thì nó chuyển thành màu đen do thủy ngân kim loại được tạo ra. Thiếc (II) clorua cũng có thể dùng để kiểm tra sự có mặt của các hợp chất vàng. SnCl2 chuyển thành màu tía khi có vàng (xem Tía Cassius).

Khi thủy ngân được phân tích bằng phổ hấp phụ nguyên tử thì người ta phải sử dụng phương pháp hơi lạnh với thiếc (II) clorua thường được dùng làm chất khử.

Trong hóa hữu cơ, SnCl2 chủ yếu được dùng trong phản ứng khử Stephen, trong đó nitril bị khử (thông qua muối imidoyl clorua) thành imin dễ dàng bị thủy phân thành andehit.[5]

Phản ứng này thường làm việc tốt nhất với các nitril Aryl-CN thơm. Phản ứng tương tự (gọi là phương pháp Sonn-Müller) bắt đầu với một amit, được xử lý bằng PCl5 để tạo ra muối imidoyl clorua.

Phản ứng khử Stephen

Ngày nay phản ứng khử Stephen ít được sử dụng do nó chủ yếu đã bị thay thế bằng phản ứng khử diisobutyl nhôm hidrua.

Ngoài ra, SnCl2 cũng được sử dụng để khử có chọn lọc các nhóm nitro thơm thành các anilin.[6]

Phản ứng khử nhóm nitro thơm bằng cách sử dụng SnCl2

SnCl2 cũng có thể khử các quinon thành các hydroquinon.

Thiếc (II) clorua cũng được thêm vào một số loại thực phẩm đóng hộp và đóng chai như là một loại phụ gia thực phẩm với số EE512, trong đó nó có vai trò như là một tác nhân hãm màu và một chất chống ôxi hóa.

SnCl2 cũng được dùng trong chụp tâm thất nuclit phóng xạ của y học hạt nhân để khử tác nhân techneti-99m-pertechnetat (Tc-99m) phóng xạ để hỗ trợ trong liên kết các tế bào máu.

Cuối cùng, dung dịch thiếc (II) clorua được nhiều người tinh chế kim loại quý nghiệp dư dùng làm thuốc thử vàngnhóm kim loại platin (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt) trong các dung dịch.[7]

Chú thích[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ H. Nechamkin (1968). The Chemistry of the Elements. New York: McGraw-Hill. 
  2. ^ B. Cetinkaya, I. Gumrukcu, M. F. Lappert, J. L. Atwood, R. D. Rogers và M. J. Zaworotko (1980). “Bivalent germanium, tin, and lead 2,6-di-tert-butylphenoxides and the crystal and molecular structures of M(OC6H2Me-4-But2-2,6)2 (M = Ge or Sn)”. J. Am. Chem. Soc. 102 (6): 2088–2089. doi:10.1021/ja00526a054. 
  3. ^ J. M. Leger, J. Haines, A. Atouf (1996). “The high pressure behaviour of the cotunnite and post-cotunnite phases of PbCl2 and SnCl2”. J. Phys. Chem. Solids 57 (1): 7–16. Bibcode:1996JPCS...57....7L. doi:10.1016/0022-3697(95)00060-7. 
  4. ^ W. L. F. Armarego, C. L. L. Chai (2009). Purification of laboratory chemicals (ấn bản 6). Hoa Kỳ: Butterworth-Heinemann. 
  5. ^ Williams, J. W. (1955), “β-Naphthaldehyde”, Org. Synth. ; Coll. Vol. 3: 626 
  6. ^ F. D. Bellamy và K. Ou (1984). “Selective reduction of aromatic nitro compounds with stannous chloride in non acidic and non aqueous medium”. Tetrahedron Letters 25 (8): 839–842. doi:10.1016/S0040-4039(01)80041-1. 
  7. ^ “Gold Refining Forum.com • Index page”. Truy cập 10 tháng 2 năm 2015. 

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  • N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, ấn bản lần 2, Butterworth-Heinemann, Oxford, Vương quốc Anh, 1997.
  • Handbook of Chemistry and Physics, ấn bản lần 71, CRC Press, Ann Arbor, Michigan, Hoa Kỳ, 1990.
  • The Merck Index, ấn bản lần 7, Merck & Co, Rahway, New Jersey, Hoa Kỳ, 1960.
  • A. F. Wells, 'Structural Inorganic Chemistry, ấn bản lần 5, Nhà in Đại học Oxford, Oxford, Vương quốc Anh, 1984.
  • J. March, Advanced Organic Chemistry, ấn bản lần 4, tr. 723, Wiley, New York, Hoa Kỳ, 1992.