Bismut(III)klorid (BiCl3) – definition, egenskaper och användning

Upptäck Bismut(III)klorid (BiCl3) – tydlig definition, viktiga egenskaper och praktiska användningsområden för forskning och industri.

Bismut(III)klorid, även känd som bismuttriklorid, är en kemisk förening. Dess kemiska formel är BiCl₃. Den innehåller bismut- och kloridjoner. Bismut är i oxidationstillstånd +3.

Grundläggande egenskaper

• Molekylvikt: cirka 315,34 g·mol⁻¹.
• Utseende: vit till svagt gulfärgad kristallin eller fast substans; hygroskopisk och kan hydrolyseras i fuktig luft.
• Fysikalisk beteende: smälter vid ungefär 227–230 °C och sublimerar/ångar vid högre temperaturer. Lösligheten i rent vatten är begränsad eftersom föreningen lätt hydrolyserar.
• Kemiskt beteende: fungerar som en måttlig Lewis-syra (Bi3+), hydrolyserar i vatten och bildar oxyklorider (t.ex. BiOCl) och komplex med klorid eller andra ligander.

Struktur och bindningar

BiCl₃ innehåller bismut i oxidationstillstånd +3 och uppvisar olika strukturella former beroende på fas. I gasfasen kan molekylerna vara enkla, medan fast BiCl₃ ofta bildar polymera eller lagerstrukturer med klorid som bryggor mellan Bi‑center. Bismut har ett inaktivt elektronpar (s.k. "lone pair") som påverkar geometrierna och ger upphov till snedvridna koordinationer i många Bi(III)-föreningar.

Framställning

• Direkt från bismutmetall och klorgas enligt: Bi + 3/2 Cl₂ → BiCl₃.
• Genom behandling av bismutoxider eller -karbonater med saltsyra: Bi₂O₃ + 6 HCl → 2 BiCl₃ + 3 H₂O.
• Reningsmetoder inkluderar återkristallisation från sura lösningar eller vakuumsublimation under kontrollerade förhållanden för att minimera hydrolys.

Kemisk reaktivitet

• Hydrolys: reagerar lätt med vatten och fukt och bildar oxyklorider (BiOCl) och surt vattenlösningar innehållande saltsyra.
• Komplexbildning: bildar klorokomplex (t.ex. [BiCl₄]⁻, [BiCl₆]³⁻ i närvaro av överskott klorid) och andra koordinationsföreningar med neutrala ligander (alkoholer, etrar, aminer).
• Reduktion: kan reduceras till elementärt bismut med starka reduktionsmedel.

Användningsområden

• Katalysator: BiCl₃ används ofta som Lewis-syra i organisk syntes vid exempelvis Friedel–Crafts-reaktioner, acyleringar och andra omvandlingar.
• Förberedelse av andra bismutföreningar: fungerar som prekursor för framställning av bismutoxider, -sulfider och färgämnen (t.ex. BiOCl-pigment).
• Materialvetenskap: kan användas som källa till bismut i syntes av bismuthaltiga keramiska och elektroniska material, samt vid kemisk avlagring.
• Laboratoriereagens: använd i analytisk kemi och i forskning för att studera bismutkomplex och reaktioner.

Säkerhet och hantering

• BiCl₃ är frätande och kan orsaka irritation på hud, ögon och andningsvägar; vid kontakt med fukt frigörs saltsyra som förvärrar frätskador.
• Även om många bismutföreningar generellt har lägre toxikologisk risk än bly eller kadmium, ska BiCl₃ hanteras med försiktighet: använd lämpliga skyddshandskar, skyddsglasögon och arbeta i dragskåp.
• Vid spill: undvik vatten direkt (kan frigöra HCl); neutralisera och samla upp enligt lokala föreskrifter. Följ gällande säkerhetsdatablad (SDS) för detaljerade åtgärder.
• Förvaring: torrt, lufttätt och skyddat från fukt, gärna i inert atmosfär eller under torr gas för längre lagring.

Miljö och avfall

Undvik utsläpp till avlopp och miljö. Avfall som innehåller BiCl₃ bör behandlas och lämnas till avfallshantering enligt lokala bestämmelser. Bismut i miljön kan omvandlas till andra oorganiska former; följ lokala myndigheters riktlinjer för hantering av tungmetallsalt.

Analys och renhetskontroll

BiCl₃ kan karakteriseras med metoder som elementaranalys, röntgendiffraktion (XRD) för fasta strukturer, NMR/IR för vissa lösta komplex samt titrering och atomabsorptionsspektrometri för kvantifiering av bismutinnehåll.

Sammanfattningsvis är BiCl₃ en viktig bismutförening med användning som katalysator och prekursor i kemisk syntes och materialframställning, men kräver noggrann hantering på grund av dess frätande och hydrolyserande egenskaper.

Sök med bokstav