ZnCl2

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Chlorure de zinc
Général
Nom IUPAC	Chlorure de zinc
No CAS	7646-85-7
No EINECS	231-592-0
SMILES	Cl[Zn]Cl eMolecules PubChem
InChI	InChI=1/2ClH.Zn/h2*1H;/q;;+2/p-2/f2Cl.Zn/h2*1h;/q2*-1;m
Apparence	solide de forme variable, hygroscopique et blanc[1]
Propriétés chimiques
Formule brute	Cl2ZnZnCl2
Masse molaire	136,29 g∙mol-1 Cl 52,03 %, Zn 47,98 %,
Propriétés physiques
T° fusion	290 °C[1]
T° ébullition	732 °C[1]
Solubilité	dans l'eau à 25 °C : très bonne (432 g/100 ml)[1], 100/100 ml eau (12,5 °C,eau)
Masse volumique	2.9 g/cm³[1]
Précautions
Directive 67/548/EEC
C N
Numéro index : 030-003-00-2 Symboles : C : Corrosif N : Dangereux pour l`environnement Phrases R : R22 : Nocif en cas d’ingestion. R34 : Provoque des brûlures. R50/53 : Très toxique pour les organismes aquatiques, peut entraîner des effets néfastes à long terme pour l’environnement aquatique. Phrases S : S26 : En cas de contact avec les yeux, laver immédiatement et abondamment avec de l’eau et consulter un spécialiste. S45 : En cas d’accident ou de malaise, consulter immédiatement un médecin (si possible, lui montrer l’étiquette). S60 : Éliminer le produit et son récipient comme un déchet dangereux. S61 : Éviter le rejet dans l’environnement. Consulter les instructions spéciales/la fiche de données de sécurité. (S1/2) : Conserver sous clef et hors de portée des enfants. S36/37/39 : Porter un vêtement de protection approprié, des gants et un appareil de protection des yeux/du visage.
Phrases R : 22, 34, 50/53,
Phrases S : (1/2), 26, 36/37/39, 45, 60, 61,
Transport
-    2331    Numéro ONU : 2331 : CHLORURE DE ZINC ANHYDRE
SIMDUT[2]
E, E : Matière corrosive Transport des marchandises dangereuses : classe 8 Divulgation à 1,0% selon la liste de divulgation des ingrédients
SGH[3]
Danger H302, H314, H410, H302 : Nocif en cas d'ingestion H314 : Provoque de graves brûlures de la peau et des lésions oculaires H410 : Très toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le chlorure de zinc est un sel de zinc de formule chimique ZnCl₂. C'est un solide blanc ou incolore, extrêmement hygroscopique.

Quatre 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, ZnCl₂ peut être obtenu sous forme 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 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 ionique, qui possède tout de même un caractère 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. Il se comporte comme un acide de Lewis) modéré, et les solutions de chlorure de zinc ont un 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'ions Zn²⁺ utile pour la préparation d'autres sels de zinc comme par exemple le carbonate de zinc :

ZnCl₂(aq) + Na₂CO₃(aq) → ZnCO₃(s) + 2 NaCl(aq)

Solubilité dans l'eau

Préparation et purification

Le chlorure de zinc anhydre est obtenu à partir de zinc métal et de chlorure d'hydrogène :

Zn + 2 HCl(g) → ZnCl₂(s) + H₂(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 :

ZnS(s) + 2 HCl(aq) → ZnCl₂(aq) + H₂S(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 ZnCl₂ commercial sont chauffé à reflux dans 800 ml de dioxane anhydre en présence de poussière de zinc métallique. Le mélange est filtré à chaud (pour retirer le zinc), puis refroidi pour former un précipité blanc de chlorure de zinc pur. Les échantillons anhydres peuvent être purifiés par 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 oxydes 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 prothèses dentaires. ZnCl₂ 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 batteries.

En laboratoire, le chlorure de zinc est utilisé en tant qu'acide de Lewis modéré. Il peut jouer le rôle de catalyseur pour la synthèse de Fisher de l'indole (A) ou pour l'acylation de Friedel-Crafts mettant en jeu un composé aromatique (B) :

Il est notamment utilisé pour la préparation de fluorescéine par acylation de Friedel-Crafts à partir d'anhydride phtalique et de résorcinol :

L'acide chlorhydrique seul réagit mal avec les alcools primaires et les 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 chlorures d'alkyles. Le mécanisme de cette réaction est probablement de type SN2 avec les alcools primaires et de type SN1 avec les alcools secondaires.

Le chlorure de zinc est capable d'activer des halogénures de benzyle ou d'allyle ce qui permet des réactions de substitution par des nucléophiles faibles comme les alcènes :

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 :

Les énolates de zinc, préparés à partir d'énolates de 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 :

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

1. N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1997.
2. Handbook of Chemistry and Physics, 71st edition, CRC Press, Ann Arbor, Michigan, 1990.
3. The Merck Index, 7th edition, Merck & Co, Rahway, New Jersey, USA, 1960.
4. D. Nicholls, Complexes and First-Row Transition Elements, Macmillan Press, London, 1973.
5. A. F. Wells, 'Structural Inorganic Chemistry, 5th ed., Oxford University Press, Oxford, UK, 1984.
6. J. March, Advanced Organic Chemistry, 4th ed., p. 723, Wiley, New York, 1992.
7. 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.
8. B. S. Furnell et al., Vogel's Textbook of Practical Organic Chemistry, 5th edition, Longman/Wiley, New York, 1989.
9. R. L. Shriner, W. C. Ashley, E. Welch, in Organic Syntheses Collective Volume 3, p 725, Wiley, New York, 1955.
10. (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).
11. E. Bauml, K. Tschemschlok, R. Pock, H. Mayr, Tetrahedron Letters, 29, 6925 (1988).
12. S. Kim, Y. J. Kim, K. H. Ahn, Tetrahedron Letters, 24, 3369 (1983).
13. 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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