Síntesis del anión tetracloroaluminato(III)

Question

Buscando productos químicos al azar, encontré una referencia sobre el anión y pensé que podría sintetizarse a partir de reactivos comunes de laboratorio:

$$ \begin{align} \ce{2 Al + 2 NaOH + 2 H2O &-> 2 NaAlO2 + 3 H2}\\ \ce{NaAlO2 + 4 HCl &-> NaAlCl4 + 2 H2O} \end{align} $$

La primera reacción se produce obviamente con un alto rendimiento a STP. ¿La segunda reacción se produce a STP o no? En caso negativo, ¿cómo puede la $\ce{AlCl4^-}$ ón sintetizarse?

Answer 1

Tenga en cuenta que la primera reacción requeriría una cantidad sustancial de calor para asegurar el producto designado $\ce{NaAlO2}$ se forma (en ninguna parte cerca de STP):

$$\ce{2 Al(s) + 2 NaOH(l) + 2 H2O(g) ->[\pu{\approx 450 °C}] 2 NaAlO2(s) + 3 H2(g)}$$

En solución acuosa el producto sería tetrahidroxoaluminato $\ce{[Al(OH)4]-}:$

$$\ce{2 Al(s) + 2 NaOH(aq, conc) + 6 H2O (l) ->[Δ] 2 Na[Al(OH)4](aq) + 3 H2(g)}$$

Procedimiento sintético de " reactivos comunes de laboratorio " se describe en la obra de Brauer Manual de química inorgánica preparativa [1, p. 816]:

Tetracloroaluminato de sodio

$\ce{NaAlCl4}$

$$\ce{\underset{58.4}{NaCl} + \underset{133.4}{AlCl3} = \underset{191.8}{NaAlCl4}}$$

La reacción se lleva a cabo en un recipiente de Pyrex (Fig. 245), que debe ser lo más compacto posible. Las cantidades estequiométricas de C.P. $\ce{NaCl}$ y recién sublimado $\ce{AlCl3}$ se introducen en la parte en forma de pera del recipiente de reacción.

Fig. 245. Preparación de tetracloroaluminato de sodio.

El llenado se realiza bajo nitrógeno y el recipiente debe estar muy limpio y seco. A continuación, se coloca un capilar de punto de fusión debajo de la junta esmerilada; el aparato se evacua a alto vacío y se sella con soplete. A continuación, se sumerge lo más profundamente posible en un baño de aceite a 200-240 °C. El $\ce{AlCl3},$ que tiende a sublimarse sobre las partes frías de la pared, se hace retroceder pasando una llama luminosa sobre los puntos de condensación. Cuando el contenido del matraz se ha convertido en una masa fundida casi transparente, se vierte caliente en el matraz lateral del recipiente. El producto se solidifica al enfriarse.

Referencias

1. Manual de química inorgánica preparativa 2ª ed.; Brauer, G., Ed.; Academic Press: Nueva York; Londres, 1963 Vol. 1.