H290 : Peut être corrosif pour les métaux H302 : Nocif en cas d'ingestion H317 : Peut provoquer une allergie cutanée H411 : Toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme P261 : Éviter de respirer les poussières/fumées/gaz/brouillards/vapeurs/aérosols. P264 : Se laver … soigneusement après manipulation. P273 : Éviter le rejet dans l’environnement. P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage. P391 : Recueillir le produit répandu. P333+P313 : En cas d’irritation ou d'éruption cutanée : consulter un médecin.
On appelle chlorure de chrome(III), ou chlorure chromique, une série de composés de formule CrCl3(H2O)x, où x peut valoir 0, 5 et 6. Le composé anhydre de formule CrCl3 est un solide violet. La forme la plus commune du trichlorure est l'hexahydrate CrCl3(H2O)6, vert foncé. Les chlorures de chrome(III) sont utilisés comme catalyseurs et comme précurseurs de colorants pour la laine.
Structure
Forme anhydre
Le chlorure de chrome(III) anhydre adopte la structure YCl3, où les ions Cr3+ occupent un tiers des interstices octaédriques dans des couches alternées d'un réseau pseudo-cubique à faces centrées d'ions Cl−. L'absence de cations dans une couche sur deux conduit à une faible liaison entre deux couches adjacentes. Pour cette raison, les cristaux de CrCl3clivent aisément le long des plans entre couches, ce qui donne l'aspect flaky (micacé) des échantillons de chlorure de chrome(III)[9],[10].
Modèle compact d'empilement cubique à faces centrées d'ions chlorure dans la structure cristalline de CrCl3
Les chlorures de chrome(III) possèdent la propriété assez inhabituelle d'exister sous plusieurs formes chimiques distinctes (isomères), qui diffèrent quant au nombre d'anions chlorure coordonnés avec Cr(III) et l'eau de cristallisation. Les différentes formes existent à la fois sous forme solide et en solution aqueuse. Plusieurs membres sont connus des séries [CrCl3−n(H2O)n]z+. Le principal hexahydrate peut être plus précisément décrit comme [CrCl2(H2O)4]Cl(H2O)2. Il est constitué du cation [CrCl2(H2O)4]+ trans et de molécules d'eau supplémentaires et d'un anion chlorure dans le réseau[11]. Deux autres hydrates sont connus, [CrCl(H2O)5]Cl2(H2O) vert pâle et [Cr(H2O)6]Cl3 violet. Un comportement similaire existe avec d'autres composés du chrome(III).
Les faibles vitesses de réaction sont classiques avec les complexes de chrome(III). La faible réactivité de l'ion Cr3+ d3 peut être expliquée par la théorie du champ cristallin. Une façon de permettre à CrCl3 de participer à des substitutions en solution est de réduire les très faibles traces restantes en CrCl2, par exemple à l'aide de zinc dans l'acide chlorhydrique. Ce composé chrome(II) participe aux substitutions facilement, et il peut échanger des électrons avec CrCl3 par un pont chlorure, permettant à tous les CrCl3 de réagir rapidement.
Avec la présence de quelques ions chrome(II), cependant, le CrCl3 solide se dissout rapidement dans l'eau. De même, les réactions de substitution de ligands des solutions de [CrCl2(H2O)4]+ sont accélérées par le catalyseur chrome(II).
Avec les chlorures de métaux alcalins fondus tels que le chlorure de potassium, CrCl3 donne des sels de type M3CrCl6 et K3Cr2Cl9, qui sont aussi octaédriques mais où les deux chromes sont liés par trois ponts chlorure.
Complexes avec des ligands organiques
CrCl3 est un acide de Lewis, classé comme "dur" selon le concept HSAB. Il forme plusieurs adduits de type [CrCl3L3]z, où L est une base de Lewis. Par exemple, il réagit avec la pyridine (C5H5N) pour former un adduit :
Le chlorure de chrome(III) a aussi été utilisé comme acide de Lewis dans des réactions organiques, par exemple pour catalyser la réaction de Diels-Alder nitroso[19].
Colorants
Plusieurs colorants contenant du chrome sont utilisés commercialement pour teinter la laine. Les colorants typiques sont des triarylméthanes constitués de dérivés de l'acide orthohydroxybenzoïque[20].
Précautions
Bien que le chrome trivalent soit beaucoup moins toxique que l'hexavalent, les sels de chrome sont généralement considérés toxiques.
↑ abcde et fEntrée « Chromium(III) chloride » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 9 janvier 2019 (JavaScript nécessaire).
↑A. F. Wells, 'Structural Inorganic Chemistry, 5th ed., Oxford University Press, Oxford, UK, 1984.
↑Ian G. Dance, Hans C. Freeman "The Crystal Structure of Dichlorotetraaquochromium(III) Chloride Dihydrate: Primary and Secondary Metal Ion Hydration" Inorganic Chemistry 1965, volume 4, 1555–1561. DOI10.1021/ic50033a006
↑(de) Georg Brauer, Handbuch Der Präparativen Anorganischen Chemie, vol. 2, Stuttgart; New York, New York, Ferdinand Enke Verlag; Academic Press, Inc., (1re éd. 1962), 882 p. (ISBN978-0-323-16129-9, lire en ligne), p. 1340
↑Philip Boudjouk, Jeung-Ho So, « Solvated and Unsolvated Anhydrous Metal Chlorides from Metal Chloride Hydrates », Inorg. Synth., vol. 29, , p. 108–111 (DOI10.1002/9780470132609.ch26)
↑(en) Philip Boudjouk, Jeung-Ho So "Solvated and Unsolvated Anhydrous Metal Chlorides from Metal Chloride Hydrates" Inorganic Syntheses, 2007, vol. 29, p. 108-111. DOI10.1002/9780470132609.ch26
↑John T. Dixon, Mike J. Green, Fiona M. Hess, David H. Morgan “Advances in selective ethylene trimerisation – a critical overview” Journal of Organometallic Chemistry 2004, Volume 689, pp 3641-3668. DOI10.1016/j.jorganchem.2004.06.008
↑Feng Zheng, Akella Sivaramakrishna, John R. Moss “Thermal studies on metallacycloalkanes” Coordination Chemistry Reviews 2007, Volume 251, 2056-2071. DOI10.1016/j.ccr.2007.04.008
↑Calvet, G., Dussaussois, M., Blanchard, N. et Kouklovsky, C., « Lewis Acid-Promoted Hetero Diels-Alder Cycloaddition of α-Acetoxynitroso Dienophiles », Organic Letters, vol. 6, no 14, , p. 2449–2451 (PMID15228301, DOI10.1021/ol0491336)
Handbook of Chemistry and Physics, 71st edition, CRC Press, Ann Arbor, Michigan, 1990.
The Merck Index, 7th edition, Merck & Co, Rahway, New Jersey, USA, 1960.
J. March, Advanced Organic Chemistry, 4th ed., p. 723, Wiley, New York, 1992.
K. Takai, 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. 206–211, Wiley, New York, 1999.