Aluminiumtrichlorid

Kristallstruktur
Kristallgitter des Aluminiumchlorids Dimer des Aluminiumchlorids (Gasphase)
__ Al3+     __ Cl−
Allgemeines
Name	Aluminiumchlorid
Andere Namen	Aluminiumtrichlorid
Verhältnisformel	AlCl3
CAS-Nummer	7446-70-0
Kurzbeschreibung	weiße bis gelbe Kristalle
Arzneistoffangaben
Wirkstoffklasse	Adstringes
Fertigpräparate	Etiaxil® (CH) Gargarisma zum Gurgeln (D) Mallebrin® (D)
Verschreibungspflichtig: Nein
Eigenschaften
Molare Masse	133,34 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,44 g·cm−3[1]
Siedepunkt	180 °C (Sublimation, 262 °C Zersetzung)[1]
Dampfdruck	1 hPa[1] (20 °C)
Löslichkeit	450 g·l−1 in Wasser (Zersetzung[1]); gut löslich in organischen Lösungsmitteln
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung aus RL 67/548/EWG, Anh. I [2] Ätzend (C) R- und S-Sätze R: 34 S: (1/2)-7/8-28-45
LD50	3450 mg/kg[1]
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0	−704 kJ·mol−1[3]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Probe von Aluminium-
Trichlorid-Hexahydrat

Kristallstruktur von AlCl₃ in Polyederansicht

Aluminiumchlorid ist das Chlorid des Aluminiums. Es besitzt die Formel AlCl₃.

Eigenschaften

Aluminiumchlorid bildet farblose, hexagonale Kristalle. Es ist in vielen organischen Lösungsmitteln löslich. Das meist auf Grund von Verunreinigungen mit Eisenchloriden hellgelbe Pulver wirkt stark hygroskopisch. In feuchter Luft raucht es wegen teilweiser Hydrolyse zu Chlorwasserstoff und Aluminiumoxid-chlorid. In Wasser löst es sich unter starker Erwärmung unter Bildung des Hexahydrats. In unpolaren Lösungsmitteln, flüssiger Phase sowie im Dampfzustand tritt Aluminiumchlorid in einer dimeren Form als Cl₂AlCl₂AlCl₂ auf, in dem das Aluminiumatom tetraedrisch koordiniert ist (analog zum Aluminiumbromid). Im festen Zustand liegt ein Ionengitter vor, in dem das Aluminiumion 6-fach durch Cl^- koordiniert ist. Beim Schmelzen bricht das Ionengitter unter Bildung des Dimeren zusammen. Da dieses kovalent aufgebaut ist, leitet flüssiges Aluminiumchlorid den elektrischen Strom nur schlecht.^[4]

Reaktionsverhalten

In stark exothermer Reaktion kommt Aluminiumchlorid in Wasser in Lösung, wobei eine Hydrolyse in Chloridionen und Hexaaquaaluminiumkomplexe erfolgt:

$\mathrm{AlCl_3 + 6 \, H_{2}O \longrightarrow [Al(H_{2}O)_{6}]^{3+} + 3Cl^-}$

Diese Hexaaquaionen gehen schließlich in stark saurer Reaktion in eine Hydroxyverbindung über:

$\mathrm{[Al(H_{2}O)_{6}]^{3+} + H_{2}O \longrightarrow [Al(H_{2}O)_{5}OH]^{2+} + H_{3}O^+}$

Synthese

Wasserhaltiges Aluminiumchlorid (in rhombischen Kristallen auftretendes Hexahydrat AlCl₃ · 6H₂O) entsteht durch Auflösen von Aluminium in Salzsäure:

$\mathrm{2 \ Al + 6 \ HCl + 6 \ H_2O \longrightarrow 2 \ AlCl_3 \cdot 6 \ H_2O + 3 \ H_2}$

Dieses Hexahydrat kann jedoch nicht entwässert werden, da es sich beim Erhitzen zu Aluminiumhydroxid bzw. Aluminiummetahydroxid und Chlorwasserstoffgas zersetzt:

$\mathrm{AlCl_3 \cdot 6 \ H_2O \longrightarrow AlO(OH) + 3 \ HCl + 4 \ H_2O}$

So muss die Herstellung von wasserfreiem Aluminiumchlorid durch Überleiten von Chlor über Kohlenstoff und Aluminiumoxid bei etwa 800 °C oder direkt aus den Elementen erfolgen:

$\mathrm{Al_2O_3 + 3 \ C + 3 \ Cl_2 \longrightarrow 2 \ AlCl_3 + 3 \ CO}$

beziehungsweise :

$\mathrm{2 \ Al + 3 \ Cl_2 \longrightarrow 2 \ AlCl_3}$

Für die großtechnische Herstellung von Aluminiumchlorid werden aufgrund der hohen Aggressivität des Prozesses emaillierte Rührbehälter verwendet.

Verwendung

Das Hexahydrat des Aluminiumchlorids findet auf Grund seiner stark adstringierenden Wirkung in der Textil- und Seifenindustrie Verwendung, wo es unter anderem der Herstellung von antiseptischen Mitteln oder Deodorants dient. Weiterhin wirkt es als starke Lewis-Säure sowie in der organischen Synthese (hier meist wasserfrei) als Katalysator bei Dehydrierungen, Polymerisationen und Friedel-Crafts-Reaktionen (Friedel-Crafts-Alkylierung, Friedel-Crafts-Acylierung). Außerdem wird es als Halogenüberträger und Kondensationsmittel verwendet.

Gegen leichte Entzündungen im Rachenraum werden aluminiumchloridhaltige Lösungen zum Gurgeln angeboten. Es ist in Apotheken erhältlich.

Wasserhaltiges Aluminiumchlorid bildet polymere Strukturen, die als Polyaluminiumchlorid (PAC) bekannt sind. Es gilt als effektives kombiniertes Flockungsmittel und Fällungsmittel, mit dem eine Reihe gelöster Stoffe in den ungelösten Zustand überführt und sehr unterschiedliche Arten von Schwebstoffen aus wässrigen Lösungen entfernt werden können.

Polymere Aluminiumchloride werden seit den 1970er Jahren u.a. im Rahmen der Aufbereitung von Betriebswasser, Trinkwasser, Abwasser und Schwimmbeckenwasser als Flockungsmittel und Fällungsmittel eingesetzt. In Europa haben PAC aufgrund technischer und wirtschaftlicher Merkmale das damals übliche Aluminiumsulfat im Bereich der Trinkwasseraufbereitung ersetzt. Außerhalb Europas hingegen ist die Verbreitung gering.

Verwendung als Antitranspirant (Schweißhemmer)

Aluminiumchlorid-Hexahydrat kann in bestimmten Konzentrationen durch lokales Auftragen gegen übermäßiges Schwitzen benutzt werden und dient daher auch als Wirkstoff in vielen Deos bzw. Antitranspirants. In diversen Foren, sowie auf der Internetpräsenz des deutschen Hyperhidrosezentrums (www.hyperhidrose.de) finden sich Rezepte zum Herstellen eines Antitranspirants mit Aluminiumchlorid. Aluminiumchlorid ist ätzend, laut Erfahrungsberichten kann bei niedriger Dosierung (unter 20%) jedoch lediglich eine leichte Reizung der Haut auftreten. Um diese zu lindern ist den meisten Antitranspirants Glycerin (bzw. Glycerol) beigesetzt.

Gefahren

Aluminiumchlorhydrate in Deodorants stehen im Verdacht, Brustkrebs auszulösen, obwohl die Aufnahme in die Zellen ungeklärt ist.^[5] Eine Arbeit aus dem Jahr 2008, bei der die bisherigen Untersuchungen zu diesem Thema zusammengefasst wurden, kommt zu dem Schluss, dass es keine wissenschaftlichen Nachweise für diese Theorie gibt.^[6]

Besonderheit

Aluminiumchlorid wird als der Grenzfall zwischen Molekül und Ion angesehen, es hat eine delta-EN von 1,55 (nach Pauling). Damit sollte es sich eigentlich um eine polare Atombindung handeln.

Weblinks

• Tipps des deutschen Hyperhidrosezentrums zur Verwendung von Aluminiumchlorid als Antitranspirant
• Zusammenfassendes Merkblatt des WDR 2 zum Thema Aluminiumchlorid gegen Schwitzen

Quellen

1. ↑ ^{a b c d e} Sicherheitsdatenblatt (Merck)
2. ↑ Eintrag zu CAS-Nr. 7446-70-0 im European chemical Substances Information System ESIS
3. ↑ PAETEC Formelsammlung Ausgabe 2003, Seite 116
4. ↑ Greenwood, Earnshaw, Die Chemie der Elemente, 1990, Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-26169-7
5. ↑ P. D. Darbre: Aluminium, antiperspirants and breast cancer. J. Inorg. Biochem. (2005) 99(9): S. 1912-1919 PMID 16045991
6. ↑ Namer M, Luporsi E, Gligorov J, Lokiec F, Spielmann M.: The use of deodorants/antiperspirants does not constitute a risk factor for breast cancer. Centre Antoine-Lacassagne, Nice, France.(2008) PMID 18829420