Хлорид родия(III)

Хлорид родия(III) (трихлорид родия) — неорганическое соединение, соль родия и соляной кислоты с формулой RhCl₃, один из трёх известных хлоридов родия, соответствующий трёхвалентному металлу. Красно-коричневый порошок, нерастворим в воде. Образует кристаллогидрат состава RhCl₃•3H₂O, хорошо растворимый в воде. Применяется для родирования — нанесения родиевых покрытий на металлы и как катализатор в органическом синтезе. Также находит применение в фотографии и производстве фотобумаг.

Хлорид родия​(III)​
Гидрат хлорида родия(III)
Общие
Систематическое наименование	Хлорид родия​(III)​
Традиционные названия	Хлористый родий
Хим. формула	RhCl3
Физические свойства
Состояние	красно-коричневый порошок
Молярная масса	209,26 г/моль
Плотность	5,38 г/см³
Термические свойства
Температура
• сублимации	800 °C
• разложения	970 °C
Классификация
Рег. номер CAS	10049-07-7
PubChem	24872
Рег. номер EINECS	233-165-4
SMILES	[Rh+3].[Cl-].[Cl-].[Cl-]
InChI	InChI=1S/3ClH.Rh/h3*1H;/q;;;+3/p-3 SONJTKJMTWTJCT-UHFFFAOYSA-K
RTECS	VI9290000
ChemSpider	8096382 и 23253
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Физические свойстваПравить

Имеет вид красных кристаллов с моноклинной сингонией. Не растворяется в воде и кислотах, а также в растворах щелочей. Возгоняется около 800 °С и разлагается при 970 °С.

Образует кристаллогидрат RhCl₃•nH₂O, выглядящий как стекловидная масса (по другим данным способен образовывать кристаллы) красного цвета. Соединение является полиядерным и имеет переменный состав, Мейер и Кавчик приписали этому соединению состав тригидрата RhCl₃•3H₂O.

Кристаллогидрат хорошо растворим в воде, образуя при этом красно-коричневый раствор. Выпаривание раствора снова даёт стеклообразную массу.

Химические свойстваПравить

В солянокислых растворах соединение находится в форме иона [RhCl₆]^3-, либо замещённых аквакомплексов этого иона.

• Кристаллогидрат теряет воду при нагревании:

$\mathsf{R}\mathsf{h}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\cdot <!--\; \cdot \; -->\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{{\mathsf{180}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{R}\mathsf{h}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {RhCl_{3}\cdot 3H_{2}O\ {\xrightarrow {180^{o}C}}\ RhCl_{3}+3H_{2}O}}$ 

• Восстанавливается металлическим цинком:

$\mathsf{2}\mathsf{R}\mathsf{h}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{Z}\mathsf{n}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{R}\mathsf{h}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{Z}\mathsf{n}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {2RhCl_{3}+3Zn\ {\xrightarrow {}}\ 2Rh+3ZnCl_{2}}}$ 

• Реагирует с раствором аммиака:

$\mathsf{R}\mathsf{h}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{5}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\cdot <!--\; \cdot \; -->{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{}{\to }\mathsf{[}\mathsf{R}\mathsf{h}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{5}}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{]}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{5}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {RhCl_{3}+5NH_{3}\cdot H_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ [Rh(NH_{3})_{5}Cl]Cl_{2}+5H_{2}O}}$ 

В составе позитивных фотографических эмульсий сильно снижает светочувствительность и также сильно увеличивает контрастность, даже в крайне незначительных количествах, позволяя получать коэффициент контрастности γ = 5. Для обычных эмульсий, где достаточно γ = 4, использование хлорида родия не требуется.

В связи с тем, что трихлорид родия крайне нестабилен в растворах, вместо него можно применять гексахлорородат(III) аммония (RhCl₆(NH₄)₃•H₂O), который используют в количествах порядка 0,4 мг / литр эмульсии. Это двойное соединение малопригодно для бромосеребряных эмульсий, которые уже через три месяца теряют контрастность и из особоконтрастных превращаются просто в контрастные. Однако с хлоридом серебра данный двойной хлорид образует достаточно стабильные комплексы.

ПолучениеПравить

Безводное соединение получают действием хлора на нагретый порошкообразный родий. Реакция начинает протекать при температуре 250—300 °C, в промышленном процессе температура удерживается в диапазоне 900—948 °C, выше 948 °C трихлорид начинает переходить в дихлорид:

$\mathsf{2}\mathsf{R}\mathsf{h}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\stackrel{\mathsf{900}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{948}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{R}\mathsf{h}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {2Rh+3Cl_{2}\ \xrightarrow {900-948^{o}C} \ 2RhCl_{3}}}$ 

Помимо этого, трихлорид может быть получен другими способами, все из которых протекают при нагревании в токе хлора: из сульфида родия, хлоропентааминхлорида родия, сплава родия с оловом (при 360—440 °C). Для получения соединения, не содержащего примесей щелочных металлов, используют гексахлорородиат(III) аммония, реакцию также ведут в токе хлора при температуре в 440 °C.

Кристаллогидрат получают, растворяя свежеполученный гидроксид родия(III) в соляной кислоте с последующим выпариванием досуха:

$\mathsf{R}\mathsf{h}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{}{\to }\mathsf{R}\mathsf{h}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\cdot <!--\; \cdot \; -->\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {Rh(OH)_{3}+3HCl{\xrightarrow {}}\ RhCl_{3}\cdot 3H_{2}O}}$ 

ПрименениеПравить

Тригидрат применяют для приготовления электролитов, предназначенных для родирования металлических поверхностей. Также тригидрат используют в органическом синтезе, как катализатор в реакциях изомеризации и полимеризации алкенов.

В фотографии вместе с другими хлоридами металлов платиновой группы может использоваться для тонирования отпечатков, замещая серебро с образованием металлического родия и нерастворимого галогенида серебра в кислой среде:

$\mathsf{R}\mathsf{h}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{A}\mathsf{g}\stackrel{\mathsf{H}\mathsf{+}}{\to }\mathsf{R}\mathsf{h}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{A}\mathsf{g}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {RhCl_{3}+3Ag{\xrightarrow {H+}}Rh+3AgCl}}$ 

Используется при производстве фотобумаг с очень высокой степенью контрастности.

ЛитератураПравить

• Беляев А. В. Родий // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. Н. С. Зефиров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1995. — Т. 4: Полимерные — Трипсин. — С. 270—271. — 639 с. — 40 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8.
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.
• Родия(III) хлорида тригидрат : статья // Химический энциклопедический словарь / Гл. ред. Кнунянц И. Л. — М. : Советская энциклопедия, 1983. — С. 510. — 792 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б. П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Федоров И. А. Родий / отв. ред. Черняев И. И. — Наука, 1966. — 2000 экз.
• Glafkides P. Photographic chemistry. — London: Fountain Press, 1958. — Т. 1.