Chlorure d'or(III)

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Chlorure d'or(III)
Chlorure d'or(III)
Identification
Nom IUPAC Chlorure d'or(III)
Synonymes

Chlorure aurique
Trichlorure d'or

No CAS 13453-07-1
No EINECS 236-623-1
No RTECS MD5420000 (anhydre)
Apparence Solide cristallin rouge
Propriétés chimiques
Formule brute AuCl3  [Isomères]AuCl3 (sous forme Au2Cl6)
Masse molaire[1] 303,326 ± 0,006 g/mol
Au 64,94 %, Cl 35,06 %,
Propriétés physiques
fusion 253,85 °C (décomposition)
Solubilité 680 g·l-1 (eau froide).
Soluble dans l'éthanol et le diéthyl éther
Masse volumique 3,9 g·cm-3 (20 °C, solide)
Susceptibilité magnétique -0,000112 cm³/mol
Thermochimie
ΔfH0solide −118 kJ/mol
Cristallographie
Structure type monoclinique
Coordinence plan carré
Distance interatomique 224 pm (Au - Cl externe)
234 pm (Au - Cl pontant)
Angle de liaison 90 ° (Au - Cl externe)
86 ° (Au - Cl pontant)
Précautions
Directive 67/548/EEC
Irritant
Xi



NFPA 704

Symbole NFPA 704

 

(estimation)
Composés apparentés
Autres cations Chlorure d'or(I)
Chlorure d'argent
Chlorure de platine(II)
Chlorure de mercure(II)
Autres anions Fluorure d'or(III)
Bromure d'or(III)
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le chlorure d'or(III), appelé habituellement chlorure aurique, et l'un des composés les plus communs de l'or. Sa formule est AuCl3. Le chiffre romain dans son nom indique que l'or est à un état d'oxydation de +3, ce qui est la forme la plus stable de l'or dans ses composés. L'or forme également d'autres chlorures comme le chlorure d'or(I) (AuCl), moins stable que AuCl3. L'acide chloraurique, (HAuCl4), produit formé lors de la dissolution de l'or dans de l'eau régale, est aussi parfois référé comme « chlorure d'or », « acide de chlorure d'or(III) » ou encore « hydrate de chlorure d'or(III) ».
Le chlorure d'or(III) est très hygroscopique et soluble dans l'eau et l'éthanol. Il se décompose au-dessus de 160 °C (433 K) ou à la lumière, et forme une gamme de complexes avec de nombreux ligands.

Structure[modifier | modifier le code]

AuCl3 structure.svg Gold(III)-chloride-dimer-3D-balls.png

AuCl3 existe sous une forme de dimère, tant en phase solide que gazeuse; le bromure AuBr3 obéit au même schéma. Chaque Au central est plan carré. Cette structure est une réminiscence des structures biquadratiques adoptées par AlCl3 et FeCl3. Les liaisons dans AuCl3 sont principalement covalentes, ce qui reflète l'état d'oxydation élevé et l'électronégativité relativement élevée (pour un métal) de l'or.

Propriétés chimiques[modifier | modifier le code]

L'AuCl3 anhydre commence à se décomposer en AuCl à environ 160 °C; cependant, cette réaction s'inverse par dismutation à de plus hautes températures pour redonner de l'or métallique et AuCl3.

AuCl3 → AuCl + Cl2 (>160 °C)
3 AuCl → AuCl3 + 2 Au (>420 °C)

AuCl3 est un acide de Lewis qui forme facilement des complexes. Ainsi, avec l'acide chlorhydrique, l'acide chloraurique (HAuCl4) est formé :

HClaq + AuCl3(aq) → H+AuCl4-(aq)

Les chlorures ioniques comme le KCl forment des ions AuCl4- avec AuCl3.
Les solutions aqueuses de AuCl3 réagissent avec des alcali comme l'hydroxyde de sodium pour former un précipité de Au(OH)3 impur, qui se dissoudra dans du NaOH pour former de l'aurate de sodium NaAuO2). S'il est chauffé doucement, Au(OH)3 se décompose en oxyde d'or(III) (Au2O3) puis en or métallique[2],[3],[4],[5],[6],[7].

Préparation[modifier | modifier le code]

Le chlorure d'or(III) est la plupart du temps préparé par chloration directe du métal à hautes températures :

2 Au + 3 Cl2 → 2 AuCl3

Utilisations[modifier | modifier le code]

Le chlorure d'or(III) est l'un des composés d'or les plus communs et il est par conséquent utilisé comme point de départ pour la synthèse de nombreux autres composés d'or, comme le complexe cyanure hydrosoluble KAu(CN)4:

AuCl3 + 4 KCN → KAu(CN)4 + 3 KCl

Les sels d'or(III), et en particulier NaAuCl4 (formé à partir de AuCl3 + NaCl), fournissent une alternative non toxique aux sels de mercure(II) comme catalyseurs pour les réactions sur les alcynes. Une des réactions importantes de ce genre est l'hydration des alcynes terminales pour produire des méthylcétones, comme[8] :

AuCl3 alkyne hydration.gif

Les cétones sont généralement formées avec un rendement de plus de 90 % sous ces conditions. L'amination liée qui peut utiliser l'or (à l'état d'oxydation +3) comme catalyseur est très utilisée.
Dans les dernières années, AuCl3 a suscité l'intérêt de chimistes organiciens comme un catalyseur acide doux pour d'autres réactions comme l'alkylation des aromatiques et une conversion des furanes en phénols (voir ci-dessous). De telles réactions peuvent être utilisées en synthèse organique et dans l'industrie pharmaceutique. Ainsi par exemple, le 2-méthylfurane (sylvane) subit une alkylation douce par méthylvinylcétone en position 5 :

AuCl3 furan alkylation-int.gif

La réaction se produit avec un rendement de 91 % en seulement 40 minutes à température ambiante, en utilisant seulement 1 % de AuCl3 dans de l'acétonitrile. Ce rendement est remarquable dans le sens où à la fois le furane et la cétone sont normalement très sensibles aux réactions secondaires comme la polymérisation en conditions acides. Dans certains cas où des alcynes sont présents, un phénol peut être formé[9] :

AuCl3 phenol synthesis-int.gif

La réaction comprend un réarrangement complexe conduisant à la formation d'un nouveau cycle aromatique[10].

Références[modifier | modifier le code]

  1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1997
  3. Handbook of Chemistry and Physics, 71st edition, CRC Press, Ann Arbor, Michigan, 1990
  4. The Merck Index, 7th edition, Merck & Co, Rahway, New Jersey, USA, 1960
  5. H. Nechamkin, The Chemistry of the Elements, McGraw-Hill, New York, 1968
  6. A. F. Wells, Structural Inorganic Chemistry, 5th ed., Oxford University Press, Oxford, UK, 1984
  7. G. Dyker, An Eldorado for Homogeneous Catalysis?, in Organic Synthesis Highlights V, H.-G. Schmaltz, T. Wirth (eds.), p. 48-55, Wiley-VCH, Weinheim, 2003
  8. Y. Fukuda, K. Utimoto, J. Org. Chem. 56, 3729-3731 (1991)
  9. A. S. K. Hashmi, T. M. Frost, J. W. Bats, J. Am. Chem. Soc. 122, 11553-11554 (2000)
  10. Hashmi, A. S. K.; Rudolph, M.; Weyrauch, J. P.; Wölfle, M.; Frey, W.; Bats, J. W. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 2798-2801

Lien externe[modifier | modifier le code]

Fiche sécurité : Hazard.com