Cloruro de lantano (III)

El cloruro de lantano (III), o simplemente cloruro de lantano, es un compuesto químico de fórmula LaCl₃. Es una sal de lantano común que se utiliza principalmente en la ciencia.

Se presenta en forma de un sólido blanco higroscópico, soluble en agua y alcoholes, cristalizado en el sistema hexagonal según el grupo espacial P 6 3 / m ( n ° 176 ) con los parámetros cristalinos a = 748 pm , c = 436 pm y Z = 2 , mientras que el heptahidrato LaCl₃ ·7H₂O cristaliza en el sistema monoclínico con los parámetros a = 1237 pm , b = 1068 pm , c = 923 pm y un ángulo de 114,3°; este hidrato da la forma anhidra por encima de 90 °C .

Síntesis

El método más utilizado para obtener cloruro de lantano consiste en hacer reaccionar cloruro de amonio NH₄Cl con óxido a una temperatura de 200 a 250 °C  :

$𝖫{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}𝖢𝗅\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟤}𝖫𝖺𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Se puede obtener haciendo reaccionar óxido de lantano (III) La₂O₃ con cloruro de hidrógeno HCl:

$𝖫{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖧𝖢𝗅\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟤}𝖫𝖺𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

La reacción del cloro sobre el óxido de lantano (III) en presencia de un agente reductor:

$𝖫{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖢\stackrel{800-900^{o}C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖫𝖺𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖢𝖮\mathsf{\uparrow }$

La reacción del cloro sobre el lantano metálico:

$\mathrm{𝟤}𝖫𝖺\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{100^{o}C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖫𝖺𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}$

• La reacción del ácido clorhídrico con lantano metálico , óxido, hidróxido o sulfuro de lantano:

$\mathrm{𝟤}𝖫𝖺\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖧𝖢𝗅\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟤}𝖫𝖺𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

$𝖫{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖧𝖢𝗅\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟤}𝖫𝖺𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

$𝖫𝖺\mathsf{(}𝖮𝖧{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖧𝖢𝗅\stackrel{}{\to }𝖫𝖺𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

$𝖫{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖧𝖢𝗅\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟤}𝖫𝖺𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{\uparrow }$

Propiedades químicas

• La sal anhidra se obtiene secando el hidrato cristalino en una atmósfera de cloruro de hidrógeno:

$𝖫𝖺𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\cdot }\mathrm{𝟩}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\stackrel{HCl}{\to }𝖫𝖺𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟩}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• Cuando se calienta, el hidrato cristalino se descompone:

$𝖫𝖺𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\cdot }\mathrm{𝟩}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\stackrel{90-400^{o}C}{\to }𝖫𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖢𝗅\mathsf{+}\mathrm{𝟨}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• Reacciona con el agua al hervir:

$𝖫𝖺𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\stackrel{100^{o}C}{\to }𝖫𝖺𝖢𝗅\mathsf{(}𝖮𝖧{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖢𝗅$

• Reacciona con álcalis:

$𝖫𝖺𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖭𝖺𝖮𝖧\stackrel{}{\to }𝖫𝖺\mathsf{(}𝖮𝖧{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖭𝖺𝖢𝗅$

• Con ácido sulfúrico concentrado se forma sulfato de lantano (III):

$\mathrm{𝟤}𝖫𝖺𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\stackrel{}{\to }𝖫{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{(}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖧𝖢𝗅$

• Entra en reacciones metabólicas:

$𝖫𝖺𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖧𝖥\stackrel{}{\to }𝖫𝖺{𝖥}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖧𝖢𝗅$

• El lantano es desplazado del cloruro por metales activos:

$\mathrm{𝟤}𝖫𝖺𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖢𝖺\stackrel{750-850^{o}C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖫𝖺\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖢𝖺𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}$

Usos

El cloruro de lantano se puede utilizar para la precipitación de fosfatos a partir de soluciones acuosas, por ejemplo para prevenir el crecimiento de algas en piscinas y en otros tratamientos de aguas residualesPlantilla:,. Por tanto, es un eficaz coadyuvante de filtración y floculante.

El heptahidrato también se utiliza en bioquímica para bloquear los canales de cationes divalentes, en particular el canal de calcio.

En síntesis orgánica, puede usarse como ácido de Lewis suave para reacciones químicas que requieren condiciones ácidas, por ejemplo para la conversión de aldehídos en acetales en condiciones casi neutrales.

También puede actuar como catalizador para la cloración oxidativa del metano CH₄ en clorometano CH ₃ Cl por ácido clorhídrico HCl y oxígeno O₂.

Dopado con cerio, el cloruro de lantano puede utilizarse como centelleador.

También se utiliza en el campo de la geología como una solución muy diluida que, cuando se combina con los ácidos adecuados, puede ayudar a identificar un contenido pequeño de estroncio >1 % en muestras de roca en polvo.