Chlorure de samarium(III)

composé chimique
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Le chlorure de samarium(III) ou trichlorure de samarium est une substance cristalline composée de chlore et de samarium. C'est un sel jaune pâle qui absorbe rapidement l'eau pour former un hexahydrate, SmCl3.6H2O[3]. Le composé a peu d'applications pratiques mais est utilisé en laboratoire pour la recherche sur les nouveaux composés de samarium.

Trichlorure de samarium
anhydre
Image illustrative de l’article Chlorure de samarium(III)
Identification
Synonymes

chlorure de samarium(III)

No CAS 10361-82-7
No ECHA 100.030.712
PubChem 61508
SMILES
InChI
Apparence cristaux jaunes
Propriétés chimiques
Formule Cl3SmSmCl3
Masse molaire[1] 256,72 ± 0,03 g/mol
Cl 41,43 %, Sm 58,57 %,
Propriétés physiques
fusion 682 °C
Solubilité 93,8 g/100 g eau à 25 °C
Masse volumique 4,46 g·cm-3
Cristallographie
Système cristallin hexagonal
Symbole de Pearson
Classe cristalline ou groupe d’espace P63/m (no 176)
Structure type UCl3
Précautions
SGH
SGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotique
Attention
H315 et H319
Composés apparentés
Autres cations Chlorure d'aluminium
Chlorure d'actinium
Chlorure de scandium
Chlorure d'yttrium(III)
Chlorure de lanthane(III)
Chlorure de cérium(III)
Chlorure de praséodyme(III)
Chlorure de néodyme(III)
Chlorure de prométhium(III)
Chlorure d'europium(III)
Chlorure de gadolinium(III)
Chlorure de terbium(III)
Chlorure de dysprosium(III)
Chlorure d'holmium(III)
Chlorure d'erbium(III)
Chlorure de thulium(III)
Chlorure d'ytterbium(III)
Chlorure de lutécium(III)
Autres anions Oxyde de samarium(III)

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Trichlorure de samarium
hexahydraté
Identification
No CAS 13465-55-9
No ECHA 100.030.712
Propriétés chimiques
Formule H12Cl3O6SmSmCl3,6H2O
Masse molaire[2] 364,81 ± 0,03 g/mol
H 3,32 %, Cl 29,15 %, O 26,31 %, Sm 41,22 %,
Propriétés physiques
Masse volumique 2,38 g·cm-3

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Structure

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Comme plusieurs chlorures apparentés des lanthanides et des actinides, SmCl3 cristallise dans la structure UCl3. Les centres Sm3+ sont en coordinence neuf, occupant des sites prismatiques trigonaux avec des ligands chlorure supplémentaires occupant les trois faces carrées.

Préparation et réactions

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SmCl3 est souvent préparé par la "voie du chlorure d'ammonium", qui comprend la synthèse préalable de (NH4)2[SmCl5]. Ce composé peut être préparé à partir de composés de départ courants à une température de réaction de 230 °C à partir de l'oxyde de samarium[4] :

10 NH4Cl + Sm2O3 → 2 (NH4)2[SmCl5] + 6 NH3 + 3 H2O

Le pentachlorure est ensuite chauffé à 350-400 °C, ce qui entraîne le dégagement de chlorure d'ammonium et laisse un résidu de trichlorure anhydre :

(NH4)2[SmCl5] → 2 NH4Cl + SmCl3

Il peut également être préparé à partir du samarium métallique et de l'acide chlorhydrique[5],[6] :

2 Sm + 6 HCl → 2 SmCl3 + 3 H2

Des solutions aqueuses de chlorure de samarium(III) peuvent être préparées en dissolvant du samarium métallique ou du carbonate de samarium dans l'acide chlorhydrique.

Le chlorure de samarium(III) est un acide de Lewis modérément fort, classé comme "dur" selon la théorie HSAB. Des solutions aqueuses de chlorure de samarium peuvent être utilisées pour préparer le trifluorure de samarium :

SmCl3 + 3 KF → SmF3 + 3 KCl

Utilisation

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Le chlorure de samarium(III) est utilisé pour la préparation du samarium métallique, qui a une variété d'utilisations, notamment dans les aimants. Du SmCl3 anhydre est mélangé avec du chlorure de sodium ou du chlorure de calcium pour donner un mélange eutectique à bas point de fusion. L'électrolyse de cette solution de sel fondu donne le métal libre[7].

En laboratoire

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Le chlorure de samarium(III) peut aussi être utilisé comme point de départ pour la préparation d'autres sels de samarium. Le chlorure anhydre est utilisé pour préparer des composés organométalliques du samarium, tels que les complexes bis(pentaméthylcyclopentadiényl)alkylsamarium(III)[8].

Solubilité dans l'eau

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Solubilité dans l'eau

Références

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  1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. (en) F. T. Edelmann et P. Poremba, Synthetic Methods of Organometallic and Inorganic Chemistry, vol. 6, Stuttgart, Georg Thieme Verlag,
  4. (en) G. Meyer, The Ammonium Chloride Route to Anhydrous Rare Earth Chlorides-The Example of YCl3, vol. 25, coll. « Inorganic Syntheses », , 146–150 p. (ISBN 978-0-470-13256-2, DOI 10.1002/9780470132562.ch35), « The Ammonium Chloride Route to Anhydrous Rare Earth Chlorides—The Example of Ycl 3 »
  5. (en) L. F. Druding, J. D. Corbett, « Lower Oxidation States of the Lanthanides. Neodymium(II) Chloride and Iodide », J. Am. Chem. Soc., vol. 83, no 11,‎ , p. 2462–2467 (DOI 10.1021/ja01472a010)
  6. (en) J. D. Corbett, « Reduced Halides of the Rare Earth Elements », Rev. Chim. Minérale, vol. 10,‎ , p. 239
  7. (en) Norman N. Greenwood et Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, Butterworth-Heinemann (en), , 2e éd. (ISBN 0080379419)
  8. (en) G. A. Molander, E. D. Dowdy, Lanthanides: Chemistry and Use in Organic Synthesis, Berlin, Springer-Verlag, , 119–154 (ISBN 3-540-64526-8, lire en ligne)