塩化イリジウム(III)

塩化イリジウム(III)について

塩化イリジウム(III)は、化学式IrCl3を持つ無機化合物で、様々な用途に利用されている重要な化学物質です。無水物はあまり一般的ではないものの、多くは水和物の形で存在しており、特に三水和物（IrCl3・3H2O）がよく知られています。この三水和物は暗緑色をしており、イリジウム化学における重要な出発物質です。無水塩には二種類の多形があり、α多形は褐色、β多形は赤色を呈します。

製法

塩化イリジウム(III)の製造は、主にイリジウムを他の白金族金属から分離することから始まります。具体的には、結晶性のヘキサクロロイリジウム酸アンモニウム（(NH4)2[IrCl6]）を生成し、その後、水素気流中で還元して金属イリジウムを得ます。このプロセスを経て得られたスポンジ状のイリジウムは、約650 °Cで塩素と反応し、塩化イリジウム(III)に変わります。また、水和三塩化イリジウムは、水和酸化イリジウム(III)を塩酸と共に加熱することで合成可能です。

構造

塩化イリジウム(III)はロジウム化合物に似た構造を持ち、塩化アルミニウムと同様の配位構造を有します。これがα多形として知られる単斜晶系の結晶構造と菱面体晶系のβ多形の二つが存在します。二つの多形は同じ陰イオン格子を持ちながらも、イリジウムイオンが占める八面体間隙が異なるため、それぞれ異なる物理的性質を示します。加熱によってα多形は650 °Cでβ多形へと転移しますが、三水和物の詳細な構造はまだ解明されていない部分が多いです。

反応と用途

塩化イリジウム(III)は、工業的には主にヘキサクロロイリジウム酸アンモニウムやその関連化合物から生成されるイリジウム錯体の一つであり、特に重要な役割を果たしています。その中でも、カティバ法と呼ばれる酢酸の生産方法は、この塩化イリジウム(III)を触媒として利用しています。さらに、この水和物は、さまざまなイリジウム錯体の合成にも使われ、具体的にはバスカ錯体（trans-[IrCl(CO)(PPh3)2]）などの合成に貢献します。

また、塩化物イオンが存在する環境下では、ヘキサクロロイリジウム酸(III)塩を形成し、王水中ではヘキサクロロイリジウム酸(IV)を生成します。水和物は、アンモニアと反応することで、[IrCl(NH3)5]Cl2というペンタアンミンクロロイリジウム(III)塩化物のような錯体も生成でき、さらに濃い水酸化アンモニウムの中では、[Ir(NH3)6]Cl3という完全にアンモニウムに配位した錯体を形成します。

アルケン錯体としての使用も広く、シクロオクタジエンイリジウム塩化物二量体やクロロビス(シクロオクテン)イリジウム二量体が、水和物を適切なアルケンと水やアルコール混合溶媒中で加熱することによって得られることがあります。

分解と安全性

塩化イリジウム(III)の三水和物は、200 °Cで無水物へと分解し、その後763 °Cで酸化イリジウム(IV)に転化し、さらに1070 °Cで金属イリジウムへと分解されます。しかし、水素の雰囲気の下では190 °Cで直接、金属イリジウムに還元されることが知られています。

化学反応式は以下の通りです：

2 IrCl3 + 3 H2 → 2 Ir + 6 HCl

安全性に関しては、塩化イリジウム(III)はDirective 67/548/EECのAnnex Iには記載されていませんが、アメリカの有害物質規制法（TSCA）にはリストアップされています。また、軽度の皮膚および眼の刺激性を示す物質としても知られています。

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