Alumiinitrifluoridi

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 3. joulukuuta 2019 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 7 muokkausta .

Alumiinitrifluoridi

Kenraali

Perinteiset nimet

alumiinitrifluoridi, alumiinifluoridi, alumiinitrifluoridi

Chem. kaava

AlF 3

Fyysiset ominaisuudet

Osavaltio

hajuton valkoinen kiteinen kiinteä aine

Moolimassa

(anhydridi) 83,9767

(monohydraatti) 101,022

(trihydraatti) 138,023 g/ mol

Tiheys

2,88 g/cm³

Lämpöominaisuudet

Lämpötila

• sulaminen

1291 °C

Mol. lämpökapasiteetti

75,10 J/(mol K)

Entalpia

• koulutus

−1510 kJ/mol

Höyrystyksen ominaislämpö

(sublimaatio) 272 J/kg

Kemiallisia ominaisuuksia

Liukoisuus

• vedessä

(0 °C:ssa) 0,56

(20 °C:ssa) 0,67

(100 °C:ssa) 1,72 g/100 ml

Rakenne

Kristallirakenne

romboedrinen

Luokitus

Reg. CAS-numero

7784-18-1 (anhydridi),

32287-65-3 (monohydraatti)

15098-87-0 (trihydraatti)

PubChem

2124

Reg. EINECS-numero

232-051-1 (anhydridi)

Hymyilee

F[Al](F)F

InChI

InChI = 1S/Al.3FH/h; 3*1H/q+3;;;/p-3KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K

RTECS

BD0725000

CHEBI

49464

ChemSpider

2039

Turvallisuus

Rajoita keskittymistä

2 mg/m3

LD 50

100 mg/kg (rotta, suun kautta)

EKP:n kuvakkeet

NFPA 704

0 3 0 COR

Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 °C, 100 kPa), ellei toisin mainita.

Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Alumiinifluoridi on alumiinin ja fluorin epäorgaaninen binäärinen yhdiste . Kemiallinen kaava AlF 3 .

Fysikaaliset ominaisuudet

Alumiinifluoridi on väritön tai valkoinen kiteinen aine. Voimakkaasti kuumennettaessa se sublimoituu hajoamatta. Normaaleissa olosuhteissa α-modifikaatio trigonaalisen hilan kanssa on stabiili (a = 0,5039 nm, α = 58,50 °, z = 2, avaruusryhmä R32), tiheys 2,882 g / cm³. Kun se kuumennetaan ~700 °C:seen, se muuttuu γ-modifikaatioksi tetragonaalisen hilan avulla (a = 0,354 nm, c = 0,600 nm).

Al-F-sidoksen pituus on 0,163 nm. Kaasufaasissa, noin 1000 °C:n lämpötilassa, on alumiinitrifluoridia trigonaalisen symmetrian D 3h molekyylien muodossa .

Alumiinifluoridi liukenee huonosti veteen (0,41 painoprosenttia 25 °C:ssa), paremmin HF-liuoksissa, liukenematon orgaanisiin liuottimiin.

Haetaan

Al 2 O 3 :n tai Al (OH) 3 :n vuorovaikutus HF -liuoksen kanssa , mitä seuraa tuloksena olevan kidehydraatin AlF 3 3H 2 O eristäminen, kuivaaminen ja kalsinointi 500-600 °C:ssa:

{\mathsf {Al(OH)_{3}+HF\rightarrow AlF_{3}\cdot 3H_{2}O{\xrightarrow {500^{o}C}}AlF_{3}+3H_{2 }O}}

Vaikutus Al 2 O 3 kaasumaiseen HF:ään 450-600 °C:ssa:

{\mathsf {Al_{2}O_{3}+6HF{\xrightarrow {450-600^{o}C}}2AlF_{3}+3H_{2}O}}

Reaktion perusteella:

{\mathsf {2Al(OH)_{3}+H_{2}SiF_{6}{\xrightarrow {H_{2}O}}2AlF_{3}\cdot 3H_{2}O+SiO_{2 }\cdot nH_{2}O}}

mitä seuraa hydraatin eristäminen, kuivaus ja kalsinointi.

Natriumheksafluorosilikaatti alumiinin kanssa tuottaa 700 °C:n lämpötilassa puhdasta piitä , natriumheksafluorialuminaattia ja alumiinitrifluoridia:

{\mathsf {3Na_{2}[SiF_{6}]+4Al{\xrightarrow {700^{o}C}}\ 3Si+2Na_{3}[AlF_{6}]+2AlF_{3}} }

Helpoin tapa saada alumiinitrifluoridia on fluorin suora kosketus alumiinin kanssa 600 °C:n lämpötilassa:

{\displaystyle {\mathsf {2Al+3F_{2}{\xrightarrow {600^{o}C}}2AlF_{3))))

Kuumentaminen noin 175 °C:n lämpötilaan, alumiinitrifluoridimonohydraatti, saadaan vettä ja alumiinitrifluoridia:

{\mathsf {AlF_{3}\cdot H_{2}O{\xrightarrow {175^{o}C}}AlF_{3}+H_{2}O}}

Puhtaan vedettömän alumiinitrifluoridin saamiseksi sinun on kuumennettava ammoniumheksafluoroaluminaattia ja saatava alumiinitrifluoridi ammoniumfluoridilla :

{\mathsf {(NH_{4})_{3}AlF_{6}\longrightarrow AlF_{3}+3NH_{4}F))

Periaatteessa alumiinitrifluoridia saadaan käsittelemällä alumiinioksidia heksafluoripiihapolla, jolloin saadaan pii(IV)oksidia, alumiinitrifluoridia ja vettä:

{\mathsf {H_{2}SiF_{6}+Al_{2}O_{3}\longrightarrow 2AlF_{3}+SiO_{2}+H_{2}O))

Lisäksi se valmistetaan ammoniumheksafluoroaluminaatin lämpöhajotuksella.

Kemialliset ominaisuudet

Muodostaa kiteisiä hydraatteja , joissa on 1, 3 ja 9 vesimolekyyliä, jotka tuhoutuvat helposti kuumennettaessa:

{\mathsf {AlF_{3}\cdot H_{2}O{\xrightarrow {150-200^{o}C}}AlF_{3}+H_{2}O}}

Kuumennettaessa se hydrolysoituu vesihöyryllä:

{\mathsf {AlF_{3}+3H_{2}O{\xrightarrow {400^{o}C}}Al(OH)_{3}+3HF}}

Hitaasti vuorovaikutuksessa väkevän rikkihapon H2SO4 kanssa :

{\mathsf {2AlF_{3}+3H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {}}Al_{2}(SO_{4})_{3}+6HF}}

Hajoaa alkaliliuosten vaikutuksesta ja sulaa .

{\mathsf {AlF_{3}+3(NH_{3}\cdot H_{2}O){\xrightarrow {}}Al(OH)_{3}+3NH_{4}F}}

{\mathsf {4AlF_{3}+4NaOH{\xrightarrow {}}Na[Al(OH)_{4}]+3Na[AlF_{4}]}}

Alkalimetallifluoridien kanssa AlF 3 muodostaa fluorialuminaatteja, esimerkiksi natriumheksafluorialuminaattia Na 3 [AlF 6 ] :

{\mathsf {AlF_{3}+3NaF{\xrightarrow {}}Na_{3}[AlF_{6}]}}

Sovellus

Alumiinitrifluoridia käytetään elektrolyyttikomponenttina (noin 5-15 %) alumiinin elektrolyyttisessä tuotannossa. Yhdessä muiden elektrolyytissä käytettyjen lisäaineiden (kalsiumfluoridi, magnesiumfluoridi, litiumfluoridi) kanssa se alentaa elektrolyytin sulamispisteen 930-950 °C:seen ja lisää elektrolyysiprosessin tehokkuutta (lisää virran hyötysuhdetta, pienentää ominaisarvoa). tehon kulutus).
Sisältyy sulatteisiin , emaloihin , laseihin , lasitteisiin, keramiikkaan , hitsauselektrodien pinnoitteisiin ; on katalyytti orgaanisessa synteesissä .
Antiseptisena aineena käymisen estämiseksi ;
Elokuvatuotannossa . _

Myrkyllisyys

Alumiinifluoridi on myrkyllistä ja aiheuttaa palovammoja joutuessaan iholle. Sillä on neurotoksisuutta . Tappava annos ( LD50 ) rotille suun kautta on 100 mg/kg.

Alumiiniyhdisteet * _
Intermetallit	Alumiini neodyymi (NdAl) Alumiinidyneodyymi (AlNd 2 ) Alumiinitrineodyymi (AlNd 3 ) Alumiini -nikkeli (NiAl) Alumiinidiniobium (Nb 2 Al) Alumiini triniobium (Nb 3 Al) Alumiinipalladium (AlPd) Alumiinidipalladium (AlPd 2 )
Oksidit, hydroksidit	Alumiinihydroksidi (Al(OH) 3 ) Alumiinimetahydroksidi (AlO(OH)) Alumiinimonoksidi (AlO) Alumiinioksidi (Al 2 O 3 ) Alumiinioksinitridi (AlON)
suola	Alumiiniarsenaatti (AlAsO 4 ) Alumiiniasetaatti (Al(CH 3 COO) 3 ) Alumiinimolybdaatti (Al 2 (MoO 4 ) 3 ) Alumiininitraatti (Al(NO 3 ) 3 ) Alumiinisilikaatti (Al 2 O 3 SiO 2 ) Alumiinisulfaatti (Al 2 (SO 4 ) 3 ) Alumiiniammoniumsulfaatti (NH 4 Al (SO 4 ) 2 ) Alumiini-kaliumsulfaatti (KAl(SO 4 ) 2 ) Natriumalumiinisulfaatti (NaAl(SO 4 ) 2 ) Alumiinirubidiumsulfaatti (RbAl(SO 4 ) 2 ) Alumiinitalliumsulfaatti (TlAl(SO 4 ) 2 ) Alumiinicesiumsulfaatti (CsAl(SO 4 ) 2 ) Alumiinifosfaatti (AlPO 4 ) Alumiinikloraatti (Al(ClO 3 ) 3 )
Aluminaatit	Kalsiumaluminaatit (mCaO nAl 2 O 3 ) Litiumaluminaatti (LiAlO 2 ) Natriumaluminaatti (NaAlO 2 ) Ammoniumheksafluorialuminaatti ((NH 3 ) 3 [AlF 6 ]) Natriumheksafluoroaluminaatti (Na 3 [AlF 6 ]) Natriumtetrahydridoaluminaatti (Na[AlH4 ] ) kaliumtetrahydridoaluminaatti (K[AlH 4 ] ) Cesiumtetrahydridoaluminaatti (Cs[AlH4 ] )
Halidit	Alumiinibromidi (AlBr 3 ) Alumiinijodidi (AlI 3 ) Alumiinimonofluoridi (AlF) Alumiinimonokloridi (AlCl) Alumiinitrifluoridi (AlF 3 ) Alumiinikloridi (AlCl 3 )
Organometalliyhdisteet _	Tri-isobutyylialumiini (Al(C 4 H 9 ) 3 ) Trimetyylialumiini (Al(CH 3 ) 3 ) Trifenyylialumiini ( Al ( C6H5 ) 3 ) Trietyylialumiini (Al(C 2 H 5 ) 3 )
Yhdisteet ei-metallien kanssa	Alumiiniantimonidi (AlSb) Alumiiniarsenidi (AlAs) Alumiinidiboridi (AlB 2 ) Alumiinidodekaboridi (AlB 12 ) Alumiinikarbidi (Al 4 C 3 ) Alumiininitridi (AlN) Alumiiniselenidi (Al 2 Se 3 ) Alumiinisulfidi (Al 2 S 3 ) Alumiinifosfidi (AlP)
hydridit	Kalsiumalumiinihydridi (Ca[AlH 4 ] 2 ) Litiumalumiinihydridi ( LiAlH4 ) Alumiinihydridi (AlH 3 )
Muut	Alumiinisilikaatit