Aluminiumtrifluorid

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 3 december 2019; kontroller kräver 7 redigeringar .

Aluminiumtrifluorid

Allmän

Traditionella namn

aluminiumtrifluorid, aluminiumfluorid, aluminiumtrifluorid

Chem. formel

AlF 3

Fysikaliska egenskaper

stat

luktfritt vitt kristallint fast ämne

Molar massa

(anhydrid) 83,9767

(monohydrat) 101,022

(trihydrat) 138,023 g/ mol

Densitet

2,88 g/cm³

Termiska egenskaper

Temperatur

• smältning

1291°C

Mol. värmekapacitet

75,10 J/(mol K)

Entalpi

• utbildning

−1510 kJ/mol

Specifik förångningsvärme

(sublimering) 272 J/kg

Kemiska egenskaper

Löslighet

• i vatten

(vid 0°C) 0,56

(vid 20°C) 0,67

(vid 100°C) 1,72 g/100 ml

Strukturera

Kristallstruktur

romboedrisk

Klassificering

Reg. CAS-nummer

7784-18-1 (anhydrid),

32287-65-3 (monohydrat)

15098-87-0 (trihydrat)

232-051-1 (anhydrid)

F[Al](F)F

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

RTECS

BD0725000

CHEBI

49464

ChemSpider

2039

Säkerhet

Begränsa koncentrationen

2 mg/m3

LD 50

100 mg/kg (råttor, oralt)

ECB ikoner

NFPA 704

0 3 0 COR

Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges.

Mediafiler på Wikimedia Commons

Aluminiumfluorid är en oorganisk binär förening av aluminium och fluor . Kemisk formel AlF 3 .

Fysiska egenskaper

Aluminiumfluorid är ett färglöst eller vitt kristallint ämne. När den upphettas kraftigt sublimeras den utan sönderdelning. Under normala förhållanden är α-modifieringen med ett trigonalt gitter stabil (a = 0,5039 nm, α = 58,50 °, z = 2, rymdgrupp R32), densitet 2,882 g / cm³. När den värms upp till ~700 °C omvandlas den till γ-modifieringen med ett tetragonalt gitter (a = 0,354 nm, c = 0,600 nm).

Al-F-bindningslängden är 0,163 nm. I gasfasen, vid en temperatur av cirka 1000 °C, existerar aluminiumtrifluorid i form av molekyler med trigonal symmetri D3h .

Aluminiumfluorid är dåligt lösligt i vatten (0,41 viktprocent vid 25 °C), bättre i HF-lösningar, olösligt i organiska lösningsmedel.

Får

Interaktionen mellan Al 2 O 3 eller Al (OH) 3 med en lösning av HF , följt av isolering, torkning och kalcinering vid 500-600 ° C av det resulterande kristallhydratet AlF 3 3H 2 O:

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

Verkning på Al 2 O 3 gasformig HF vid 450-600 ° C:

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

Genom reaktion:

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

följt av isolering, torkning och kalcinering av hydratet.

Vid en temperatur på 700 ° C ger natriumhexafluorsilikat med aluminium rent kisel , natriumhexafluoroaluminat och aluminiumtrifluorid:

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

Det enklaste sättet att få aluminiumtrifluorid är den direkta kontakten av fluor med aluminium vid en temperatur på 600 ° C:

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

Uppvärmning till en temperatur på cirka 175 ° C, aluminiumtrifluoridmonohydrat, vi får vatten och aluminiumtrifluorid:

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

För att få ren vattenfri aluminiumtrifluorid måste du värma ammoniumhexafluoroaluminat och få aluminiumtrifluorid med ammoniumfluorid :

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

I grund och botten erhålls aluminiumtrifluorid genom att behandla aluminiumoxid med hexafluorkiselsyra, där utgången är kisel (IV) oxid, aluminiumtrifluorid och vatten:

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

Dessutom tillverkas den genom termisk nedbrytning av ammoniumhexafluoroaluminat.

Kemiska egenskaper

Bildar kristallina hydrater med 1, 3 och 9 vattenmolekyler, som lätt förstörs vid upphettning:

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

När den värms upp hydrolyseras den med vattenånga:

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

Interagerar långsamt med koncentrerad svavelsyra H 2 SO 4 :

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

Nedbryts av alkaliska lösningar och smälter .

{\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}]}}

Med alkalimetallfluorider bildar AlF 3 fluoroaluminater, till exempel natriumhexafluoroaluminat Na 3 [AlF 6 ] :

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

Applikation

Aluminiumtrifluorid används som en elektrolytkomponent (ca 5-15%) vid elektrolytisk produktion av aluminium. Tillsammans med andra tillsatser som används i elektrolyten (kalciumfluorid, magnesiumfluorid, litiumfluorid), sänker det elektrolytens smältpunkt till 930-950 ° C och ökar effektiviteten i elektrolysprocessen (ökar strömeffektiviteten, minskar den specifika Energiförbrukning).
Ingår i flussmedel , emaljer , glas , glasyrer, keramik , svetselektrodbeläggningar ; är en katalysator i organisk syntes .
Som ett antiseptiskt medel för att förhindra jäsning ;
I filmproduktion .

Toxicitet

Aluminiumfluorid är giftigt och orsakar brännskador vid kontakt med huden. Har neurotoxicitet . Den dödliga dosen ( LD50 ) för råttor oralt är 100 mg/kg.

Aluminiumföreningar * _
Intermetallider	Aluminium neodym (NdAl) Aluminiumdyneodym (AlNd 2 ) Aluminium trineodym (AlNd 3 ) Aluminium -nickel (NiAl) Aluminiumdiniobium (Nb 2 Al) Aluminium triniob (Nb 3 Al) Aluminium palladium (AlPd) Aluminiumdipalladium (AlPd 2 )
Oxider, hydroxider	Aluminiumhydroxid (Al(OH) 3 ) Aluminiummetahydroxid (AlO(OH)) Aluminiummonoxid (AlO) Aluminiumoxid (Al 2 O 3 ) Aluminiumoxynitrid (AlON)
salt-	Aluminiumarsenat (AlAsO 4 ) Aluminiumacetat (Al(CH 3 COO) 3 ) Aluminiummolybdat (Al 2 (MoO 4 ) 3 ) Aluminiumnitrat (Al(NO 3 ) 3 ) Aluminiumsilikat (Al 2 O 3 SiO 2 ) Aluminiumsulfat (Al 2 (SO 4 ) 3 ) Aluminiumammoniumsulfat (NH 4 Al (SO 4 ) 2 ) Aluminium-kaliumsulfat (KAl(SO 4 ) 2 ) Natriumaluminiumsulfat (NaAl(SO 4 ) 2 ) Aluminiumrubidiumsulfat (RbAl(SO 4 ) 2 ) Aluminiumtalliumsulfat (TlAl(SO 4 ) 2 ) Aluminiumcesiumsulfat (CsAl(SO 4 ) 2 ) Aluminiumfosfat (AlPO 4 ) Aluminiumklorat (Al(ClO 3 ) 3 )
Aluminat	Kalciumaluminater (mCaO nAl 2 O 3 ) Litiumaluminat (LiAlO 2 ) Natriumaluminat ( NaAlO2 ) Ammoniumhexafluoroaluminat ((NH 3 ) 3 [AlF 6 ]) Natriumhexafluoroaluminat (Na 3 [AlF 6 ]) Natriumtetrahydridoaluminat (Na[AlH 4 ]) Kaliumtetrahydridoaluminat (K[AlH 4 ]) Cesiumtetrahydridoaluminat (Cs[AlH 4 ])
Halider	Aluminiumbromid (AlBr 3 ) Aluminiumjodid (AlI 3 ) Aluminiummonofluorid (AlF) Aluminiummonoklorid (AlCl) Aluminiumtrifluorid (AlF 3 ) Aluminiumklorid (AlCl 3 )
Organometalliska föreningar	Triisobutylaluminium ( Al ( C4H9 ) 3 ) Trimetylaluminium (Al(CH 3 ) 3 ) Trifenylaluminium (Al(C 6 H 5 ) 3 ) Trietylaluminium ( Al ( C2H5 ) 3 )
Föreningar med icke-metaller	Aluminiumantimonid (AlSb) Aluminiumarsenid (AlAs) Aluminiumdiborid (AlB 2 ) Aluminiumdodekaborid (AlB 12 ) Aluminiumkarbid (Al 4 C 3 ) Aluminiumnitrid (AlN) Aluminiumselenid (Al 2 Se 3 ) Aluminiumsulfid (Al 2 S 3 ) Aluminiumfosfid (AlP)
hydrider	Kalciumaluminiumhydrid (Ca[AlH 4 ] 2 ) Litiumaluminiumhydrid (LiAlH 4 ) Aluminiumhydrid (AlH 3 )
Övrig	Aluminiumsilikater