Fluorid hlinitý - Aluminium fluoride

Fluorid hlinitý
Aluminium-trifluoride-3D-polyhedra.png
Bezvodý AlF3
Jména
Ostatní jména
Fluorid hlinitý
Trifluorid hlinitý
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChEBI
ChemSpider
Informační karta ECHA100.029.137 Upravte to na Wikidata
Číslo RTECS
  • BD0725000
UNII
Vlastnosti
AlF3
Molární hmotnost83,977 g / mol (bezvodý)
101,992 g / mol (monohydrát)
138,023 (trihydrát)[1]
Vzhledbílá krystalická pevná látka
bez zápachu
Hustota3,10 g / cm3 (bezvodý)
2,17 g / cm3 (monohydrát)
1,914 g / cm3 (trihydrát)[1]
Bod tání 1290 ° C (2350 ° F; 1560 K)[4] (bezvodý) (sublimuje)
5,6 g / l (0 ° C)
6,7 g / l (20 ° C)
17,2 g / l (100 ° C)
−13.4×10−6 cm3/ mol[2]
1,3767 (viditelný rozsah)[3]
Struktura
Kosodélník, hR24
R3c, č. 167[5]
A = 0,49254 nm, C = 1,24477 nm
0.261519
6
Termochemie
75,1 J / mol · K.[6]
66,5 J / mol · K.[6]
-1510,4 kJ / mol[6]
-1431,1 kJ / mol[6]
Nebezpečí[7][8][9]
Bezpečnostní listBezpečnostní list InChem
Piktogramy GHSKorozívníAkutní toxicitaDráždivýToxicita pro reprodukci, toxicita pro cílové orgány, riziko aspirace
Signální slovo GHSNebezpečí
H301, H302, H314, H315, H319, H335, H361, H372
P260, P261, P264, P270, P271, P280, P301 + 310, P301 + 312, P301 + 330 + 331, P302 + 352, P303 + 361 + 353, P304 + 340, P305 + 351 + 338, P310, P312, P321, P330, P332 + 313, P337 + 313, P362, P363, P403 + 233, P405, P501
NFPA 704 (ohnivý diamant)
NIOSH (Limity expozice USA pro zdraví):
PEL (Dovolený)
žádný
REL (Doporučeno)
2 mg / m3
IDLH (Okamžité nebezpečí)
N.D.
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
šekY ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Fluorid hlinitý odkazuje na anorganické sloučeniny se vzorcem AlF3·XH2O. Všichni jsou bezbarvé pevné látky. Bezvodý AlF3 se používá při výrobě kovového hliníku. Některé se vyskytují jako minerály.

Výskyt a výroba

Kromě bezvodého AlF3je známo několik hydrátů. Se vzorcem AlF3·XH2O, tyto sloučeniny zahrnují monohydrát (X = 1), dva polymorfy trihydrátu (X = 3), hexahydrát (X = 6) a nonahydrát (X = 9).[10]

Většina fluoridu hlinitého se vyrábí zpracováním oxid hlinitý s fluorovodík při 700 ° C:[4] Kyselina fluorokřemičitá lze také použít k výrobě fluoridu hlinitého.[11]

H2SiF6 + Al2Ó3 + 3 H2O → 2 AlF3 + SiO2 + 4 H2Ó

Alternativně se vyrábí tepelným rozkladem hexafluorohlinitan amonný.[12] Pro laboratorní přípravky malého rozsahu, AlF3 lze také připravit zpracováním hydroxid hlinitý nebo hliníkový kov s fluorovodík.

Trihydrát fluoridu hlinitého se v přírodě vyskytuje jako vzácný minerál rosenbergit. Bezvodá forma se jeví jako relativně nedávno (od roku 2020) uznávaný minerál óskarssonit.[13][14] Příbuzným, mimořádně vzácným minerálem, je zharchikhite, Al (OH)2F.[15][16]

Struktura

Podle Rentgenová krystalografie bezvodý AlF3 přijímá oxid rheničitý motiv se zkresleným AlF6 oktaedra. Každý fluorid je připojen ke dvěma Al centrům. Díky své trojrozměrné polymerní struktuře AlF3 má vysokou bod tání. Ostatní trihalogenidy hliníku v pevném stavu se liší, AlCl3 má strukturu vrstev a AlBr3 a AlI3, jsou molekulární dimery.[17][stránka potřebná ] Rovněž mají nízké teploty tání a snadno se odpařují za vzniku dimerů.[18][stránka potřebná ] V plynné fázi fluorid hlinitý existuje jako trigonální molekuly D3h symetrie. Délky vazeb Al – F této plynné molekuly jsou 163odpoledne.

Jako většina plynných trifluoridů kovů, AlF3 přijme po odpaření rovinnou strukturu.

Aplikace

Fluorid hlinitý je důležitou přísadou pro výrobu hliníku elektrolýzou.[4] Dohromady s kryolit, snižuje teplotu tání pod 1000 ° C a zvyšuje vodivost řešení. Právě v této roztavené soli je oxid hlinitý rozpuštěn a poté elektrolyzován za vzniku hromadného Al kovu.[12]

Komplexy fluoridu hlinitého se používají ke studiu mechanistických aspektů reakcí přenosu fosforylu v biologii, které mají zásadní význam pro buňky, jako anhydridy kyseliny fosforečné, jako je ATP a GTP řídí většinu reakcí zapojených do metabolismu, růstu a diferenciace.[19] Pozorování, že fluorid hlinitý se může vázat na heterotrimerní látky a aktivovat je G proteiny se ukázalo být užitečné pro studium aktivace G proteinu in vivo, pro objasnění trojrozměrných struktur několika GTPáz a pro pochopení biochemického mechanismu GTP hydrolýza, včetně role Proteiny aktivující GTPázu.[20]

Niche používá

Dohromady s fluorid zirkoničitý, je fluorid hlinitý přísadou pro výrobu fluoroaluminátové brýle.

Používá se také k inhibici kvašení.

Jako fluorid hořečnatý používal se jako optika s nízkým indexem tenký film, zvláště když daleko UV je vyžadována průhlednost. Jeho uložení do fyzikální depozice par, zejména tím, že vypařování, je příznivý.

Bezpečnost

Hlášená smrtelná dávka pro zvířata (LD50 ) fluoridu hlinitého je 0,1 g / kg.[21] Může dojít k opakované nebo prodloužené expozici vdechováním astma, a mohou mít účinky na kost a nervový systém, což má za následek kostní změny (fluoróza ) a poškození nervového systému.[22]

Mnoho z neurotoxický účinky fluoridu jsou způsobeny tvorbou komplexů fluoridu hlinitého, které napodobují chemickou strukturu a fosfát a ovlivnit činnost ATP fosfohydrolázy a fosfolipáza D. Pouze mikromolární koncentrace hliníku jsou potřebné k vytvoření fluoridu hlinitého.[23]

K expozici člověka fluoridu hlinitému může dojít v průmyslovém prostředí, jako jsou emise z procesů redukce hliníku,[24] nebo když osoba požije oba zdroje fluoridů (např. fluorid v pitné vodě nebo zbytky na bázi fluoridů) pesticidy ) a zdroj hliníku; zdroje expozice člověka hliníku zahrnují pitnou vodu, čaj, zbytky potravin, počáteční kojeneckou výživu, antacida nebo léky obsahující hliník, deodoranty, kosmetiku a sklo.[23] Fluoridační chemikálie mohou také obsahovat fluorid hlinitý.[25] Údaje o potenciálních neurotoxických účincích chronické expozice druhům hliníku existujícím ve vodě jsou omezené.[26]

Reference

  1. ^ A b Haynes, William M., ed. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92. vydání). Boca Raton, FL: CRC Press. str. 4.45. ISBN  1439855110.
  2. ^ Haynes, William M., ed. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92. vydání). Boca Raton, FL: CRC Press. str. 4,131. ISBN  1439855110.
  3. ^ Lide, David R. (19. 6. 2003). CRC Handbook of Chemistry and Physics. Příručka CRC (84. vydání). CRC Press. ISBN  9780849304842.
  4. ^ A b C Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemie prvků (2. vyd.). Butterworth-Heinemann. str. 233. ISBN  978-0-08-037941-8.
  5. ^ Hoppe, R .; Kissel, D. (1984). „Zur kenntnis von AlF3 und InF3 [1]". Journal of Fluorine Chemistry. 24 (3): 327. doi:10.1016 / S0022-1139 (00) 81321-4.
  6. ^ A b C d Haynes, William M., ed. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92. vydání). Boca Raton, FL: CRC Press. str. 5.5. ISBN  1439855110.
  7. ^ Pohanish, Richard P. (03.03.2005). Data HazMat: Pro první reakci, přepravu, skladování a zabezpečení. John Wiley & Sons. ISBN  9780471726104.
  8. ^ „Fluorid hlinitý“. PubChem. Národní institut zdraví. Citováno 12. října 2017.
  9. ^ NIOSH Kapesní průvodce chemickými nebezpečími. "#0024". Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
  10. ^ Guangmei Wang; Anja-Verena Mudring (2016). „Chybějící hydrát AlF3· 6H2O [Al (H2Ó)6]F3: Ionotermální syntéza, krystalová struktura a charakterizace hexahydrátu fluoridu hlinitého ". Solid State Sciences. 61: 61. doi:10.1016 / j.solidstatesciences.2016.09.007.
  11. ^ Dreveton, Alain (01.01.2012). „Výroba fluoridu hlinitého s vysokou hustotou a bezvodé kyseliny fluorovodíkové z kyseliny fluosilicité“. Procedurální inženýrství. SYMPHOS 2011 - 1. mezinárodní sympozium o inovacích a technologiích ve fosfátovém průmyslu. 46 (Dodatek C): 255–265. doi:10.1016 / j.proeng.2012.09.471.
  12. ^ A b Aigueperse, J .; Mollard, P .; Devilliers, D .; Chemla, M .; Faron, R .; Romano, R .; Cuer, J. P. "Fluorine Compounds, Anorganic". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH.
  13. ^ https://www.mindat.org/min-43853.html
  14. ^ https://www.ima-mineralogy.org/Minlist.htm
  15. ^ https://www.mindat.org/min-4399.html
  16. ^ https://www.ima-mineralogy.org/Minlist.htm
  17. ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemie prvků (2. vyd.). Butterworth-Heinemann. ISBN  978-0-08-037941-8.
  18. ^ Holleman, A. F .; Wiberg, E. (2001). Anorganická chemie. San Diego, CA: Academic Press. ISBN  0-12-352651-5..
  19. ^ Wittinghofer, Alfred (01.11.1997). "Signální mechanika: fluorid hlinitý pro molekulu roku". Aktuální biologie. 7 (11): R682 – R685. doi:10.1016 / S0960-9822 (06) 00355-1. PMID  9382787. S2CID  17666164.
  20. ^ Vincent, Sylvie; Brouns, Madeleine; Hart, Matthew J .; Settleman, Jeffrey (03.03.1998). „Důkazy o odlišných mechanismech stabilizace přechodového stavu GTPáz fluoridem“. Sborník Národní akademie věd. 95 (5): 2210–2215. Bibcode:1998PNAS ... 95,2210V. doi:10.1073 / pnas.95.5.2210. ISSN  0027-8424. PMC  19296. PMID  9482864.
  21. ^ „HLINÍKOVÝ FLUORID, CASRN: 7784-18-1“. Databáze HSDB National Library of Medicine. CDC.gov. 24. června 2005. Citováno 12. října 2017.
  22. ^ „HLINÍKOVÝ FLUORID (ANHYDROUS) Mezinárodní karty pro chemickou bezpečnost (ICSC)“. CDC.gov Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH). 22. července 2015. Citováno 17. července 2017.
  23. ^ A b Fluorid v pitné vodě: Vědecký přehled standardů EPA. https://www.nap.edu/read/11571: Národní akademie Press. 2006. s. 51–52, 219. doi:10.17226/11571. ISBN  978-0-309-10128-8.CS1 maint: umístění (odkaz)
  24. ^ TOXIKOLOGICKÝ PROFIL PRO FLUORIDY, FLUORID VODÍKU A FLUORINE. https://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp11.pdf: USA, ODDĚLENÍ ZDRAVÍ A LIDSKÝCH SLUŽEB, Agentura veřejného zdravotnictví pro toxické látky a registr nemocí. 2003. s. 211.CS1 maint: umístění (odkaz)
  25. ^ Mullenix, Phyllis J (2014). „Nový pohled na kovy a další kontaminující látky ve fluoridačních chemikáliích“. International Journal of Occupational and Environmental Health. 20 (2): 157–166. doi:10.1179 / 2049396714Y.0000000062. ISSN  1077-3525. PMC  4090869. PMID  24999851.
  26. ^ Přehled sloučenin hliníku o toxikologické literatuře zkrácená závěrečná zpráva. Připraveno pro Národní ústav environmentálních zdravotnických věd. NTP.gov Shrnutí jmenování hliníkových kontaminantů pitné vody (N20025). Říjen 2001

externí odkazy