Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Фторид алюминия
Трехфтористый алюминий-3D-многогранник.png
Безводный AlF 3
Имена
Другие имена
Фторид
алюминия (III) Трифторид алюминия
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.029.137 Отредактируйте это в Викиданных
Номер RTECS
  • BD0725000
UNII
Характеристики
AlF 3
Молярная масса83,977 г / моль (безводный)
101,992 г / моль (моногидрат)
138,023 (тригидрат) [1]
Внешностьбелое кристаллическое твердое вещество
без запаха
Плотность3,10 г / см 3 (безводный)
2,17 г / см 3 (моногидрат)
1,914 г / см 3 (тригидрат) [1]
Температура плавления1290 ° C (2350 ° F, 1560 K) [4] (безводный) (сублимированные)
5,6 г / л (0 ° C)
6,7 г / л (20 ° C)
17,2 г / л (100 ° C)
−13,4 × 10 −6  см 3 / моль [2]
1,3767 (видимый диапазон) [3]
Структура
Ромбоэдрический , hR24
R 3 c, No. 167 [5]
а  = 0,49254 нм, с  = 1,24477 нм
0,261519
6
Термохимия
75,1 Дж / моль · К [6]
Стандартная мольная энтропия ( S o 298 )
66,5 Дж / моль · К [6]
Std энтальпия формации (Δ F H ⦵ 298 )
-1510,4 кДж / моль [6]
Свободная энергия Гиббса (Δ f G ˚)
-1431,1 кДж / моль [6]
Опасности [7] [8] [9]
Паспорт безопасностиПаспорт безопасности материалов InChem
Пиктограммы GHS
Сигнальное слово GHSОпасность
Формулировки опасности GHS
H301 , H302 , H314 , H315 , H319 , H335 , H361 , H372
Меры предосторожности GHS
Р260 , Р261 , Р264 , Р270 , Р271 , Р280 , Р301 + 310 , P301 + 312 , P301 + 330 + 331 , P302 + 352 , P303 + 361 + 353 , Р304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P310 , P312 , P321 , P330 , P332 + 313 , P337 + 313 , P362 , P363 , P403 + 233 , P405 , P501
NFPA 704 (огненный алмаз)
Flammability code 0: Will not burn. E.g. waterHealth code 3: Short exposure could cause serious temporary or residual injury. E.g. chlorine gasReactivity code 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no codeNFPA 704 четырехцветный алмаз
0
3
0
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
никто
REL (рекомендуется)
2 мг / м 3
IDLH (Непосредственная опасность)
ND
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Фторид алюминия относится к неорганическим соединениям с формулой AlF 3 · x H 2 O. Все они представляют собой бесцветные твердые вещества. Безводный AlF 3 используется в производстве металлического алюминия. Некоторые встречаются в виде минералов.

Возникновение и производство [ править ]

Помимо безводного AlF 3 известно несколько гидратов. С формулой AlF 3 · x H 2 O эти соединения включают моногидрат ( x = 1), два полиморфа тригидрата ( x = 3), гексагидрат ( x = 6) и нонагидрат ( x = 9). [10]

Большинство фторида алюминия получает путем обработки оксида алюминия с фтористым водородом при 700 ° C: [4] кремнефтористоводородная кислота также может быть использован делают фторид алюминия. [11]

H 2 SiF 6 + Al 2 O 3 + 3 H 2 O → 2 AlF 3 + SiO 2 + 4 H 2 O

В качестве альтернативы его производят термическим разложением гексафторалюмината аммония . [12] Для небольших лабораторных приготовлений AlF 3 также можно получить путем обработки гидроксида алюминия или металлического алюминия фтористым водородом .

Тригидрат фторида алюминия встречается в природе как редкий минерал розенбергит . Безводная форма появляется как относительно недавно (по состоянию на 2020 год) признанный минерал óskarssonite . [13] [14] Родственный, чрезвычайно редкий минерал - жарчихит, Al (OH) 2 F. [15] [16]

Структура [ править ]

Согласно рентгеновской кристаллографии , безводный AlF 3 принимает мотив триоксида рения с искаженными октаэдрами AlF 6 . Каждый фторид связан с двумя центрами алюминия. Благодаря своей трехмерной полимерной структуре AlF 3 имеет высокую температуру плавления . Другие тригалогениды алюминия в твердом состоянии различаются: AlCl 3 имеет слоистую структуру, а AlBr 3 и AlI 3 представляют собой молекулярные димеры. [17] [ необходима страница ] Кроме того, они имеют низкие температуры плавления и легко испаряются с образованием димеров. [18][ нужна страница ] В газовой фазе фторид алюминия существует в виде тригональных молекул симметрии D 3h . Длина связи Al – F этой газовой молекулы составляет 163  пм .

Как и большинство газообразных трифторидов металлов, AlF 3 при испарении принимает плоскую структуру.

Приложения [ править ]

Фторид алюминия - важная добавка для производства алюминия электролизом. [4] Вместе с криолитом он снижает температуру плавления до уровня ниже 1000 ° C и увеличивает проводимость раствора . Именно в этой расплавленной соли оксид алюминия растворяется и затем подвергается электролизу с образованием объемного металлического алюминия. [12]

Комплексы фторида алюминия используются для изучения механистических аспектов реакций переноса фосфорила в биологии, которые имеют фундаментальное значение для клеток, поскольку ангидриды фосфорной кислоты, такие как АТФ и ГТФ, контролируют большинство реакций, участвующих в метаболизме, росте и дифференцировке. [19] Наблюдение за тем, что фторид алюминия может связываться с гетеротримерными G-белками и активировать их, оказалось полезным для изучения активации G-белков in vivo, для выяснения трехмерных структур некоторых GTPases и для понимания биохимического механизма Гидролиз GTP , включая роль белков, активирующих GTPase . [20]

Ниша использует [ править ]

Вместе с фторидом циркония фторид алюминия является ингредиентом для производства фторалюминатных стекол .

Он также используется для подавления брожения .

Как и фторид магния, он используется в качестве оптической тонкой пленки с низким показателем преломления , особенно когда требуется дальняя УФ- прозрачность. Его осаждение путем физического осаждения из паровой фазы , особенно путем испарения , является благоприятным.

Безопасность [ править ]

Сообщенная летальная доза фторида алюминия для пероральных животных ( LD 50 ) составляет 0,1 г / кг. [21] Повторяющееся или продолжительное вдыхание может вызвать астму и может оказывать воздействие на кости и нервную систему, приводя к изменениям костей ( флюорозу ) и поражению нервной системы. [22]

Многие из нейротоксических эффектов фторида обусловлены образованием фторидных комплексов алюминия, которые имитируют химическую структуру фосфата и влиять на активность phosphohydrolases АТФ и фосфолипазы D . Для образования фторида алюминия необходимы только микромолярные концентрации алюминия. [23]

Воздействие фторида алюминия на человека может происходить в промышленных условиях, например, при выбросах в результате процессов восстановления алюминия [24], или когда человек глотает как источник фторида (например, фторид в питьевой воде или остатки фторидных пестицидов ), так и алюминий. источник; Источники воздействия алюминия на человека включают питьевую воду, чай, остатки пищи, детское питание, содержащие алюминий антациды или лекарства, дезодоранты, косметику и стеклянную посуду. [23] Химические вещества для фторирования могут также содержать фторид алюминия. [25] Данные о потенциальных нейротоксических эффектах хронического воздействия алюминия, присутствующего в воде, ограничены. [26]

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Хейнс, Уильям М., изд. (2011). CRC Справочник по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . п. 4.45. ISBN 1439855110.
  2. ^ Хейнс, Уильям М., изд. (2011). CRC Справочник по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . п. 4.131. ISBN 1439855110.
  3. ^ Лиде, Дэвид Р. (19.06.2003). CRC Справочник по химии и физике . Справочник CRC (84-е изд.). CRC Press. ISBN 9780849304842.
  4. ^ a b c Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . п. 233. ISBN. 978-0-08-037941-8.
  5. ^ Hoppe, R .; Кисель, Д. (1984). "Zur kenntnis von AlF 3 und InF 3 [1]". Журнал химии фтора . 24 (3): 327. DOI : 10.1016 / S0022-1139 (00) 81321-4 .
  6. ^ a b c d Хейнс, Уильям М., изд. (2011). CRC Справочник по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . п. 5.5. ISBN 1439855110.
  7. ^ Поханиш, Ричард П. (2005-03-04). Данные HazMat: для оказания первой помощи, транспортировки, хранения и безопасности . Джон Вили и сыновья. ISBN 9780471726104.
  8. ^ «Фторид алюминия» . PubChem . Национальный институт здоровья . Проверено 12 октября 2017 года .
  9. ^ Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0024» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  10. ^ Гуанмей Ван; Аня-Верена Мудринг (2016). «Отсутствующий гидрат AlF 3 · 6H 2 O [Al (H 2 O) 6 ] F 3 : ионотермический синтез, кристаллическая структура и характеристика гексагидрата фторида алюминия». Науки о твердом теле . 61 : 61. DOI : 10.1016 / j.solidstatesciences.2016.09.007 .
  11. ^ Dreveton, Ален (2012-01-01). «Производство фторида алюминия высокой плотности и безводной плавиковой кислоты из кремнефтористоводородной кислоты» . Разработка процедур . СИМФОС 2011 - 1-й Международный симпозиум по инновациям и технологиям в фосфатной промышленности. 46 (Дополнение 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, JP «Соединения фтора, неорганические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: 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. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  18. ^ Holleman, AF; Виберг, Э. (2001). Неорганическая химия . Сан-Диего, Калифорния: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5..
  19. ^ Wittinghofer, Альфред (1997-11-01). «Сигнальная механика: фторид алюминия - молекула года». Текущая биология . 7 (11): R682 – R685. DOI : 10.1016 / S0960-9822 (06) 00355-1 . PMID 9382787 . S2CID 17666164 .  
  20. ↑ Винсент, Сильви; Браунс, Мадлен; Харт, Мэтью Дж .; Сеттлман, Джеффри (1998-03-03). «Доказательства различных механизмов стабилизации переходного состояния GTPases фтором» . Труды Национальной академии наук . 95 (5): 2210–2215. Bibcode : 1998PNAS ... 95.2210V . DOI : 10.1073 / pnas.95.5.2210 . ISSN 0027-8424 . PMC 19296 . PMID 9482864 .   
  21. ^ "ФТОРИД АЛЮМИНИЯ, CASRN: 7784-18-1" . База данных HSDB Национальной медицинской библиотеки . CDC.gov. 24 июня 2005 . Проверено 12 октября 2017 года .
  22. ^ "ФТОРИД АЛЮМИНИЯ (БЕЗВОДНЫЙ) Международные карты химической безопасности (ICSC)" . CDC.gov Национальный институт безопасности и гигиены труда (NIOSH) . 22 июля 2015 года . Проверено 17 июля 2017 года .
  23. ^ a b Фторид в питьевой воде: научный обзор стандартов EPA . https://www.nap.edu/read/11571 : The National Academies Press. 2006. С. 51-52, 219.. Дои : 10,17226 / 11571 . ISBN 978-0-309-10128-8.CS1 maint: location ( ссылка )
  24. ^ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ ДЛЯ ФТОРИДОВ, ФТОРИДА ВОДОРОДА И ФТОРА . https://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp11.pdf : ДЕПАРТАМЕНТ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И ЛЮДСКИХ УСЛУГ США Агентство государственной службы здравоохранения по токсическим веществам и реестру заболеваний. 2003. с. 211.CS1 maint: location ( ссылка )
  25. ^ Mullenix, Филлис J (2014). «Новый взгляд на металлы и другие загрязнители в химикатах фторирования» . Международный журнал гигиены труда и окружающей среды . 20 (2): 157–166. DOI : 10.1179 / 2049396714Y.0000000062 . ISSN 1077-3525 . PMC 4090869 . PMID 24999851 .   
  26. ^ Обзор соединений алюминия в сокращенном окончательном отчете токсикологической литературы . Подготовлено для Национального института гигиены окружающей среды. NTP.gov Резюме номинации на алюминиевые загрязнители питьевой воды (N20025). Октябрь 2001 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • MSDS
  • ToxNet Профиль
  • PubChem