WikiDer > Фторид алюминия

Aluminium fluoride
Фторид алюминия
Трехфтористый алюминий-3D-многогранник.png
Безводный AlF3
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
AlF3
Молярная масса83,977 г / моль (безводный)
101,992 г / моль (моногидрат)
138,023 (тригидрат)[1]
Внешностьбелое кристаллическое твердое вещество
без запаха
Плотность3,10 г / см3 (безводный)
2,17 г / см3 (моногидрат)
1,914 г / см3 (тригидрат)[1]
Температура плавления 1290 ° С (2350 ° F, 1560 К)[4] (безводный) (возвышенные)
5,6 г / л (0 ° С)
6,7 г / л (20 ° С)
17,2 г / л (100 ° С)
−13.4×10−6 см3/ моль[2]
1,3767 (видимый диапазон)[3]
Структура
Ромбоэдрический, 24 грн.
р3с, № 167[5]
а = 0,49254 нм, c = 1,24477 нм
0.261519
6
Термохимия
75,1 Дж / моль · К[6]
66,5 Дж / моль · К[6]
−1510,4 кДж / моль[6]
-1431,1 кДж / моль[6]
Опасности[7][8][9]
Паспорт безопасностиInChem MSDS
Пиктограммы GHSКоррозионныйОстрая токсичностьРаздражающийРепродуктивная токсичность, токсичность для органов-мишеней, опасность при аспирации
Сигнальное слово GHSОпасность
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 (огненный алмаз)
NIOSH (Пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
никто
REL (Рекомендуемые)
2 мг / м3
IDLH (Непосредственная опасность)
N.D.
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Фторид алюминия относится к неорганические соединения с формулой AlF3·ИксЧАС2О. Все они бесцветные твердые вещества. Безводный AlF3 используется в производстве металлического алюминия. Некоторые встречаются в виде минералов.

Возникновение и производство

Помимо безводного AlF3известно несколько гидратов. По формуле AlF3·ИксЧАС2О, эти соединения включают моногидрат (Икс = 1), два полиморфа тригидрата (Икс = 3), гексагидрат (Икс = 6) и нонагидрат (Икс = 9).[10]

Большая часть фторида алюминия производится путем обработки глинозем с фтороводород при 700 ° C:[4] Кремнефтористоводородная кислота также может быть использован для получения фторида алюминия.[11]

ЧАС2SiF6 + Al2О3 + 3 часа2O → 2 AlF3 + SiO2 + 4 часа2О

В качестве альтернативы его производят термическим разложением гексафторалюминат аммония.[12] Для небольших лабораторных препаратов AlF3 также можно приготовить путем обработки гидроксид алюминия или алюминиевый металл с фтороводород.

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

Структура

В соответствии с Рентгеновская кристаллография, безводный AlF3 принимает триоксид рения мотив с искаженным AlF6 октаэдры. Каждый фторид связан с двумя центрами алюминия. Благодаря своей трехмерной полимерной структуре AlF3 имеет высокий температура плавления. Остальные тригалогениды алюминия в твердом состоянии отличаются: AlCl3 имеет слоистую структуру и AlBr3 и AlI3, являются молекулярными димерами.[17][страница нужна] Также они имеют низкие температуры плавления и легко испаряются с образованием димеров.[18][страница нужна] В газовой фазе фторид алюминия существует в виде тригональных молекул D3ч симметрия. Длина связи Al – F этой газовой молекулы составляет 163вечера.

Как и большинство газообразных трифторидов металлов, AlF3 при испарении принимает плоскую структуру.

Приложения

Фторид алюминия - важная добавка для производства алюминия электролизом.[4] Вместе с криолит, он снижает температуру плавления до уровня ниже 1000 ° C и увеличивает проводимость решение. 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, например ангидриды фосфорной кислоты, такие как АТФ и GTP контролируют большинство реакций, участвующих в метаболизме, росте и дифференцировке.[19] Наблюдение за тем, что фторид алюминия может связываться и активировать гетеротримерный G белки доказал свою полезность для изучения активации G-белка in vivo, для выяснения трехмерных структур нескольких GTPases и для понимания биохимического механизма GTP. гидролиз, включая роль Белки, активирующие ГТФазу.[20]

Ниша использует

Вместе с фторид циркония, фторид алюминия является ингредиентом для производства фторалюминатные стекла.

Он также используется для подавления ферментация.

Нравиться фторид магния он использовался в качестве оптического тонкая пленкаособенно когда далеко УФ требуется прозрачность. Его осаждение физическое осаждение из паровой фазы, особенно испарение, это выгодно.

Безопасность

Сообщаемая оральная летальная доза для животных (LD50) фторида алюминия составляет 0,1 г / кг.[21] Повторяющееся или продолжительное вдыхание может вызвать астма, и может оказывать влияние на кости и нервную систему, приводя к изменениям костей (флюороз) и поражение нервной системы.[22]

Многие из нейротоксичный эффекты фторида обусловлены образованием комплексов фторида алюминия, которые имитируют химическую структуру фосфат и влиять на деятельность Фосфогидролазы АТФ и фосфолипаза D. Только микромолярный концентрации алюминия необходимы для образования фторида алюминия.[23]

Воздействие фторида алюминия на человека может происходить в промышленных условиях, например, выбросы от процессов восстановления алюминия,[24] или когда человек проглатывает оба источника фтора (например, фторид в питьевой воде или остатки фторида на основе пестициды) и алюминиевый 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 также могут содержать фторид алюминия.[25] Данные о потенциальных нейротоксических эффектах хронического воздействия содержащихся в воде форм алюминия ограничены.[26]

Рекомендации

  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. ^ а б 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 AlF3 унд InF3 [1]". Журнал химии фтора. 24 (3): 327. Дои:10.1016 / S0022-1139 (00) 81321-4.
  6. ^ а б 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. Получено 12 октября, 2017.
  9. ^ Карманный справочник NIOSH по химической опасности. "#0024". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  10. ^ Гуанмей Ван; Аня-Верена Мудринг (2016). "Отсутствующий гидрат AlF3· 6H2O [Al (H2O)6] F3: Ионотермический синтез, кристаллическая структура и характеристика гексагидрата фторида алюминия ». Науки о твердом теле. 61: 61. Дои:10.1016 / j.solidstatesciences.2016.09.007.
  11. ^ Древетон, Ален (01.01.2012). «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. Дои:10.1016 / j.proeng.2012.09.471.
  12. ^ а б Aigueperse, J .; Mollard, P .; Devilliers, D .; Chemla, M .; Faron, R .; Romano, R .; Куэр, Дж. П. "Неорганические соединения фтора". 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. ^ Холлеман, А. Ф .; Виберг, Э. (2001). Неорганическая химия. Сан-Диего, Калифорния: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5..
  19. ^ Виттинггофер, Альфред (1 ноября 1997 г.). «Сигнальная механика: фторид алюминия - молекула года». Текущая биология. 7 (11): R682 – R685. Дои: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 ... 95,22 · 10В. Дои:10.1073 / пнас.95.5.2210. ISSN 0027-8424. ЧВК 19296. PMID 9482864.
  21. ^ "ФТОРИД АЛЮМИНИЯ, CASRN: 7784-18-1". База данных HSDB Национальной медицинской библиотеки. CDC.gov. 24 июня 2005 г.. Получено 12 октября, 2017.
  22. ^ "Международные карты химической безопасности (ICSC)" ФТОРИД АЛЮМИНИЯ (БЕЗВОДНЫЙ) ". CDC.gov Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья (NIOSH). 22 июля 2015 г.. Получено 17 июля, 2017.
  23. ^ а б Фтор в питьевой воде: научный обзор стандартов EPA. https://www.nap.edu/read/11571: Издательство национальных академий. 2006. С. 51–52, 219. Дои:10.17226/11571. ISBN 978-0-309-10128-8.CS1 maint: location (связь)
  24. ^ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ ДЛЯ ФТОРИДОВ, ФТОРИДА ВОДОРОДА И ФТОРА. https://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp11.pdf: ДЕПАРТАМЕНТ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И ЛЮДСКИХ СЛУЖБ Агентства общественного здравоохранения США по регистрации токсичных веществ и заболеваний. 2003. с. 211.CS1 maint: location (связь)
  25. ^ Малленикс, Филлис Дж (2014). «Новый взгляд на металлы и другие загрязнители в химикатах фторирования». Международный журнал гигиены труда и окружающей среды. 20 (2): 157–166. Дои:10.1179 / 2049396714Y.0000000062. ISSN 1077-3525. ЧВК 4090869. PMID 24999851.
  26. ^ Краткий окончательный отчет по токсикологической литературе по соединениям алюминия. Подготовлено для Национального института гигиены окружающей среды. NTP.gov Резюме номинации на алюминиевые загрязнители питьевой воды (N20025). Октябрь 2001 г.

внешняя ссылка