Fluoride

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Fluoride sind die Salze der Fluorwasserstoffsäure (HF), die auch als Flusssäure bekannt ist. Sie enthalten in ihrem Ionengitter als negative Gitterbausteine (Anionen) Fluorid-Ionen (F⁻).

Inhaltsverzeichnis 1 Natürliches Vorkommen 2 Vertreter 2.1 Wichtige Fluoride 2.2 Hydrogendifluoride 3 Nachweis 3.1 Physikalische Analyseverfahren 3.2 Nasschemisch (veraltet) 3.2.1 Ätzprobe 3.2.2 Kriechprobe 4 Anwendungen 5 Toxikologie 6 Siehe auch 7 Einzelnachweise 8 Weblinks

[Bearbeiten] Natürliches Vorkommen

Fluoride kommen inform vieler Mineralien in der Natur vor. Wichtigster Vertreter ist der Fluorit (CaF₂), ferner Yttrofluorit, ein Additions-Mischkristall mit YF₃, und Cerfluorit (auch Yttrocerit), der neben Yttrium noch Cer, Erbium und Hydratwasser enthält. Weitere Fluoride sind Frankdicksonit (BaF₂), Gagarinit (NaCaYF₆), Tysonit (auch Fluocerit, (Ce,La,Se)F₃) und Neighborit (NaMgF₃). Komplexe Fluoride enthalten ein weiteres Element innerhalb eines Anion-Komplexes, wie etwa Bor, Aluminium oder Silicium, und bilden dann z. B. Hexafluorosilikate oder Tetrafluorborate. Vertreter sind hier das Ferruccit (NaBF₄), Avogadrit ((K,Cs)BF₄), Malladrit (Na₂SiF₆), Hieratit (K₂SiF₆), Kryolithionit (Na₃Al₂Li₃F₁₂), Kryolith (Na₃AlF₆), Elpasolith (K₂Na[AlF₆]), Jarlit (NaSr₂[AlF₆]₂), Usovit (Ba₂Mg[AlF₆]₂) und Weberit (Na₂MgAlF₇).^[1]

siehe auch: Kategorie Fluormineralien

[Bearbeiten] Vertreter

[Bearbeiten] Wichtige Fluoride

Einige wichtige Fluoride sind:

• Aluminiumfluorid (AlF₃)
• Ammoniumfluorid (NH₃ x HF = NH₄F)
• Calciumfluorid (Flussspat, CaF₂)
• Natriumfluorid (NaF)
• Uranhexafluorid (UF₆)

sowie organische Aminfluoride.

[Bearbeiten] Hydrogendifluoride

Neben den einfachen Fluoriden existieren auch Hydrogendifluoride der Zusammensetzung Me⁺[HF₂]^-, wie etwa Natriumhydrogendifluorid (NaHF₂) und Kaliumhydrogendifluorid (KHF₂). Diese enthalten das lineare [FHF]^--Anion. Darstellung ist aus wässrigen Lösungen der Fluoride unter Anwesenheit eines Überschusses Fluorwasserstoff (HF) möglich. Beim Erhitzen spalten die Hydrogendifluoride den Fluorwasserstoff wieder ab.^[2]

Darstellung:

Zersetzung durch Erhitzen:

[Bearbeiten] Nachweis

[Bearbeiten] Physikalische Analyseverfahren

Professionell werden heute Fluoride in Mineralien und Feststoffen mit Röntgenfluoreszenzanalyse, Röntgenbeugung oder Massenspektrometrie bestimmt, in Flüssigkeiten mit Fluorid-Elektroden, IR- oder NMR-Verfahren. (Chemiker-Standard-Wissen, 2000)

[Bearbeiten] Nasschemisch (veraltet)

[Bearbeiten] Ätzprobe

Für den Nachweis durch die Ätzprobe werden 10 bis 20 Tropfen konzentrierte Schwefelsäure in ein sauberes trockenes Reagenzglas gegeben. Um sich davon zu überzeugen, dass das Glas zu diesem Zeitpunkt noch nicht angeätzt ist, schüttelt man kurz. Dabei beobachtet man, dass die Schwefelsäure sich an den glatten Reagenzglaswänden wie ein viskoses Öl verhält. Anschließend gibt man eine fluoridhaltige Substanz zu. Man erhitzt nun für etwa fünf Minuten vorsichtig über der entleuchteten Bunsenbrennerflamme. Man stellt beim erneuten Umschwenken fest, dass sich ein deutlicher Abperl-Effekt an den nun aufgerauten Reagenzglaswänden zeigt. Das Reagenzglas ist hinterher nicht mehr brauchbar.

[Bearbeiten] Kriechprobe

Etwas Probe wird in den Bleitiegel gegeben, mit gepulverter Kieselsäure oder Natriumsilicat versetzt und gemischt. Anschließend überschichtet man mit Schwefelsäure. Es bildet sich SiF₄-Gas:

Man verschließt den Tiegel mit einer PVC-Platte, an deren Unterseite sich ein kleiner Wassertropfen befindet (dieser darf natürlich nicht in die Probe hängen) und lässt ungefähr eine Minute stehen. Das SiF₄ reagiert mit dem Wasser wieder zu SiO₂, das sich kraterförmig im Tropfen absetzt.

Eine Alternative zur PVC-Platte mit Wassertropfen ist ein schwarzes Filterpapier, das angefeuchtet wird. Das entweichende SiF₄-Gas zersetzt sich dort zu SiO₂, was an einem weißen Fleck erkennbar ist. (Biltz-Klemm-Fischer, 1966)

Ohne Kieselgel oder Natriumsilikat kommt man aus, wenn man einen Deckel mit Öffnung verwendet, auf der sich Glas befindet (z. B. Objektträger. Man befeuchtet die Probe im Bleitiegel mit Schwefelsäure, der entweichende Fluorwasserstoff ätzt das Glas an.

[Bearbeiten] Anwendungen

Man verwendet Fluoride unter anderem um Kraftstoffbehälter zu versiegeln (Gasdicht). Dabei werden die Kunststofftanks aus z. B. PA (Polyamid) mit dem gelösten Fluorid bedampft, dadurch diffundiert dieses ca 3–4 Mikrometer in die Oberfläche ein.

Als Fluoridierung bezeichnet man die Zugabe von Fluoriden insbesondere zu Speisesalz, Trinkwasser, Milch, Tabletten und Zahnpasten zur Prophylaxe von Zahnkaries.

[Bearbeiten] Toxikologie

Wasserlösliche Fluoride sind als giftig eingestuft. Die Giftwirkung beruht dabei teils aus der Ausfällung des vom Stoffwechsel benötigten Calcium als Calciumfluorid, teils aus der Wirkung als Protoplasma- und Zellgift, das bestimmte Enzymsysteme und die Proteinsynthese hemmt.

Bei oraler Aufnahme erfolgt eine schnelle und nahezu vollständige Resorption löslicher Fluoride über die Magenschleimhaut, da die Salze durch die Salzsäure des Magens Fluorwasserstoff bilden. Akute Symptome sind starke Schmerzen in Magen und Darm, hinter dem Brustbein, Krämpfe, Bewusstlosigkeit und schwere Stoffwechselstörungen. Fluorwasserstoff verursacht ebenfalls starke Verätzungen bis zur Zerstörung von Zellen.

Eine chronische Aufnahme auch geringer Mengen kann zu einer Vergiftung (Fluorose) führen, die sich in Schädigungen des Skeletts, der Zähne, der Lungenfunktion, der Haut und in Stoffwechselstörungen äußert. ^[3]

Wasserunlösliche oder schwerlösliche Fluoride wie Calciumfluorid und Aluminiumfluorid besitzen eine wesentlich geringere Toxizität. Es besteht jedoch immer die Gefahr der Bildung des ebenfalls hochtoxischen Fluorwasserstoffs beim Kontakt mit starken Säuren.

[Bearbeiten] Siehe auch

• Chloride, Bromide, Iodide, Fluorit
• Fluoridierung, die Zähne betreffend (ausführlicher Artikel)
• Aminfluoride

[Bearbeiten] Einzelnachweise

1. ↑ Wissenschaft-Online-Lexika: Eintrag zu Fluoride, In: Lexikon der Geologie, abgerufen 10. Juli 2008
2. ↑ Wissenschaft-Online-Lexika: Eintrag zu Fluoride, In: Lexikon der Chemie, abgerufen 10. Juli 2008
3. ↑ Eintrag zu Fluoride in der GESTIS-Stoffdatenbank des BGIA, abgerufen am 10. Jul. 2008 (JavaScript erforderlich)

[Bearbeiten] Weblinks

• http://www.fluoride-history.de