Zirconium(IV)-fluorid

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
Kristallstruktur
Kristallstruktur von β-Zirconium(IV)-fluorid
__ Zr4+      __ F
Kristallsystem

monoklin

Raumgruppe

I2/c

Gitterkonstanten

a = 957 pm
b = 993 pm
c = 773 pm
β = 94,28°[1]

Allgemeines
Name Zirconium(IV)-fluorid
Andere Namen

Zirconiumtetrafluorid

Verhältnisformel ZrF4
CAS-Nummer
  • 7783-64-4
  • 15298-38-1 (Monohydrat)
PubChem 82216
Kurzbeschreibung

weißer Feststoff[2]

Eigenschaften
Molare Masse 167,22 g·mol−1
Aggregatzustand

fest[2]

Dichte

4,43 g·cm−3[2]

Schmelzpunkt

910 °C[2]

Brechungsindex

1,59[3]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [2]
05 – Ätzend

Gefahr

H- und P-Sätze H: 314
P: 280​‐​305+351+338​‐​310 [2]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4][2]
Ätzend
Ätzend
(C)
R- und S-Sätze R: 34
S: 26​‐​27​‐​28​‐​36/37/39​‐​45
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C
Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Zirconium(IV)-fluorid ist eine anorganische chemische Verbindung des Zirconiums aus der Gruppe der Fluoride.

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten]

Zirconium(IV)-fluorid kann durch Reaktion von Zirconium(IV)-chlorid mit Fluorwasserstoff gewonnen werden.[5]

\mathrm{ ZrCl_4 + 4 \ HF \longrightarrow ZrF_4 + 4 \ HCl }

Ebenfalls möglich ist die Darstellung durch Reaktion von Zirconium(IV)-oxid mit Flusssäure[5]

\mathrm{ ZrO_2 + 4 \ HF \longrightarrow ZrF_4 + 2 \ H_2O }

oder thermische Zersetzung von (NH4)2ZrF6.[5]

Eigenschaften[Bearbeiten]

Zirconium(IV)-fluorid ist ein weiße, stark lichtbrechende, durchscheinende Masse, die schwer löslich in Wasser ist. Ab 50 °C aufwärts hydrolysiert die Verbindung in Wasser.[5] Das Anhydrat hat eine monokline Kristallstruktur mit der Raumgruppe I2/a, wobei außer der stabilen β-Form auch eine tetragonale α-Form (Raumgruppe P42/m)[6] und eine γ-Form existieren.[7][8] Die β-Form besteht aus quadratischen Antiprismen ZrF8; jedes Fluoratom koordiniert dabei zwei Zirconiumatome. Das Trihydrat hat eine dimere Struktur mit trikliner Kristallstruktur.[9] Das Monohydrat hat eine tetragonale Kristallstruktur mit der Raumgruppe I42d.[10]

Verwendung[Bearbeiten]

Zirconium(IV)-fluorid wird als Rohstoff zur Herstellung von optischen Glasfasern und optischen Gläsern, insbesondere für die IR-Spektrometrie, verwendet.[11][12] Es wird auch als Beimischung zu Nuklearbrennstoffen verwendet.[13]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. C. Legein, F Fayon, C. Martineau, M. Body, J.Y. Buzare, D. Massiot, E. Durand, A. Tressaud, A. Demourgues, O. Peron, B. Boulard: 19F high magnetic field NMR study of beta-ZrF4 and CeF4: From spectra reconstruction to correlation between fluorine sites and 19F isotopic chemical shifts. In: Inorganic Chemistry, 2006, 45(26), S. 10636–10641 doi:10.1021/ic061339a.
  2. a b c d e f g Datenblatt Zirconium(IV) fluoride, 99.9% trace metals basis bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 13. Oktober 2013 (PDF).
  3. Datenblatt Zirconium(IV)-fluorid bei AlfaAesar, abgerufen am 13. Oktober 2013 (JavaScript erforderlich).
  4. Seit dem 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  5. a b c d  Georg Brauer: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearb. Auflage. Band I, Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 260.
  6. R. Papiernik, D. Mercurio, B. Frit: Structure du tetrafluorure de zirconium, ZrF4 alpha. In: Acta Crystallographica, 1982, B38, S. 2347–2353 doi:10.1107/S0567740882008760
  7.  Chemical Thermodynamics of Zirconium. Gulf Professional Publishing, 2005, ISBN 0080457533, S. 144 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  8.  Roger Blachnik (Hrsg.): Taschenbuch für Chemiker und Physiker. Band III: Elemente, anorganische Verbindungen und Materialien, Minerale. begründet von Jean d’Ans, Ellen Lax. 4., neubearbeitete und revidierte Auflage. Springer, Berlin 1998, ISBN 3-540-60035-3, S. 818 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  9. R. L. Davidovich, M. A. Pushilin, V. B. Logvinova, A. V. Gerasimenko: Crystal structure of monoclinic modifications of zirconium and hafnium tetrafluoride trihydrates. In: Journal of Structural Chemistry. 54, 2013, S. 541–546, doi:10.1134/S0022476613030104.
  10. B. Kojic-Prodic, F. Gabela, Z. Ruzic-Toros, M. Sljukic: Structure of aquatetrafluorozirconium(IV). In: Acta Crystallographica Section B Structural Crystallography and Crystal Chemistry. 37, S. 1963–1965, doi:10.1107/S0567740881007772.
  11.  Catherine E. Housecroft: Inorganic Chemistry. Pearson Education, 2005, ISBN 0130399132, S. 652 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  12.  William S. Rees, Jr.: CVD of Nonmetals. John Wiley & Sons, 2008, ISBN 352761480X, S. 370 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  13.  Dan Gabriel Cacuci: Handbook of Nuclear Engineering. Vol. 5: Fuel Cycles, Decommissioning, Waste Disposal and Safeguards. Springer, 2010, ISBN 0387981306, S. 2961 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).