Kalsiumfluorid
Krystallstruktur | |||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
__ Ca 2+ __ F - | |||||||||||||||||||
Generell | |||||||||||||||||||
Etternavn | Kalsiumfluorid | ||||||||||||||||||
andre navn |
|
||||||||||||||||||
Forholdsformel | CaF 2 | ||||||||||||||||||
Kort beskrivelse |
hvitt, luktfritt fast stoff |
||||||||||||||||||
Eksterne identifikatorer / databaser | |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
eiendommer | |||||||||||||||||||
Molarmasse | 78,08 g mol −1 | ||||||||||||||||||
Fysisk tilstand |
fast |
||||||||||||||||||
tetthet |
3,18 g cm −3 |
||||||||||||||||||
Smeltepunkt |
1423 ° C |
||||||||||||||||||
kokepunkt |
2500 ° C |
||||||||||||||||||
løselighet |
praktisk talt uoppløselig i vann (15 mg l −1 ved 18 ° C) |
||||||||||||||||||
Brytningsindeks |
1.4338 |
||||||||||||||||||
sikkerhetsinstruksjoner | |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
MAK |
1 mg m −3 |
||||||||||||||||||
Toksikologiske data | |||||||||||||||||||
Så langt som mulig og vanlig, brukes SI-enheter . Med mindre annet er angitt, gjelder oppgitte data standardbetingelser . Brytningsindeks: Na-D-linje , 20 ° C |
Kalsiumfluorid (også kalsiumfluorid , faktisk kalsiumdifluorid) er kalsiumsaltet av flussyre .
eiendommer
Kalsiumfluorid danner fargeløse krystaller som er lite oppløselige i vann, alkohol og fortynnede syrer med det utbredte fluorittgitteret . Naturlig forekommende kalsiumfluorid kalles fluoritt eller fluorspar og er for det meste farget gul, grønn, blå, brun, beige eller lilla på grunn av urenheter. Den har høy permeabilitet for ultrafiolett og infrarød stråling . Alkaliske løsninger angriper ikke kalsiumfluorid. Det er ingen reaksjon med hydrogen og oksygen , selv ikke under rød varme.
Reaksjoner
- Kalsiumfluorid og svovelsyre frigjør hydrogenfluorid.
- Kalsiumkationer og fluoranioner danner alltid det lite oppløselige kalsiumfluoridet.
Forekomst og utvinning
Fluorspar utvinnes i store mengder, flere millioner tonn per år, i gruvedrift med åpen støpe og underjordisk. Siden det med andre mineraler som barytter (bariumsulfat BaSO 4 , galena PbS og kvarts SiO 2 er assosiert), har den 30-60% CaF 2 inneholder rå malm som skal behandles før en industriell bruk. For dette formål knuses malmen som ekstraheres mekanisk og deretter konsentreres til opptil 98% ved (flertrinns) flyt . Et skille gjøres som en kommersiell form
- Krystallspar med mer enn 99% CaF 2
- Syrespar med mer enn 97% CaF 2
- Keramisk spar med mer enn 95% CaF 2
- Hyttespar med mer enn 85% CaF 2
- Metallspar med 75–82% CaF 2
Rent kalsiumfluorid oppnås ved å omsette hydrogenfluorid eller heksafluorkiselsyre med kalsiumkarbonat , siden utfelt kalsiumfluorid har en gelatinøs konsistens i fravær av kalsiumkarbonat og derfor er vanskelig å rengjøre.
bruk
Sammen med fluoridene fra produksjon av fosforsyre er kalsiumfluorid det viktigste råmaterialet for fluorproduksjon . I henhold til fluorspar-kvalitetene nevnt ovenfor, brukes kalsiumfluorid til følgende bruksområder:
- Krystallspar for sliping av linser og optiske briller
- Syre spar for produksjon av hydrogenfluorid
- Keramisk spar for produksjon av glass og emalje
- Slagg som fluss og slagg i metallurgi
Andre bruksområder:
- Katalysator for produksjon av kalsiumcyanamid
- På grunn av deres permeabilitet for ultrafiolett og infrarødt lys, brukes enkrystaller som linser i instrumentalanalyse og i fremstilling av elektroniske kretser.
- På grunn av dets optiske egenskaper, kalsium- fluorid blir linsene brukes i apochromats på høykvalitets mål og teleskoper .
- På grunn av den gjensidige kompensasjonen av endringen i brytningsindeksen og den termiske ekspansjonen , er termiske linser bare svakt uttalt. Av denne grunn brukes kalsiumfluorid som et vindu for laserstråler med høy effekttetthet.
- Standard mineral av Mohs hardhetsskala (hardhet 4).
Forholdsregler
Hydrogenfluorid frigjøres ved kontakt med sterke syrer . Dette er ekstremt giftig og ekstremt etsende.
bevis
Etsetest: Sett CaF 2 med litt konsentrert svovelsyre i et prøverør. Fuktingen av glassoverflaten endres fordi flussyre HF dannes.
Ultratynne lag
Nanometer tynn krystallinske CaF 2 lag blir benyttet som barrierer i faststoffheterostruktur, særlig i resonans tunneldioder (med CdF 2 eller Si som quantum brønn). Videre undersøkes muligheten for å bruke dem som gateisolatorer i felteffekttransistorer i stedet for konvensjonelle materialer som SiO 2 og high-k oksider.
Slike lag dyrkes på silisiumet ved hjelp av molekylær stråleepitaksi ; god kvalitet er garantert takket være likheten mellom gitterkonstantene til Si og CaF 2 .
Individuelle bevis
- ↑ a b c d e f g Oppføring av kalsiumfluorid i GESTIS stoffdatabase til IFA , åpnet 20. desember 2019. (JavaScript kreves)
- ↑ Korth Crystals: Calcium Fluoride , åpnet 9. desember 2015.
- ^ H. Kojima, S. G. Whiteway, C. R. Masson: Smeltepunkter av uorganiske fluorider . I: Canadian Journal of Chemistry . 46 (18), 1968, s. 2968-2971, doi : 10.1139 / v68-494 .
- ↑ David R. Lide (red.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . 90. utgave. (Internett-versjon: 2010), CRC Press / Taylor og Francis, Boca Raton, FL, Index of Refraction of Inorganic Crystals, s. 10-245.
- Bra G. Brauer (red.), Håndbok for preparativ uorganisk kjemi 2. utg., Vol. 1, Academic Press 1963, s. 233-4.
- ↑ a b M. Watanabe et al.: CaF 2 / CdF 2 dobbeltbarriere Resonant tunneldiode med høyt romtemperatur topp-til-dal-forhold . Jpn. J. Appl. Phys. , v. 39, nr. 7B, s. L716. 2000. Hentet 16. desember 2020.
- ↑ a b Ultratynne isolatorer legger til rette for ytterligere miniatyrisering i mikrochips . Standarden . 28. juli 2019. Tilgang 16. desember 2020.