Тетрафторид циркония
-fluorid.png/1280px-Kristallstruktur_Uran(IV)-fluorid.png) | |
| Имена | |
|---|---|
| Имена ИЮПАК Фторид циркония(IV) Тетрафторид циркония | |
| Идентификаторы | |
| |
3D модель ( JSmol ) |
|
| ChemSpider |
|
| Информационная карта ECHA | 100.029.107 |
| Номер ЕС |
|
CID PubChem |
|
| УНИИ |
|
Панель инструментов CompTox ( EPA ) |
|
| |
| |
| Характеристики | |
| ZrF4 | |
| Молярная масса | 167,21 г/моль |
| Появление | белый кристаллический порошок |
| Плотность | 4,43 г/см 3 (20 °C) |
| Температура плавления | 910 °C (1670 °F; 1180 K) |
| 1,32 г/100мл (20 °C) 1,388 г/100мл (25 °C) | |
| Структура | |
| Моноклинный , mS60 | |
| С12/с1, № 15 | |
| Опасности | |
| точка возгорания | Негорючий |
| Смертельная доза или концентрация (ЛД, ЛК): | |
LD 50 ( средняя доза ) | 98 мг/кг (перорально, мышь) 98 мг/кг (перорально, крыса) [1] |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | Цирконий(IV) хлорид Цирконий(IV) бромид Цирконий(IV) иодид |
Другие катионы | Фторид титана(IV) Фторид гафния(IV) |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
-fluorid.png){kind=link}
Фторид циркония(IV) описывает членов семейства неорганических соединений с формулой Zr F 4 (H 2 O) x . Все они бесцветные, диамагнитные твердые вещества. Безводный фторид циркония(IV) является компонентом фторидного стекла ZBLAN . [2]
Структура
Сообщалось о трех кристаллических фазах ZrF 4 : α ( моноклинная ), β ( тетрагональная , символ Пирсона tP40, пространственная группа P42/m, № 84) и γ (неизвестная структура). Фазы β и γ нестабильны и необратимо превращаются в α-фазу при 400 °C. [3]
Фторид циркония(IV) образует несколько гидратов. Тригидрат имеет структуру (μ−F) 2 [ZrF 3 (H 20 ) 3 ] 2 . [4]
Приготовление и реакции
Фторид циркония можно получить несколькими способами. Диоксид циркония реагирует с фтористым водородом и плавиковой кислотой, образуя безводные и моногидраты:
- ZrO 2 + 4 HF → ZrF 4 + 2 H 2 O
Реакция металлического Zr при высоких температурах также протекает с HF:
- Zr + 4HF → ZrF4 + 2H2
Диоксид циркония реагирует при 200 °C с твердым бифторидом аммония с образованием соли гептафторцирконата, которая может быть преобразована в тетрафторид при 500 °C:
- 2ZrO 2 + 7 (NH 4 )HF 2 → 2 (NH 4 ) 3 ZrF 7 + 4 H 2 O + NH 3
- (NH 4 ) 3 ZrF 7 → ZrF 4 + 3 HF + 3 NH 3
Добавление плавиковой кислоты к растворам нитрата циркония приводит к образованию твердого моногидрата. Гидраты тетрафторида циркония можно дегидратировать нагреванием под струей фтористого водорода.
Фторид циркония можно очистить путем дистилляции или сублимации . [2]
Фторид циркония образует двойные соли с другими фторидами . Наиболее известным является гексафторцирконат калия , образованный сплавлением фторида калия и тетрафторида циркония: [5]
- ZrF4 + 2KF → K2ZrF6
Приложения
Основное и, возможно, единственное коммерческое применение фторида циркония — его использование в качестве предшественника стекол ZBLAN. [2]
Смесь фторида натрия, фторида циркония и тетрафторида урана (53-41-6 мол.%) использовалась в качестве охладителя в эксперименте с авиационным реактором . Смесь фторида лития , фторида бериллия , фторида циркония и тетрафторида урана-233 использовалась в эксперименте с расплавленно-солевым реактором . ( Уран-233 используется в реакторах с торием и топливным циклом .) [ необходима цитата ]
Ссылки
- ^ "Соединения циркония (как Zr)". Концентрации, представляющие немедленную опасность для жизни или здоровья (IDLH) . Национальный институт охраны труда (NIOSH).
- ^ abc Нильсен, Ральф (2000). "Цирконий и соединения циркония". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . doi :10.1002/14356007.a28_543. ISBN 3527306730.
- ^ Пол Л. Браун; Федерико Дж. Момпеан; Джейн Перроне; Мириам Иллемассен (2005). Химическая термодинамика циркония. Gulf Professional Publishing. стр. 144. ISBN 0-444-51803-7.
- ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . стр. 965. ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ Мешри, Даял Т. (2000), «Соединения фтора, неорганические, титан», Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера , Нью-Йорк: John Wiley, doi :10.1002/0471238961.2009200113051908.a01, ISBN 9780471238966
- ORNL/TM-2006/12 Оценка потенциальных теплоносителей на основе расплавленных солей для усовершенствованного высокотемпературного реактора (AHTR), март 2006 г. (дата обращения: 18.09.2008)
