Fluorek wapnia
Struktura krystaliczna | |||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
__ Ca 2+ __ F - | |||||||||||||||||||
Generał | |||||||||||||||||||
Nazwisko | Fluorek wapnia | ||||||||||||||||||
inne nazwy |
|
||||||||||||||||||
Wzór na współczynnik | CaF 2 | ||||||||||||||||||
Krótki opis |
białe, bezwonne ciało stałe |
||||||||||||||||||
Zewnętrzne identyfikatory / bazy danych | |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
nieruchomości | |||||||||||||||||||
Masa cząsteczkowa | 78,08 g mol -1 | ||||||||||||||||||
Stan fizyczny |
mocno |
||||||||||||||||||
gęstość |
3,18 g cm- 3 |
||||||||||||||||||
Temperatura topnienia |
1423 ° C |
||||||||||||||||||
temperatura wrzenia |
2500 ° C |
||||||||||||||||||
rozpuszczalność |
praktycznie nierozpuszczalny w wodzie (15 mg l −1 przy 18 ° C) |
||||||||||||||||||
Współczynnik załamania światła |
1.4338 |
||||||||||||||||||
instrukcje bezpieczeństwa | |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
MAK |
1 mg m -3 |
||||||||||||||||||
Dane toksykologiczne | |||||||||||||||||||
O ile to możliwe i zwyczajowe, stosuje się jednostki SI . O ile nie zaznaczono inaczej, podane dane dotyczą warunków standardowych . Współczynnik załamania światła: linia Na-D , 20 ° C |
Fluorek wapnia (również fluorek wapnia , właściwie difluorek wapnia) jest sól wapnia z kwasem fluorowodorowym .
nieruchomości
Fluorek wapnia tworzy bezbarwne kryształy, które są trudno rozpuszczalne w wodzie, alkoholu i rozcieńczonych kwasach z szeroko rozpowszechnioną siecią fluorytu . Naturalnie występujący fluorek wapnia nazywany jest fluorytem lub fluorytem i jest najczęściej zabarwiony na żółto, zielono, niebiesko, brązowo, beżowo lub fioletowo z powodu zanieczyszczeń. Ma dużą przepuszczalność dla ultrafioletowym i promieniowaniem podczerwonym . Roztwory alkaliczne nie atakują fluorku wapnia. Nie ma reakcji z wodorem i tlenem , nawet przy czerwonym ogniu.
Reakcje
- Fluorek wapnia i kwas siarkowy uwalniają fluorowodór.
- Kationy wapnia i aniony fluorkowe zawsze tworzą słabo rozpuszczalny fluorek wapnia.
Występowanie i ekstrakcja
Fluorspar jest wydobywany w dużych ilościach, kilka milionów ton rocznie, w górnictwie odkrywkowym i podziemnym. Ponieważ jest powiązany z innymi minerałami, takimi jak baryt (siarczan baru BaSO 4 , galena PbS i kwarc SiO 2 ), ma 30-60% CaF 2 zawierającą surową rudę do przetworzenia przed zastosowaniem przemysłowym. W tym celu wydobywana ruda jest kruszona mechanicznie, a następnie zagęszczana do 98% poprzez (wieloetapową) flotację . Rozróżnienie jest formą handlową
- Kryształowy pręt zawierający ponad 99% CaF 2
- Kwaśny spar zawierający ponad 97% CaF 2
- Ceramiczny pręt zawierający więcej niż 95% CaF 2
- Dźwigar chaty zawierający ponad 85% CaF 2
- Metalowy dźwigar zawierający 75–82% CaF 2
Czysty fluorek wapnia uzyskuje się w reakcji fluorowodoru lub kwasu heksafluorokrzemowego z węglanem wapnia , ponieważ strącony fluorek wapnia ma galaretowatą konsystencję bez węglanu wapnia i dlatego jest trudny do czyszczenia.
posługiwać się
Oprócz fluorków z produkcji kwasu fosforowego , fluorek wapnia jest najważniejszym surowcem do produkcji fluoru . Zgodnie z wyżej wymienionymi właściwościami fluorytu, fluorek wapnia jest używany do następujących zastosowań:
- Kryształowy pręt do szlifowania soczewek i szkieł optycznych
- Kwaśny pręt do produkcji fluorowodoru
- Dźwigar ceramiczny do produkcji szkła i emalii
- Żużel jako topnik i żużel w hutnictwie
Inne zastosowania:
- Katalizator do produkcji cyjanamidu wapnia
- Ze względu na ich przepuszczalność dla światła ultrafioletowego i podczerwonego, monokryształy są używane jako soczewki w analizie instrumentalnej i do produkcji obwodów elektronicznych.
- Ze względu na swoje właściwości optyczne soczewki z fluorku wapnia są stosowane w apochromatach w wysokiej jakości obiektywach i teleskopach .
- Ze względu na wzajemną kompensację zmiany współczynnika załamania i rozszerzalności cieplnej , obiektywy termiczne są słabo widoczne. Z tego powodu fluorek wapnia jest używany jako okno dla wiązek laserowych o dużej gęstości mocy.
- Standardowy minerał w skali twardości Mohsa (twardość 4).
Środki ostrożności
Fluorowodór uwalnia się w kontakcie z mocnymi kwasami . Jest to wyjątkowo trujące i wyjątkowo żrące.
dowód
Test wytrawiania: Umieść CaF 2 z niewielką ilością stężonego kwasu siarkowego w probówce. Zwilżenie powierzchni szkła zmienia się, ponieważ tworzy się kwas fluorowodorowy HF.
Ultra cienkie warstwy
Cienkie nanometrowe warstwy krystalicznego CaF 2 są stosowane jako bariery w heterostrukturach ciała stałego, zwłaszcza w diodach rezonansowych (z CdF 2 lub Si jako studnią kwantową). Ponadto badana jest możliwość zastosowania ich jako izolatorów bramkowych w tranzystorach polowych zamiast konwencjonalnych materiałów, takich jak SiO 2 i tlenki o wysokiej zawartości potasu.
Takie warstwy rosną na krzemie za pomocą epitaksji z wiązki molekularnej ; dobrą jakość gwarantuje podobieństwo stałych sieciowych Si i CaF 2 .
Indywidualne dowody
- ↑ b c d e f g wejście na fluorek wapnia na bazie substancji o GESTIS w IFA , dostępnym w dniu 20 grudnia 2019 roku. (Wymagany JavaScript)
- ↑ Korth Crystals: Calcium Fluoride , dostęp 9 grudnia 2015.
- ^ H. Kojima, S. G. Whiteway, C. R. Masson: Temperatura topnienia nieorganicznych fluorków . W: Canadian Journal of Chemistry . 46 (18), 1968, str. 2968-2971, doi : 10.1139 / v68-494 .
- ↑ David R. Lide (red.): Podręcznik chemii i fizyki CRC . Wydanie 90. (Wersja internetowa: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Index of Refraction of Inorganic Crystals, str. 10–245.
- ↑ G. Brauer (red.), Handbook of Preparative Inorganic Chemistry wyd. 2, t. 1, Academic Press 1963, s. 233–4.
- ↑ a b M. Watanabe i wsp .: CaF 2 / CdF 2 z podwójną barierą rezonansowa dioda tunelująca z wysokim stosunkiem pików do dolin w temperaturze pokojowej . Jpn. J. Appl. Fiz. , v. 39, nr 7B, s. L716. 2000. Źródło 16 grudnia 2020.
- ↑ a b Ultracienkie izolatory torują drogę do dalszej miniaturyzacji mikroczipów . Standard . 28 lipca 2019 r. Dostęp 16 grudnia 2020 r.