Zirkonium(IV)fluoridi

Zirkonium(IV)fluoridi
Tunnisteet
CAS-numero 7783-64-4
PubChem CID 82216 ja 10197871
Ominaisuudet
Molekyylikaava ZrF4
Moolimassa 167,22
Ulkomuoto Valkoinen kiteinen aine
Sublimoitumispiste 903 °C [1]
Tiheys 4,43 g/cm3[1]
Liukoisuus veteen 15 g/l (25 °C)[1]
Infobox OK

Zirkonium(IV)fluoridi (ZrF4) eli zirkniumtetrafluoridi on zirkoniumin ja fluorin muodostama epäorgaaninen molekyyliyhdiste. Yhdistettä voidaan käyttää erikoislasien valmistukseen ja orgaanisen kemian synteeseissä katalyyttinä ja reagenssina.

Ominaisuudet, valmistus ja käyttö

Huoneenlämpötilassa zirkonium(IV)fluoridi on valkoista kiteistä ainetta. Yhdisteen stabiileimman α-muodon alkeiskoppi on monokliininen. Lisäksi tunnetaan tetragonaalinen β-muoto sekä γ-muoto, jonka rakennetta ei ole määritetty. Kidevedettömän yhdisteen lisäksi tunnetaan myös kidevedelliset mono- ja trihydraatit (ZrF4·H2O ja ZrF4·3H2O), joiden rakenteesta kidevesi voidaan poistaa kuumentamalla alennetussa paineessa. Zirkonium(IV)fluoridi liukenee vain hyvin vähän veteen, mutta liukenee paremmin happoliuoksiin. Aine on Lewis-happo ja reagoi esimerkiksi fluoridien kanssa muodostaen kompleksisen heksafluorozirkonaatti(IV)ionin ([ZrF6]2-.[2][3][4][5][6]

Zirkonium(IV)fluoridia voidaan valmistaa fluorin ja zirkoniumin välisellä reaktiolla. Tavallisimmat tavat ovat kuitenkin Zirkonium(IV)kloridin ja vetyfluoridin välinen reaktio, zirkoniumhydroksikarbonaatin tai zirkoniumdioksidin liuottaminen vetyfluoridiin tai ammoniumheksafluorozirkonaatin kuumentaminen.[2][3][4][5]

ZrCl4 + 4 HF·→ ZrF4 + 4 HCl
(NH4)2ZrF6 → ZrF4 + 2NH3 + 2HF

Zirkonium(IV)fluoridia käytetään fluoridilasien ja erityisesti niin kutsuttujen raskasmetallifluoridilasien valmistamiseen, joita voidaan käyttää esimerkiksi optisissa kuiduissa. Lisäksi yhdistettä on tutkittu käytettäväksi sulasuolareaktoreissa. Orgaanisen kemian synteeseissä zirkonium(IV)fluoridia käytetään katalyyttinä Friedel–Crafts-reaktioissa, alkeenien polymeroinnissa ja pyridiinin valmistuksessa sekä fluoraavana reagenssina.[2][3][4][5]

Lähteet

  1. ↑ a b c William M. Haynes, David R. Lide, Thomas J. Bruno: CRC Handbook of Chemistry and Physics, s. 4–101. 39th Edition. CRC Press, 2012. ISBN 978-1439880494. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 3.3.2021). (englanniksi)
  2. ↑ a b c Ralph H. Nielsen, James H. Schlewitz & Henry Nielsen : Zirconium and Zirconium Compounds, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, New York, 2013.
  3. ↑ a b c Dayal T. Meshri: Fluorine Compounds, Inorganic, Zirconium, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, New York, 2000.
  4. ↑ a b c Ralph H. Nielsen & Gerhard Wilfing: Zirconium and Zirconium Compounds, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, John Wiley & Sons, New York, 2010.
  5. ↑ a b c Thomas Scott, Mary Eagleson: Concise encyclopedia chemistry, s. 1200. Walter de Gruyter, 1994. ISBN 978-3110114515. (englanniksi)
  6. ↑ Paul L. Brown, Enzo Curti, Bernd Grambow: Chemical Thermodynamics of Zirconium, s. 144. Elsevier, 2005. ISBN 978-0-444-51803-3. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 3.3.2021). (englanniksi)