Magnesiumfluoridestructuur, eigenschappen, synthese, gebruik

Hij Magnesiumfluoride Het is een kleurloos anorganisch zout waarvan de chemische formule MGF ₂ is. Het wordt in de natuur gevonden als het mineraal van Sealíta. Het heeft een zeer hoog fusiepunt en is heel weinig oplosbaar in water. Het is relatief inert, omdat bijvoorbeeld de reactie op zwavelzuur langzaam en onvolledig is en hydrolyse is met fluorhorinezuur (HF) tot 750 ° C.

Het is een samengestelde weinig beïnvloed door hoge energiestraling. Bovendien heeft het een lage brekingsindex, hoge corrosieweerstand, goede thermische stabiliteit, significante hardheid en uitstekende zichtbare lichttransmissie -eigenschappen, UV (ultraviolet) en IR (infrarood).

Deze eigenschappen hebben uitstekende prestaties in het optische veld en maken het bovendien een nuttig materiaal zoals katalysatorondersteuning, coatingelement, anti -reflexlenzen en ramen voor infraroodoverdracht, naast andere toepassingen.

[TOC]

Structuur

De kristallijne structuur van magnesiumfluoride dat chemisch wordt bereid, is hetzelfde type als dat van het natuurlijke mineraal van Sellaíta. Kristalliseert in de dipiramidale klasse van het tetragonale systeem.

Magnesiumionen (mg2+) bevinden zich in een tetragonaal gecentreerd ruimtegericht, terwijl fluoride-ionen (f-) worden gevonden in hetzelfde vlak van hun buren mg2+ en geassocieerd met deze, gegroepeerd in paren met elk. De afstand tussen de Mg2+ en F-ionen is 2,07 Å (angstroms) (2,07 × 10-10 m).

De kristallijne coördinatie is 6: 3. Dit betekent dat elk mg2+ ion is omgeven door 6 ionen F- en elke ion F- op zijn beurt is omgeven door 3 mg2+ 5 ionen.

De structuur is erg vergelijkbaar met die van het Rutilo -mineraal, de natuurlijke vorm van titaniumdioxide (TiO2), waarmee het verschillende kristografische eigenschappen heeft.

Tijdens het verkrijgen is magnesiumfluoride niet neergeslagen in de vorm van amorfe vaste stof, omdat mg2+ en f-ionen niet de neiging hebben om polymere complexen in oplossing te vormen.

Eigenschappen

Het is interessant om te benadrukken dat magnesiumfluoride een birrefringent materiaal is. Dit is een optische eigenschap waarmee u een straal invallende licht kunt ontvouwen in twee afzonderlijke stralen die zich verspreiden op verschillende golflengten en golflengten.

Kan u van dienst zijn: Hydroxyl Group

Tabel 1 toont enkele van zijn eigenschappen.

tafel 1. Fysische en chemische eigenschappen van magnesiumfluoride.

Synthese en voorbereiding

Het kan op verschillende manieren worden voorbereid, waaronder het volgende kan worden vermeld:

1-omdat de reactie tussen magnesiumoxide (MGO) of magnesiumcarbonaat (MGCO3) met fluoridezuur (HF) 2:

MGO + 2 HF MGF2 + H2O

MGCO3 + 2 HF MGF2 + CO2 + H2O

2-voor reactie tussen magnesiumcarbonaat en ammonium bifluoruro (NH4HF2), beide in vaste toestand, bij een temperatuur tussen 150 en 400ºC2:

150-400ºC

MGCO3 + NH4HF2 MGF2 + NH3 + CO2 + H2O

3-calento Een waterige oplossing van magnesiumcarbonaat en ammoniumfluoride (NH4F) in aanwezigheid van ammoniumhydroxide (NH4OH) bij 60 ° C 2:

60ºC, NH4OH

MGCO3 + 3 NH4F NH4MGF3 + (NH4) 2CO3

Het neerslag van ammonium- en magnesiumfluoride (NH4MGF3) wordt vervolgens 4 uur verwarmd tot 620 ° C om magnesiumfluoride te verkrijgen:

620ºC

NH4MGF3 MGF2 + NH3 + HF

4-As het bijproduct van het verkrijgen van beryllium (BE) en Uranium (U). Het fluoride van het gewenste element met metalen magnesium wordt verwarmd in een met MGF22 2 bedekte smeltkroes:

Bef2 + mg be + mgf2

5-hacing react magnesiumchloride (mgcl2) met ammoniumfluoride (NH4F) in waterige oplossing bij kamertemperatuur 3:

25ºC, H2O

MGCL2 + 2 NH4F MGF2 + 2NH4CL

Aangezien MGF2 -voorbereidingsmethoden duur zijn, zijn er pogingen om het economischer te verkrijgen, waaronder de methode om het uit zeewater te produceren.

Kan u van dienst zijn: calciumhydride (CAH2): eigenschappen, reactiviteit en gebruik

Dit wordt gekenmerkt door voldoende fluoride-ionen (F-) toe te voegen aan zeewater, dat een overvloedige concentratie magnesiumionen (mg2+) heeft, waardoor de neerslag van MGF2 wordt begunstigd.

Optische magnesiumfluoridekristallen worden verkregen door hete druk van hoge kwaliteit MGF2, bijvoorbeeld verkregen door de NH4HF2 -methode.

Er zijn veel technieken om magnesiumfluoridematerialen te bereiden, zoals groei van enkele glas, sinteren (verdichting tot schimmel of vorm) zonder druk, heet en sinteren geperst met magnetron.

Toepassingen

Optiek

MGF2 -kristallen zijn geschikt voor optische toepassingen omdat ze transparant zijn van het UV -gebied naar het gemiddelde 2,10 -gebied van IR.

Als een inerte film wordt gebruikt om de lichttransmissie -eigenschappen van optische en elektronische materialen te wijzigen. Een van de belangrijkste toepassingen is in de VUV -optica voor ruimte -exploratietechnologie.

Vanwege de eigenschap Birrefringency is dit materiaal nuttig in de polarisatie -optiek, in de ecimer laservensters en prisma's (ultraviolet lasertype gebruikt bij oculaire chirurgie).

Opgemerkt moet worden dat het magnesiumfluoride dat wordt gebruikt bij de productie van optische materialen van dunne film vrij moet zijn van onzuiverheden of verbindingen die oxide-bron zijn, zoals water (H2O), hydroxide-ionen (OH-), carbonaationen (CO3 = ), Sulfaationen (SO4 =) en vergelijkbare 12.

Katalyse of versnelling van reacties

De MGF2 is met succes gebruikt als een katalysatorondersteuning voor de reactie van chloor -eliminatie en de toevoeging van waterstof in de CFC (chlorofluorocoolwaterstoffen), goed bekende koelmiddelen en aerosol drijfgassen en verantwoordelijk voor de schade aan de atmosfeer ozonlaag.

De resulterende verbindingen, HFC (hydrofluorocarbones) en HCFC (hydrochlorofluorocarbones), presenteren dit schadelijke effect niet op de atmosfeer 5.

Het is ook nuttig geweest als ondersteuning voor katalysatoren voor hydrodesulfratie (zwavel -eliminatie) van organische verbindingen.

Kan u van dienst zijn: chemisch evenwicht: uitleg, factoren, typen, voorbeelden

Andere gebruiken

De materialen gegenereerd door grafiet, fluor en mgf2 interleave.

De eutctic gevormd door NAF en MGF2 presenteert energieopslageigenschappen in latente warmte, dus het is overwogen voor gebruik in zonne -energiesystemen.

Op het gebied van biochemie wordt magnesiumfluoride, samen met andere metaalfluoriden, gebruikt om fosforyloverdrachtsreacties in enzymen te remmen.

Onlangs zijn MGF2 -nanodeeltjes met succes getest als drugsplaatsingsvectoren in zieke cellen voor kankerbehandeling.

Referenties

1. Buckley, h.EN. en Vernon, W.S. (1925) XCIV. De kristalstructuur van magnesiumfluoride. Philosophical Magazine Series 6, 49: 293, 945-951.
2. Kirk-othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology, Volume 11, Fifth Edition, John Wiley & Sons. ISBN 0-471-52680-0 (V.elf).
3. Peng, Minhong; Cao, Weiping; en lied, Jinhong. (2015). Bereiding van MGF2 doorzichtig keramiek door hete dringende sintering. Journal of Wuhan University of Technology-Mater: Sci. ED. Vol. 30 nee. 4.
4. Непоконов, и.С. (2011). Fluoride magnesium. Bron: eigen werk.
5. Wojciechowska, Maria; Zielinski, Michal; en Piettowski, Mariusz. (2003). MGF2 als een niet-confventionele katalysatorondersteuning. Journal of Fluorine Chemistry, 120 (2003) 1-11.
6. Korth Kristalle GmbH. (2019). Fluoride magnesium (MGF2). Geraadpleegd op 07/12/2019 in: Korth.van
7. Sevonkaev, Igor en Matijevic, Egon. (2009). Vorming van magnesiumfluoride -deeltjes van verschillende morfologieën. Langmuu 2009, 25 (18), 10534-10539.
8. Непоконов, и.С. (2013). Fluoride magnesium. Bron: eigen werk.
9. Tao Qin, Peng Zhang en Weiwei Qin. (2017). Een nieuwe methode om goedkope magnesiumfluoridenbollen te synthetiseren van zeewater. Ceramics International 43 (2017) 14481-14483.
10. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (1996) Fifth Edition. Deel A11. VCH VerlagSgellschaft MBH. New York. ISBN 0-89573-161-4.
11. NASA (2013). Ingenieurs die de primaire spiegel van de Hubble Space Telescope inspecteren 8109563. Bron: mix.MSFC.pot.Gov