Lanthanfluorid - LinkFang.de





Lanthanfluorid


Kristallstruktur
Keine Zeichnung vorhanden
__ La3+     __ F
Kristallsystem

trigonal

Raumgruppe

P3c1 (Nr. 165)

Gitterkonstanten

a = 719 pm
c = 735 pm

Koordinationszahlen

La[9], F[3]

Allgemeines
Name Lanthanfluorid
Andere Namen
  • Lanthan(III)-fluorid
  • Lanthantrifluorid
Verhältnisformel LaF3
CAS-Nummer 13709-38-1
PubChem 83675
Kurzbeschreibung

weißer, geruchloser Feststoff[1]

Eigenschaften
Molare Masse 195,90 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

5,9 g·cm−3[2]

Schmelzpunkt

1493 °C[2]

Siedepunkt

2327 °C[2]

Löslichkeit

nahezu unlöslich in Wasser, löslich in starken Mineralsäuren[2]

Brechungsindex

1,59[3]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [4]
keine GHS-Piktogramme
H- und P-Sätze H: keine H-Sätze
P: keine P-Sätze
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [5][1]
Gesundheits-
schädlich
(Xn)
R- und S-Sätze R: 20/21/22​‐​36/37/38
S: 9​‐​26​‐​36/37
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C
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Lanthanfluorid ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Fluoride.

Vorkommen

Lanthanfluorid kommt natürlich als Mineral Fluocerit-(La) vor, in dem neben Lanthan auch Cer enthalten ist. Nach dem amerikanischen Naturforscher S.T. Tyson wird das cerreiche Lanthanfluoridmineral auch Tysonit genannt.[6] [7]

Gewinnung und Darstellung

Lanthanfluorid kann durch Reaktion von Fluorwasserstoff mit Lanthannitrat oder Lanthanchlorid gewonnen werden.

[math]\mathrm{ La(NO_3)_3 + 3 \ HF \longrightarrow LaF_3 + 3 \ HNO_3}[/math]

Auch die Reaktion von Lanthanoxid mit Ammoniumhydrogendifluorid ist möglich.[8]

[math]\mathrm{ La_2O_3 + 6 \ NH_4HF_2 \ \xrightarrow{300 - 400^{\circ}C} \ 2 \ LaF_3 + 6 \ NH_4F + 3 \ H_2O}[/math]

Eigenschaften

Lanthanfluorid kristallisiert trigonal in der Raumgruppe P3c1 (Raumgruppen-Nr. 165) mit den Gitterparametern a = 719 pm und c = 735 pm sowie sechs Formeleinheiten pro Elementarzelle.[9] Hierbei ist jedes Lanthanatom in der Kristallstruktur von neun Fluorid-Ionen in Form eines verzerrten, dreifach-überkappten trigonalen Prismas umgeben, während die Fluoratome jeweils trigonal-planar von drei Lanthanatomen koordiniert werden.[10]

Lanthanfluorid hat bei erhöhten Temperaturen eine Ionenleitfähigkeit, die auf der Beweglichkeit von Fluoridionen beruht, die sich in den Flouridleerstellen von Schottky-Defekten bewegen.[11] Dotiert man das Lanthanfluorid mit dem Fluorid eines zweiwertigen Metalls, z.B. Ca2+, Ba2+ oder Eu2+, so kann die Ionenleitfähigkeit schon bei Raumtemperatur beträchtliche Werte erreichen. Dotierte Lanthanfluorid-Einkristalle können daher auch bei Raumtemperatur als Festelektrolyte verwendet werden. Beispielsweise werden sie in Fluoridelektroden genutzt.

Lanthanfluorid ist unlöslich in Wasser, Salzsäure und Salpetersäure; in konzentrierter Schwefelsäure löst es sich unter Bildung von Fluorwasserstoff HF.[7]

Verwendung

Lanthanfluorid wird zur Herstellung des reinen Metalls Lanthan verwendet. Hierfür wird das in Lanthanmineralien vorkommende Lanthanoxid mittels Fluorwasserstoff in Lanthanfluorid überführt, welches dann metallothermisch mittels Calcium oder Magnesium zum Metall reduziert wird. Lanthanfluorid wird auch als optisches Material, z.B. für Faseroptiken oder für Fluoreszenzlampen verwendet.[12] Dotiert mit Europium dient LaF3 als fluoriddurchlässige Membran (Festelektrolyt) in Fluoridelektroden zum Nachweis von Fluorid-Ionen.

Weblinks

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 Datenblatt Lanthanfluorid bei AlfaAesar, abgerufen am 2. April 2010 (JavaScript erforderlich).
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 Lanthanum Fluoride bei American Elements
  3. Lanthanfluorid bei Nivotechnology
  4. Datenblatt Lanthanum(III) fluoride bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 7. April 2011 (PDF ).
  5. Für Stoffe ist seit dem 1. Dezember 2012, für Gemische seit dem 1. Juni 2015 nur noch die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung gültig. Die EU-Gefahrstoffkennzeichnung ist daher nur noch auf Gebinden zulässig, welche vor diesen Daten in Verkehr gebracht wurden.
  6. Oscar D. Allen, W. J. Comstock: Bastnaesite and tysonite from Colorado. In: American Journal of Science. Band 19, Nr. 113, Mai 1880, S. 390–393, doi:10.2475/ajs.s3-19.113.390 .
  7. 7,0 7,1 Streng: Neues Jahrbuch für Mineralogie, Geologie and Paläontologie. II. Band. Schweizerbart'sche Verlagshandlung (E. Koch), Stuttgart 1881, S. 174 (online auf den Seiten von The Internet Archive ).
  8. scribd.com: http://www.scribd.com/doc/17105402/9439811 (Memento vom 27. Oktober 2010 im Internet Archive)
  9. A. Zalkin, D. H. Templeton: Refinement of the trigonal crystal structure of lanthanum trifluoride with neutron diffraction data. In: Acta Crystallographica, B 41, 1989, S. 91–93; doi:10.1107/S0108768185001689 .
  10. David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 87. Auflage. (Internet-Version: 2006–2007), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Fluid Properties, S. 6-113 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  11. William L. Fielder: Ionic Conductivity of Lanthanum Fluoride. Hrsg.: National Aeronautics and Space Administration NASA. 1969 (Online auf den Seiten des NASA Technical Reports Server [PDF]).
  12. azom.com: Lanthanum Fluoride

Kategorien: Lanthanverbindung | Fluorid | Gesundheitsschädlicher Stoff

Quelle: Wikipedia - http://de.wikipedia.org/wiki/Lanthanfluorid (Vollständige Liste der Autoren des Textes [Versionsgeschichte])    Lizenz: CC-by-sa-3.0

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