El fluoruro de aluminio se refiere a compuestos inorgánicos con la fórmula AlF 3 · x H 2 O. Todos son sólidos incoloros. El AlF 3 anhidro se utiliza en la producción de aluminio metálico. Varios se presentan como minerales.
AlF 3 anhidro | |
Nombres | |
---|---|
Otros nombres Fluoruro de aluminio (III) Trifluoruro de aluminio | |
Identificadores | |
| |
Modelo 3D ( JSmol ) |
|
CHEBI | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.029.137 |
PubChem CID | |
Número RTECS |
|
UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
| |
| |
Propiedades | |
AlF 3 | |
Masa molar | 83,977 g / mol (anhidro) 101,992 g / mol (monohidrato) 138,023 (trihidrato) [1] |
Apariencia | sólido blanco cristalino inodoro |
Densidad | 3,10 g / cm 3 (anhidro) 2,17 g / cm 3 (monohidrato) 1,914 g / cm 3 (trihidrato) [1] |
Punto de fusion | 1.290 ° C (2.350 ° F; 1.560 K) [4] (anhidro) (sublima) |
5,6 g / L (0 ° C) 6,7 g / L (20 ° C) 17,2 g / L (100 ° C) | |
−13,4 × 10 −6 cm 3 / mol [2] | |
Índice de refracción ( n D ) | 1.3767 (rango visible) [3] |
Estructura | |
Romboédrica , HR24 | |
R 3 c, Nº 167 [5] | |
a = 0,49254 nm, c = 1,24477 nm | |
Volumen de celosía ( V ) | 0.261519 |
Unidades de fórmula ( Z ) | 6 |
Termoquímica | |
Capacidad calorífica ( C ) | 75,1 J / mol · K [6] |
Entropía molar estándar ( S | 66,5 J / mol · K [6] |
−1510,4 kJ / mol [6] | |
Energía libre de Gibbs (Δ f G ˚) | −1431,1 kJ / mol [6] |
Peligros [7] [8] [9] | |
Ficha de datos de seguridad | InChem MSDS |
Pictogramas GHS | |
Palabra de señal GHS | Peligro |
Declaraciones de peligro GHS | H301 , H302 , H314 , H315 , H319 , H335 , H361 , H372 |
Consejos de prudencia del SGA | P260 , P261 , P264 , P270 , P271 , P280 , P301 + 310 , P301 + 312 , P301 + 330 + 331 , P302 + 352 , P303 + 361 + 353 , P304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P310 , P312 , P321 , P330 , P332 + 313 , P337 + 313 , P362 , P363 , P403 + 233 , P405 , P501 |
NFPA 704 (diamante de fuego) | 3 0 0 |
NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.): | |
PEL (permitido) | ninguno |
REL (recomendado) | 2 mg / m 3 |
IDLH (peligro inmediato) | DAKOTA DEL NORTE |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Ocurrencia y producción
Aparte de AlF anhidro 3 , se conocen varios hidratos. Con la fórmula AlF 3 · x H 2 O, estos compuestos incluyen monohidrato ( x = 1), dos polimorfos del trihidrato ( x = 3), un hexahidrato ( x = 6) y un nonahidrato ( x = 9). [10]
La mayor parte del fluoruro de aluminio se produce al tratar la alúmina con fluoruro de hidrógeno a 700 ° C: [4] También se puede usar ácido fluorosilícico para producir fluoruro de aluminio. [11]
- H 2 SiF 6 + Al 2 O 3 + 3 H 2 O → 2 AlF 3 + SiO 2 + 4 H 2 O
Alternativamente, se fabrica mediante descomposición térmica de hexafluoroaluminato de amonio . [12] Para preparaciones de laboratorio a pequeña escala, el AlF 3 también se puede preparar tratando hidróxido de aluminio o aluminio metálico con fluoruro de hidrógeno .
El fluoruro de aluminio trihidratado se encuentra en la naturaleza como el raro mineral rosenbergita . La forma anhidra aparece como el mineral óskarssonita reconocido relativamente recientemente (a partir de 2020) . [13] [14] Un mineral relacionado, extremadamente raro, es zharchikhite, Al (OH) 2 F. [15] [16]
Estructura
Según la cristalografía de rayos X , el AlF 3 anhidro adopta el motivo del trióxido de renio , que presenta octaedros de AlF 6 distorsionados . Cada fluoruro está conectado a dos centros de AI. Debido a su estructura polimérica tridimensional, AlF 3 tiene un alto punto de fusión . Los otros trihaluros de aluminio en estado sólido se diferencian, AlCl 3 tiene una estructura de capa y AlBr 3 y AlI 3 , son dímeros moleculares. [17] [ página necesaria ] También tienen puntos de fusión bajos y se evaporan fácilmente para dar dímeros. [18] [ página necesaria ] En la fase gaseosa, el fluoruro de aluminio existe como moléculas trigonales de simetría D 3h . Las longitudes de los enlaces Al-F de esta molécula gaseosa son 163 pm .
Aplicaciones
El fluoruro de aluminio es un aditivo importante para la producción de aluminio por electrólisis. [4] Junto con la criolita , reduce el punto de fusión por debajo de 1000 ° C y aumenta la conductividad de la solución . Es en esta sal fundida donde se disuelve el óxido de aluminio y luego se electroliza para dar Al metal a granel. [12]
Los complejos de fluoruro de aluminio se utilizan para estudiar los aspectos mecanicistas de las reacciones de transferencia de fosforilo en biología, que son de fundamental importancia para las células, ya que los anhídridos de ácido fosfórico como el ATP y el GTP controlan la mayoría de las reacciones involucradas en el metabolismo, el crecimiento y la diferenciación. [19] La observación de que el fluoruro de aluminio puede unirse y activar las proteínas G heterotriméricas ha demostrado ser útil para el estudio de la activación de la proteína G in vivo, para elucidar las estructuras tridimensionales de varias GTPasas y para comprender el mecanismo bioquímico de Hidrólisis de GTP , incluido el papel de las proteínas activadoras de GTPasa . [20]
Usos de nicho
Junto con el fluoruro de circonio , el fluoruro de aluminio es un ingrediente para la producción de vidrios fluoroaluminados .
También se utiliza para inhibir la fermentación .
Al igual que el fluoruro de magnesio, se utiliza como película fina óptica de bajo índice , especialmente cuando se requiere una gran transparencia UV . Su deposición por deposición física de vapor , particularmente por evaporación , es favorable.
Seguridad
La dosis letal para animales por vía oral ( DL 50 ) informada de fluoruro de aluminio es de 0,1 g / kg. [21] La exposición por inhalación repetida o prolongada puede causar asma y puede tener efectos sobre los huesos y el sistema nervioso, lo que resulta en alteraciones óseas ( fluorosis ) y deterioro del sistema nervioso. [22]
Muchos de los neurotóxicos efectos de fluoruro se deben a la formación de complejos de fluoruro de aluminio, que imitan la estructura química de un fosfato e influyen en la actividad de fosfohidrolasas ATP y fosfolipasa D . Solo se necesitan concentraciones micromolares de aluminio para formar fluoruro de aluminio. [23]
La exposición humana al fluoruro de aluminio puede ocurrir en un entorno industrial, como las emisiones de los procesos de reducción de aluminio, [24] o cuando una persona ingiere tanto una fuente de fluoruro (p. Ej., Fluoruro en el agua potable o residuos de pesticidas a base de fluoruro ) como un fuente; Las fuentes de exposición humana al aluminio incluyen agua potable, té, residuos de alimentos, fórmula infantil, antiácidos o medicamentos que contienen aluminio, desodorantes, cosméticos y cristalería. [23] Los productos químicos de fluoración también pueden contener fluoruro de aluminio. [25] Los datos sobre los posibles efectos neurotóxicos de la exposición crónica a las especies de aluminio existentes en el agua son limitados. [26]
Referencias
- ↑ a b Haynes, William M., ed. (2011). Manual CRC de Química y Física (92ª ed.). Boca Raton, FL: CRC Press . pag. 4.45. ISBN 1439855110.
- ^ Haynes, William M., ed. (2011). Manual CRC de Química y Física (92ª ed.). Boca Raton, FL: CRC Press . pag. 4.131. ISBN 1439855110.
- ^ Lide, David R. (19 de junio de 2003). Manual CRC de Química y Física . Manual de la CRC (84ª ed.). Prensa CRC. ISBN 9780849304842.
- ^ a b c Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . pag. 233. ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ Hoppe, R .; Kissel, D. (1984). "Zur kenntnis von AlF 3 und InF 3 [1]". Revista de química del flúor . 24 (3): 327. doi : 10.1016 / S0022-1139 (00) 81321-4 .
- ^ a b c d Haynes, William M., ed. (2011). Manual CRC de Química y Física (92ª ed.). Boca Raton, FL: CRC Press . pag. 5.5. ISBN 1439855110.
- ^ Pohanish, Richard P. (4 de marzo de 2005). Datos de materiales peligrosos: para primera respuesta, transporte, almacenamiento y seguridad . John Wiley e hijos. ISBN 9780471726104.
- ^ "Fluoruro de aluminio" . PubChem . Instituto Nacional de Salud . Consultado el 12 de octubre de 2017 .
- ^ Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos. "# 0024" . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
- ^ Guangmei Wang; Anja-Verena Mudring (2016). "El hidrato faltante AlF 3 · 6H 2 O [Al (H 2 O) 6 ] F 3 : Síntesis ionotérmica, estructura cristalina y caracterización del fluoruro de aluminio hexahidratado". Ciencias del Estado Sólido . 61 : 61. doi : 10.1016 / j.solidstatesciences.2016.09.007 .
- ^ Dreveton, Alain (1 de enero de 2012). "Fabricación de fluoruro de aluminio de alta densidad y ácido fluorhídrico anhidro a partir de ácido fluosilícico" . Ingeniería de Procesos . SYMPHOS 2011 - 1er Simposio Internacional de Innovación y Tecnología en la Industria del Fosfato. 46 (Suplemento C): 255–265. doi : 10.1016 / j.proeng.2012.09.471 .
- ^ a b Aigueperse, J .; Mollard, P .; Devilliers, D .; Chemla, M .; Faron, R .; Romano, R .; Cuer, JP "Compuestos de flúor, inorgánicos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH.
- ^ https://www.mindat.org/min-43853.html
- ^ https://www.ima-mineralogy.org/Minlist.htm
- ^ https://www.mindat.org/min-4399.html
- ^ https://www.ima-mineralogy.org/Minlist.htm
- ^ Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ Holleman, AF; Wiberg, E. (2001). Química inorgánica . San Diego, CA: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5..
- ^ Wittinghofer, Alfred (1 de noviembre de 1997). "Mecanismos de señalización: fluoruro de aluminio por molécula del año". Biología actual . 7 (11): R682 – R685. doi : 10.1016 / S0960-9822 (06) 00355-1 . PMID 9382787 . S2CID 17666164 .
- ^ Vincent, Sylvie; Brouns, Madeleine; Hart, Matthew J .; Settleman, Jeffrey (3 de marzo de 1998). "Evidencia de distintos mecanismos de estabilización del estado de transición de GTPasas por fluoruro" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 95 (5): 2210-2215. Código bibliográfico : 1998PNAS ... 95.2210V . doi : 10.1073 / pnas.95.5.2210 . ISSN 0027-8424 . PMC 19296 . PMID 9482864 .
- ^ "FLUORURO DE ALUMINIO, CASRN: 7784-18-1" . Base de datos HSDB de la Biblioteca Nacional de Medicina . CDC.gov. 24 de junio de 2005 . Consultado el 12 de octubre de 2017 .
- ^ "Tarjetas internacionales de seguridad química (ICSC) de FLUORURO DE ALUMINIO (ANHIDRO)" . CDC.gov Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) . 22 de julio de 2015 . Consultado el 17 de julio de 2017 .
- ^ a b Fluoruro en el agua potable: una revisión científica de los estándares de la EPA . https://www.nap.edu/read/11571 : The National Academies Press. 2006. págs. 51–52, 219. doi : 10.17226 / 11571 . ISBN 978-0-309-10128-8.Mantenimiento de CS1: ubicación ( enlace )
- ^ PERFIL TOXICOLÓGICO PARA FLUORUROS, FLUORURO DE HIDRÓGENO Y FLÚOR . https://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp11.pdf : DEPARTAMENTO DE SALUD Y SERVICIOS HUMANOS DE EE. UU. Agencia del Servicio de Salud Pública para Sustancias Tóxicas y Registro de Enfermedades. 2003. p. 211.Mantenimiento de CS1: ubicación ( enlace )
- ^ Mullenix, Phyllis J (2014). "Una nueva perspectiva sobre los metales y otros contaminantes en los productos químicos de fluoración" . Revista Internacional de Salud Ocupacional y Ambiental . 20 (2): 157-166. doi : 10.1179 / 2049396714Y.0000000062 . ISSN 1077-3525 . PMC 4090869 . PMID 24999851 .
- ^ Revisión de compuestos de aluminio de la literatura toxicológica Informe final resumido . Preparado para el Instituto Nacional de Ciencias de la Salud Ambiental. NTP.gov Resumen de nominación para contaminantes de aluminio del agua potable (N20025). Octubre de 2001
enlaces externos
- MSDS
- Perfil de ToxNet
- PubChem