El fluoruro de calcio es el compuesto inorgánico de los elementos calcio y flúor con la fórmula CaF 2 . Es un sólido insoluble de color blanco. Se presenta como el mineral fluorita (también llamado espato flúor), que a menudo tiene un color intenso debido a las impurezas.
Identificadores | |||
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Modelo 3D ( JSmol ) | |||
CHEBI | |||
ChemSpider | |||
Tarjeta de información ECHA | 100.029.262 | ||
Número CE |
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PubChem CID | |||
Número RTECS |
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UNII | |||
Tablero CompTox ( EPA ) | |||
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Propiedades | |||
Ca F 2 | |||
Masa molar | 78,075 g · mol −1 | ||
Apariencia | Sólido cristalino blanco (los cristales individuales son transparentes) | ||
Densidad | 3,18 g / cm 3 | ||
Punto de fusion | 1.418 ° C (2.584 ° F; 1.691 K) | ||
Punto de ebullición | 2.533 ° C (4.591 ° F; 2.806 K) | ||
0.015 g / L (18 ° C) 0.016 g / L (20 ° C) | |||
Producto de solubilidad ( K sp ) | 3,9 × 10 −11 [1] | ||
Solubilidad | insoluble en acetona ligeramente soluble en ácido | ||
-28,0 · 10 −6 cm 3 / mol | |||
Índice de refracción ( n D ) | 1.4338 | ||
Estructura | |||
sistema de cristal cúbico , cF12 [2] | |||
Fm 3 m, # 225 | |||
Ca, 8, F cúbico , 4, tetraédrico | |||
Peligros | |||
Principales peligros | Reacciona con ácido sulfúrico concentrado para producir ácido fluorhídrico. | ||
Ficha de datos de seguridad | ICSC 1323 | ||
NFPA 704 (diamante de fuego) | 0 0 0 | ||
punto de inflamabilidad | No es inflamable | ||
Dosis o concentración letal (LD, LC): | |||
LD Lo ( más bajo publicado ) | > 5000 mg / kg (oral, conejillo de indias) 4250 mg / kg (oral, rata) [3] | ||
Compuestos relacionados | |||
Otros aniones | Cloruro de calcio Bromuro de calcio Yoduro de calcio | ||
Otros cationes | Fluoruro de berilio Fluoruro de magnesio Fluoruro de estroncio Fluoruro de bario | ||
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 | |||
Estructura química
El compuesto cristaliza en un motivo cúbico llamado estructura de fluorita.
Los centros Ca 2+ tienen ocho coordenadas y están centrados en un cubo de ocho F - centros. Cada F - centro está coordinado a cuatro Ca 2+ centros en la forma de un tetraedro. [5] Aunque las muestras cristalinas perfectamente envasados son incoloros, el mineral es a menudo profundamente coloreado debido a la presencia de centros F . La misma estructura cristalina se encuentra en numerosos compuestos iónicos con fórmula AB 2 , como CeO 2 , ZrO 2 cúbico , UO 2 , ThO 2 y PuO 2 . En el correspondiente anti-estructura , denominada la estructura antifluorita, aniones y cationes se intercambian, como Sea 2 C .
Fase gaseosa
La fase gaseosa es digna de mención por fallar las predicciones de la teoría VSEPR ; el CaF
2la molécula no es lineal como el MgF
2, pero doblado con un ángulo de unión de aproximadamente 145 °; los dihaluros de estroncio y bario también tienen una geometría curvada. [6] Se ha propuesto que esto se debe a que los ligandos de fluoruro interactúan con el núcleo del electrón [7] [8] o la subcapa d [9] del átomo de calcio.
Preparación
El mineral fluorita es abundante, generalizado y, principalmente, de interés como precursor del HF . Por tanto, existe poca motivación para la producción industrial de CaF 2 . El CaF 2 de alta pureza se produce mediante el tratamiento de carbonato de calcio con ácido fluorhídrico : [10]
- CaCO 3 + 2 HF → CaF 2 + CO 2 + H 2 O
Aplicaciones
El CaF 2 de origen natural es la principal fuente de fluoruro de hidrógeno , un producto químico básico que se utiliza para producir una amplia gama de materiales. El fluoruro de calcio en estado de fluorita tiene una importancia comercial significativa como fuente de fluoruro. [11] El fluoruro de hidrógeno se libera del mineral por la acción del ácido sulfúrico concentrado : [12]
- CaF 2 + H 2 SO 4 → CaSO 4 (sólido) + 2 HF
Usos de nicho
El fluoruro de calcio se usa para fabricar componentes ópticos como ventanas y lentes, que se usa en sistemas de imágenes térmicas, espectroscopía, telescopios y láseres excimer . Es transparente en un amplio rango de frecuencias ultravioleta (UV) a infrarrojas (IR). Su bajo índice de refracción reduce la necesidad de revestimientos antirreflejos . Su insolubilidad en agua también es conveniente. El fluoruro de calcio dopado, como la fluorita natural, exhibe termoluminiscencia y se usa en dosímetros termoluminiscentes . Se forma cuando el flúor se combina con el calcio.
Seguridad
El CaF 2 está clasificado como "no peligroso", aunque su reacción con ácido sulfúrico produce ácido fluorhídrico muy tóxico . Con respecto a la inhalación, la concentración recomendada por NIOSH de polvos que contienen flúor es de 2.5 mg / m 3 en el aire. [10]
Ver también
- Lista de tipos de láser
- Fotolitografía
- Fluorosis ósea
Referencias
- ^ Pradyot Patnaik. Manual de productos químicos inorgánicos . McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8
- ^ Investigaciones de difracción de rayos X de CaF 2 a alta presión, L. Gerward, JS Olsen, S. Steenstrup, M. Malinowski, S. Åsbrink y A. Waskowska, Journal of Applied Crystallography (1992), 25, 578-581 doi : 10.1107 / S0021889892004096
- ^ "Fluoruros (como F)" . Concentraciones inmediatamente peligrosas para la vida o la salud (IDLH) . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
- ^ Burr, PA; Cooper, MWD (15 de septiembre de 2017). "Importancia de los efectos elásticos de tamaño finito: defectos neutros en compuestos iónicos". Physical Review B . 96 (9): 094107. arXiv : 1709.02037 . Código bibliográfico : 2017PhRvB..96i4107B . doi : 10.1103 / PhysRevB.96.094107 . S2CID 119056949 .
- ^ GL Miessler y DA Tarr "Química inorgánica" 3.ª edición, editor de Pearson / Prentice Hall, ISBN 0-13-035471-6 .
- ^ Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ Gillespie, RJ; Robinson, EA (2005). "Modelos de geometría molecular". Chem. Soc. Rev. 34 (5): 396–407. doi : 10.1039 / b405359c . PMID 15852152 .
- ^ Por cierto yo.; Gillespie, RJ; Tang, TH; Bader, RF (1995). "Core distorsiones y geometrías de los difluoruros y dihidruros de Ca, Sr y Ba". Inorg. Chem. 34 (9): 2407–2414. doi : 10.1021 / ic00113a023 .
- ^ Seijo, Luis; Barandiarán, Zoila; Huzinaga, Sigeru (1991). "Estudio de potencial modelo ab initio de la geometría de equilibrio de dihaluros alcalinotérreos: MX 2 (M = Mg, Ca, Sr, Ba; X = F, Cl, Br, I)" (PDF) . J. Chem. Phys. 94 (5): 3762. Código bibliográfico : 1991JChPh..94.3762S . doi : 10.1063 / 1.459748 . hdl : 10486/7315 .
- ^ a b Aigueperse, Jean; Mollard, Paul; Devilliers, Didier; Chemla, Marius; Faron, Robert; Romano, René; Cuer, Jean Pierre (2000). "Compuestos de flúor, inorgánicos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a11_307 .
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- ^ Holleman, AF; Wiberg, E. "Química inorgánica" Prensa académica: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5 .
enlaces externos
- Datos de termoquímica del libro web del NIST
- Charles Townes sobre la historia de los láseres
- Inventario Nacional de Contaminantes - Hoja de datos de fluoruros y compuestos
- Datos de materiales de Crystran
- MSDS (Universidad de Oxford)