- Struktūra
- Savybės
- Sintezė ir paruošimas
- Programos
- Optika
- Katalizė arba reakcijų pagreitis
- Kiti naudojimo būdai
- Nuorodos
Magnio fluorido yra neorganinis druska, turinti į Cheminė formulė bespalvis MgF₂. Gamtoje jis randamas kaip mineralinis selitas. Jis turi labai aukštą lydymosi temperatūrą ir labai blogai tirpsta vandenyje. Jis yra santykinai inertiškas, nes, pavyzdžiui, jo reakcija su sieros rūgštimi yra lėta ir neišsami, ir ji yra atspari hidrolizei su vandenilio fluoro rūgštimi (HF) iki 750ºC.
Tai junginys, mažai paveiktas didelės energijos spinduliuotės. Be to, jis turi mažą lūžio rodiklį, aukštą atsparumą korozijai, gerą šiluminį stabilumą, didelį kietumą ir puikias matomos, ultravioletinės (ultravioletinės) ir IR (infraraudonosios) šviesos pralaidumo savybes.
Dėl šių savybių jis turi puikų našumą optiniame lauke ir, be to, daro jį naudinga medžiaga kaip katalizatoriaus atrama, dangos elementas, antirefleksiniai lęšiai ir langai infraraudonųjų spindulių perdavimui, be kitų programų.
Struktūra
Chemiškai paruošto magnio fluorido kristalinė struktūra yra tokios pačios rūšies kaip ir natūralaus mineralinio sellaito. Jis kristalizuojasi į tetragoninės sistemos dipiramidinę klasę.
Magnio jonai (Mg2 +) yra išdėstyti centre esančioje tetragoninėje gardelės erdvėje, o fluoro jonai (F-) yra toje pačioje plokštumoje kaip ir yra susieti su jų Mg2 + kaimynais, sugrupuoti poromis vienas su kitu. Atstumas tarp Mg2 + ir F-jonų yra 2,07 Å (angstromai) (2,07 × 10-10m).
Jo kristalų koordinacija yra 6: 3. Tai reiškia, kad kiekvienas Mg2 + jonas yra apsuptas 6 F-jonų, o kiekvienas F-jonas, savo ruožtu, yra apsuptas 3 Mg2 + 5 jonų.
Struktūra yra labai panaši į mineralinio rutilo, kuris yra natūrali titano dioksido (TiO2) forma, struktūrą, su kuria jis turi keletą bendrų kristalografinių savybių.
Gamybos metu magnio fluoridas neišsiskiria kaip amorfinė kieta medžiaga, nes Mg2 + ir F-jonai tirpale nėra linkę sudaryti polimerinių kompleksų.
Savybės
Įdomu pastebėti, kad magnio fluoras yra dvipusė medžiaga. Tai yra optinė savybė, leidžianti patekusį šviesos spindulį padalyti į du atskirus spindulius, sklindančius skirtingu greičiu ir bangos ilgiu.
Kai kurios jo savybės pateiktos 1 lentelėje.
1 lentelė. Fizinės ir cheminės magnio fluoro savybės.
Sintezė ir paruošimas
Jis gali būti paruoštas įvairiais būdais, įskaitant šiuos:
1 - per magnio oksido (MgO) arba magnio karbonato (MgCO3) reakciją su vandenilio fluorito rūgštimi (HF) 2:
MgO + 2 HF MgF2 + H2O
MgCO3 + 2 HF MgF2 + CO2 + H2O
2-Reaguodama kieto pavidalo magnio karbonato ir amonio bifluorido (NH4HF2), esant 150–400 ° C temperatūrai:
150–400ºC
MgCO3 + NH4HF2 MgF2 + NH3 + CO2 + H2O
3-Vandeninio magnio karbonato ir amonio fluorido (NH4F) tirpalo kaitinimas esant amonio hidroksidui (NH4OH) esant 60 ° C 2:
60 ° C, NH4OH
MgCO3 + 3 NH4F NH4MgF3 + (NH4) 2CO3
Gautos magnio amonio fluorido (NH4MgF3) nuosėdos po to 4 valandas kaitinamos 620 ° C temperatūroje, kad gautų magnio fluoridą:
620ºC
NH4MgF3 MgF2 + NH3 + HF
4-Kaip šalutinis produktas, gaunantis berilio (Be) ir urano (U). Tiglyje, padengtame MgF2 2, norimo elemento fluoridas kaitinamas metaliniu magniu:
BeF2 + Mg Be + MgF2
5-reaguojantis magnio chloridas (MgCl2) su amonio fluoridu (NH4F) vandeniniame tirpale kambario temperatūroje 3:
25ºC, H2O
MgCl2 + 2 NH4F MgF2 + 2NH4Cl
Kadangi MgF2 paruošimo metodai yra brangūs, bandoma jį gauti ekonomiškiau, tarp kurių išsiskiria jo pagaminimo iš jūros vandens būdas.
Tai apibūdinama tuo, kad į jūros vandenį pridedama pakankamai fluoro jonų (F-), kuriuose yra gausi magnio jonų (Mg2 +) koncentracija, taigi palanki MgF2 krituliams.
Magnio fluoro optiniai kristalai gaunami karštu būdu presuojant aukštos kokybės MgF2 miltelius, gaunamus, pavyzdžiui, NH4HF2 metodu.
Yra daug būdų, kaip paruošti magnio fluorido medžiagas, tokius kaip vienaląsčių kristalų augimas, sukepinimas (sutankinimas iki formavimo ar formavimo) be slėgio, karštas presavimas ir sukepinimas mikrobangų krosnelėje.
Programos
Optika
MgF2 kristalai yra tinkami naudoti optiniais tikslais, nes jie yra skaidrūs nuo UV srities iki vidurinės IR srities 2.10.
Kaip inertiška plėvelė, ji naudojama optinių ir elektroninių medžiagų šviesos pralaidumo savybėms pakeisti. Viena pagrindinių taikymo sričių yra VUV optika, skirta kosmoso tyrinėjimo technologijoms.
Dėl savitojo lūžimo savybių ši medžiaga yra naudinga poliarizacijos optikoje, eksimerinio lazerio (ultravioletinio lazerio, naudojamo akių chirurgijoje, tipo) languose ir prizmose.
Reikėtų pažymėti, kad magnio fluoridas, naudojamas gaminant optines plonasluoksnes medžiagas, neturi turėti priemaišų ar junginių, kurie yra oksido šaltiniai, pavyzdžiui, vandens (H2O), hidroksido jonų (OH-), karbonato jonų (CO3 = ), sulfato jonai (SO4 =) ir panašiai 12.
Katalizė arba reakcijų pagreitis
MgF2 buvo sėkmingai naudojamas kaip katalizatorius, padedantis reaguoti į chloro pašalinimą ir vandenilio pridėjimą CFC (chlorfluorangliavandeniliuose), žinomuose aerozolių šaltnešiuose ir svaidomosiose medžiagose, atsakingas už atmosferos ozono sluoksnio pažeidimus.
Gauti junginiai, HFC (hidrofluorangliavandeniliai) ir HCFC (hidrochlorfluorangliavandeniliai), neturi tokio kenksmingo poveikio atmosferai 5.
Jis taip pat pasirodė esąs naudingas kaip katalizatorius, skirtas organinių junginių hidrodesulfuracijai (sieros pašalinimui).
Kiti naudojimo būdai
Medžiagos, susidarančios dėl grafito, fluoro ir MgF2 sujungimo, turi aukštą elektrinį laidumą, todėl jos buvo siūlomos naudoti katoduose ir kaip elektrą laidžios medžiagos.
NaF ir MgF2 suformuota eutektika pasižymi energijos kaupimo savybėmis latentinės šilumos pavidalu, todėl buvo svarstoma galimybė ją naudoti saulės energijos sistemose.
Biochemijos srityje magnio fluoridas kartu su kitais metalo fluorais yra naudojamas fosforilo pernešimo reakcijų fermentams slopinti.
Neseniai MgF2 nanodalelės buvo sėkmingai išbandytos kaip vaistų pristatymo vektoriai sergančiose ląstelėse vėžiui gydyti.
Nuorodos
- Buckley, HE ir Vernon, WS (1925) XCIV. Magnio fluorido kristalinė struktūra. Filosofinių žurnalų serija 6, 49: 293, 945–951.
- Kirkas-Othmeras (1994). Cheminės technologijos enciklopedija, 11 tomas, penktas leidimas, Johnas Wiley & Sons. ISBN 0-471-52680-0 (v.11).
- Pengas, Minhongas; Cao, Weiping; ir Song, Jinhong. (2015). MgF2 permatomos keramikos paruošimas karšto presavimo sukepinimo būdu. Wuhano technologijos universiteto žurnalas „Mokslo leidinys“, 30 tomas, Nr. 4.
- Непоклонов, И.С. (2011). Magnio fluoras. Šaltinis: Savas darbas.
- Wojciechowska, Maria; Zielinski, Michalas; ir Pietrowski, Mariusz. (2003). MgF2 kaip netradicinio katalizatoriaus atrama. Žurnalas Fluoro chemija, 120 (2003) 1–11.
- „Korth Kristalle GmbH“. (2019 m.). Magnio fluoras (MgF2). Gauta 2019-07-12 adresu: korth.de
- Sevonkajevas, Igoris ir Matijevičius, Egonas. (2009). Skirtingų morfologijų magnio fluoro dalelių susidarymas. „Langmuir 2009“, 25 (18), 10534-10539.
- Непоклонов, И.С. (2013). Magnio fluoras. Šaltinis: Savas darbas.
- Tao Qin, Peng Zhang ir Weiwei Qin. (2017). Naujas metodas pigių magnio fluoro sferų sintetinimui iš jūros vandens. „Ceramics International 43“ (2017) 14481–1483.
- Ullmanno pramoninės chemijos enciklopedija (1996 m.), Penktasis leidimas. A11 tomas. „VCH Verlagsgesellschaft mbH“. Niujorkas. ISBN 0-89573-161-4.
- NASA (2013). Inžinieriai, tikrinantys Hablo kosminio teleskopo pirminį veidrodį 8109563. Šaltinis: mix.msfc.nasa.gov