Magnesiumfluoridstruktur, egenskaper, syntes, användningar

han Magnesiumfluorid Det är ett färglöst oorganiskt salt vars kemiska formel är mgf₂. Det finns i naturen som Sealíta Mineral. Den har en mycket hög fusionspunkt och är väldigt lite löslig i vatten. Det är relativt inert, eftersom till exempel dess reaktion på svavelsyra är långsam och ofullständig och motstår hydrolys med fluorhorinsyra (HF) till 750 ° C.

Det är en sammansatt som påverkas av hög energistrålning. Dessutom har det ett lågt brytningsindex, hög korrosionsbeständighet, god termisk stabilitet, betydande hårdhet och utmärkta synliga ljusöverföringegenskaper, UV (ultraviolett) och IR (infraröd).

Dessa egenskaper har utmärkt prestanda inom det optiska fältet och dessutom gör de det till ett användbart material som katalysatorstöd, beläggningselement, anti -reflexlinser och fönster för infraröd överföring, bland andra applikationer.

[TOC]

Strukturera

Den kristallina strukturen hos magnesiumfluorid framställt kemiskt är samma typ som för Sellaíta Natural Mineral. Kristalliserar i den tetragonala systemets dipiramidala klass.

Magnesiumjoner (Mg2+) är belägna i en tetragonalcentrerad rymdcentrerad, medan fluoridjoner (F-) finns i samma plan för deras grannar Mg2+ och associerade med dessa, grupperade i par med var och en. Avståndet mellan Mg2+ och f-jonerna är 2,07 Å (AngStroms) (2,07 × 10-10 m).

Dess kristallina koordination är 6: 3. Detta innebär att varje Mg2+ -jon är omgiven av 6 joner F- och varje jon F- i sin tur är omgiven av 3 mg2+ 5 joner.

Strukturen är mycket lik den för Rutilo -mineralet, som är den naturliga formen av titandioxid (TiO2), med vilken den har flera kristna egenskaper gemensamt.

Under dess erhållning fälls inte magnesiumfluorid i form av amorft fast ämne, eftersom Mg2+ och F-jon inte tenderar att bilda polymerkomplex i lösning.

Egenskaper

Det är intressant att betona att magnesiumfluorid är ett birrearkent material. Detta är en optisk egenskap som gör att du kan utveckla en stråle av infallande ljus i två separata strålar som sprids vid olika vågor och våglängder.

Kan tjäna dig: hydroxylgrupp

Tabell 1 visar några av dess egenskaper.

bord 1. Fysiska och kemiska egenskaper hos magnesiumfluorid.

Syntes och förberedelser

Det kan förberedas på flera sätt, bland vilka följande kan nämnas:

1 För att reaktionen mellan magnesiumoxid (MgO) eller magnesiumkarbonat (MGCO3) med fluoridsyra (HF) 2:

Mgo + 2 HF Mgf2 + H2O

MGCO3 + 2 HF MGF2 + CO2 + H2O

2-för-reaktion mellan magnesiumkarbonat och ammoniumbifluoruro (NH4HF2), båda i fast tillstånd, vid en temperatur mellan 150 och 400 ° C2:

150-400ºC

MGCO3 + NH4HF2 MGF2 + NH3 + CO2 + H2O

3-kalento En vattenlösning av magnesiumkarbonat och ammoniumfluorid (NH4F) i närvaro av ammoniumhydroxid (NH4OH) vid 60 ° C 2:

60ºC, NH4OH

MgCO3 + 3 NH4F NH4MGF3 + (NH4) 2CO3

Fällningen av ammonium- och magnesiumfluorid (NH4MGF3) upphettas sedan till 620 ° C under 4 timmar för att erhålla magnesiumfluorid:

620ºC

NH4MGF3 MGF2 + NH3 + HF

4-AS biprodukten av att erhålla beryllium (BE) och Uranium (U). Fluoriden av det önskade elementet med metalliskt magnesium upphettas i en MGF2 2 -täckt smältkruka:

Bef2 + mg vara + mgf2

5-hacing react magnesiumklorid (MGCL2) med ammoniumfluorid (NH4F) i vattenlösning vid rumstemperatur 3:

25ºC, H2O

Mgcl2 + 2 nh4f mgf2 + 2nh4cl

Eftersom MGF2 -beredningsmetoder är dyra finns det försök att få det mer ekonomiskt, bland vilka metoden för att producera den från havsvatten.

Kan tjäna dig: kalciumhydrid (CAH2): egenskaper, reaktivitet och användningar

Detta kännetecknas av tillsats av tillräckligt fluoridjoner (F-) till havsvatten, som har riklig koncentration av magnesiumjoner (Mg2+), vilket gynnar utfällningen av Mgf2.

Optisk magnesiumfluoridkristaller erhålls genom varmtryck från högkvalitativ MGF2, till exempel erhållet med NH4HF2 -metoden.

Det finns många tekniker för att framställa magnesiumfluoridmaterial, såsom enstaka glasstillväxt, sintring (komprimering till form eller form) utan tryck, varm och sintring pressad med mikrovågsugn.

Ansökningar

Optik

MGF2 -kristaller är lämpliga för optiska applikationer eftersom de är transparenta från UV -regionen till IR -genomsnittliga 2,10 -regionen.

Som en inert film används för att förändra de lätta transmissionsegenskaperna för optiska och elektroniska material. En av de viktigaste applikationerna finns i VUV Optics for Space Exploration Technology.

På grund av sin Birrefrringency -egenskap är detta material användbart i polarisationsoptiken, i Ecimer -laserfönstren och prismor (ultraviolett lasertyp som används i okulär kirurgi).

Det bör noteras att magnesiumfluoriden som används vid tillverkning av optiska material för tunn film måste vara fria från föroreningar eller föreningar som är källa till oxid, såsom vatten (H2O), hydroxidjoner (OH-), karbonatjoner (CO3 = ), Sulfatjoner (SO4 =) och liknande 12.

Katalys eller acceleration av reaktioner

MGF2 har framgångsrikt använts som ett katalysatorstöd för reaktionen av kloreliminering och tillsats av väte i CFC (klorfluorkolväten), välkända kylmedel och aerosoldrivmedel och ansvariga för skadorna på atmosfären ozonskikt.

De resulterande föreningarna, HFC (hydrofluorokarben) och HCFC (hydroklorfluorokarben), presenterar inte denna skadliga effekt för atmosfären 5.

Det har också varit användbart som stöd för katalysatorer för hydrodesulfration (svavel eliminering) av organiska föreningar.

Kan tjäna dig: kemisk balans: förklaring, faktorer, typer, exempel

Andra användningsområden

Materialet som genereras av grafit, fluor och MGF2 interleave.

Eutctic som bildas av NAF och MGF2 presenterar energilagringsegenskaper i latent värme, så det har beaktats för användning i solenergisystem.

Inom biokemi -området används magnesiumfluorid, tillsammans med andra metallfluorider för att hämma fosforylöverföringsreaktioner i enzymer.

Nyligen har MGF2 -nanopartiklar testats framgångsrikt som läkemedelsplaceringsvektorer i sjuka celler för cancerbehandling.

Referenser

1. Buckley, h.OCH. och Vernon, W.S. (1925) XCIV. Kristallstrukturen i magnesiumfluorid. Philosophical Magazine Series 6, 49: 293, 945-951.
2. Kirk-THERMER (1994). Encyclopedia of Chemical Technology, Volym 11, Fifth Edition, John Wiley & Sons. ISBN 0-471-52680-0 (v.elva).
3. Peng, Minhong; Cao, weiping; och Song, Jinhong. (2015). Beredning av MGF2 genomskinlig keramik genom het pressande sintring. Journal of Wuhan University of Technology-Mater: Sci. Ed. Vul. 30 Nej. 4.
4. Нокононов, и.С. (2011). Fluoridmagnesium. Källa: eget arbete.
5. Wojciechowska, Maria; Zielinski, Michal; och Piettowski, Mariusz. (2003). MGF2 som ett icke-konfentionellt katalysatorstöd. Journal of Fluorine Chemistry, 120 (2003) 1-11.
6. Korth Kristalle GmbH. (2019). Fluoridmagnesium (MGF2). Konsulterat den 07/12/2019 i: Korth.av
7. Sevonkaev, Igor och Matijevic, Egon. (2009). Bildning av magnesiumfluoridpartiklar av olika morfologier. Langmuu 2009, 25 (18), 10534-10539.
8. Нокононов, и.С. (2013). Fluoridmagnesium. Källa: eget arbete.
9. Tao Qin, Peng Zhang och Weiwei Qin. (2017). En ny metod för att syntetisera lågkostnadsmagnesiumfluoridsfärer från havsvatten. Ceramics International 43 (2017) 14481-14483.
10. Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry (1996) Femte upplagan. Volym A11. VCH Verlagsgellschaft MBH. New York. ISBN 0-89573-161-4.
11. NASA (2013). Ingenjörer som inspekterar Hubble Space Telescopes primära spegel 8109563. Källa: Mix.MSFC.pott.Gov