Lithiumfluorid

Kristallstruktur
__ Li+     __ F−
Kristallsystem	kubisch
Raumgruppe	$ Fm{\bar {3}}m $
Gitterkonstanten	4,026 Å
Koordinationszahlen	Li[6], F[6]
Allgemeines
Name	Lithiumfluorid
Verhältnisformel	LiF
CAS-Nummer	7789-24-4
Kurzbeschreibung	farbloser bis weißer Feststoff [1]
Eigenschaften
Molare Masse	25,94 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,64 g·cm−3[2]
Schmelzpunkt	845 °C[3]
Siedepunkt	1680 °C[2]
Löslichkeit	2,7 g·l−1 (H2O) bei 20 °C[2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [4] Gefahr H- und P-Sätze H: 301-335-315-319 P: 302+352-​305+351+338-​309+310 [1] EU-Gefahrstoffkennzeichnung [5] aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [4] Giftig (T) R- und S-Sätze R: 25-36/37/38 S: 20-26-36/37-45
MAK	2,5 mg·m−3 auf Fluor bezogen[2]
LD50	200 mg·kg−1 (Meerschweinchen, oral)[6][7] 143 mg·kg−1 (Ratte, oral)[8][7][2]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Lithiumfluorid (LiF), das Lithiumsalz der Fluorwasserstoffsäure, bildet farblose, weiß aussehende, nur wenig wasserlösliche Kristalle. Hydrate des Lithiumfluorids sind nicht bekannt.

Herstellung

Die Herstellung von Lithiumfluorid erfolgt durch Umsetzung einer wässrigen Lithiumhydroxid- oder Lithiumcarbonatlösung mit Fluorwasserstoff und anschließender Aufkonzentrierung und Trocknung.^[9][10]

$ \mathrm {LiOH+\ HF\longrightarrow \ LiF+\ H_{2}O} $

$ \mathrm {Li_{2}CO_{3}+2\ HF\longrightarrow 2\ LiF+H_{2}O+CO_{2}} $

Eigenschaften

Lithiumfluorid LiF Einkristall

Lithiumfluorid kristallisiert in der Natriumchlorid-Struktur (KZ = 6) in der Raumgruppe $ Fm{\bar {3}}m $ mit dem Gitterparameter a = 402,6 pm.^[11] Die Löslichkeit in Wasser beträgt nur 2,7 g/l. Lithiumfluorid ist in Wasser nur wenig löslich, da die Gitterenergie größer als die Hydratationsenergie ist.^[12] Wässrige Lösungen reagieren leicht alkalisch (pH 8). Weiterhin bildet es keine Hydrate, wie sie von den anderen Lithiumhalogenen bekannt sind.

Aufgrund der kleinen Ionenradien des Lithiumkations und des Fluoridanions besitzt Lithiumfluorid eine sehr hohe Gitterenergie von 1034 kJ/mol. Dies bedingt die hohen Schmelz- und Siedepunkte des Salzes. Die Standardbildungsenthalpie von Lithiumfluorid beträgt ΔH_f⁰ = -620 kJ/mol.^[13] Es besitzt eine hohe Durchlässigkeit für elektromagnetische Strahlung im Infrarotbereich, im sichtbaren Licht und im Ultraviolett. Ein 8 mm dicker Einkristall aus Lithiumfluorid lässt für Wellenlängen von 140 nm bis 6000 nm mehr als 60 % der Strahlung hindurch.^[14]

Lithiumfluorid bildet mit Calciumfluorid ein Eutektikum mit der Zusammensetzung 80,5 Molprozent LiF und 19,5 Molprozent CaF₂, das bei 769 °C schmilzt.^[15]

Verwendung

Einkristalle von Lithiumfluorid können in IR-Spektrometern als Prismen eingesetzt werden.^[16] In der Aluminiumherstellung kann Lithiumfluorid in Elektrolysebädern verwendet werden.^[17] Lithiumfluoridkristalle können in Strahlungsdetektoren für ionisierende Strahlung, speziell in Thermolumineszenzdosimetern, eingesetzt werden. Hierzu wird oft nur das Salz aus dem Isotop ⁶Li dotiert mit Kupfer verwendet.^[18]

Einzelnachweise