Lithiumfluorid


Lithiumfluorid

Kristallstruktur
Struktur von Lithiumfluorid
__ 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]
06 – Giftig oder sehr giftig

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
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_2O} $
$ \mathrm{Li_2CO_3 + 2\ HF \longrightarrow 2 \ LiF + H_2O + 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 ΔHf0 = -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

  1. 1,0 1,1 Eintrag zu Lithiumfluorid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 28. Januar 2008 (JavaScript erforderlich).
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Datenblatt Lithiumfluorid bei AlfaAesar, abgerufen am 6. Februar 2010 (JavaScript erforderlich)..
  3. H. Kojima, S. G. Whiteway, C. R. Masson: Melting points of inorganic fluorides. (PDF) In: Canadian Journal of Chemistry. 1968, 46, 18, S. 2968–2971, doi:10.1139/v68-494,
  4. 4,0 4,1 Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 7789-24-4 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich)
  5. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Zubereitungen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  6. Merck Index; an Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals, 11th ed., Rahway, NJ 07065, Merck & Co., 1989, Vol. 11, S. 871
  7. 7,0 7,1 Lithiumfluorid bei ChemIDplus
  8. Farmakologiya i Toksikologiya. Vol. 40, S. 329, 1977.
  9. A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie 1995, 101. Auflage, de Gruyter. ISBN 3-11-012641-9, S. 1151.
  10. G. Brauer (Hrsg.), Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 2nd ed., vol. 1, Academic Press 1963, S. 235.
  11. Lithiumfluorid bei Korth Kristalle
  12. Skript Universität Bochum
  13. A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie 1995, 101. Auflage, de Gruyter. ISBN 3-11-012641-9, S. 1170.
  14. Online-Datenblatt der Firma SOLAR Laser Systems
  15. W. E. Roake: "The Systems CaF2-LiF and CaF2-LiF-MgF2" in J. Electrochem. Soc. 1957, 104(11), S. 661-662. (Abstract)
  16. Skript über optische Materialien
  17. Solvaychemicals
  18. Skript Radiochemische Vorlesung