氟化锂、氟化钠、氟化钾、氟化铝 特性 学习笔记

氟化锂、氟化钠、氟化钾、氟化铝

氟化锂

由于氟化锂溶解度比较低，可以自锂盐溶液中加入氟化钾或氟化铵而使之沉淀的方法。 氟化锂结晶属于立方晶系，熔点为840~844℃, 沸点 1676℃。 氟化锂不形成水合物，曾经报道过有酸性氟化锂，可能是LiF•HF(i.e. 氟氢化锂)。

LiF和NaF在水中的溶解度(100g中溶解的摩尔数)

温度 /℃	LiF	NaF
0	0.0464	0.871
25	0.0513	0.983
35	0.0522	0.989
	LiF分子量 25.94	NaF分子量 41.99

氟化锂与其它卤化锂有区别，其低溶解度十分突出。

氟化钠

氟化钠有立方晶格。报道的熔点是980~1040℃,沸点1705℃(蒸气压此时为1atm)。 氟化钠没有吸湿性而只是略溶于水，不形成水合物。，在无水氢氟酸中，溶解度大于氟化锂而小于氟化钾。它与含水的氢氟酸，或无水氢氟酸都可以形成NaF•HF酸性复盐，这是氟化钠已知的唯一酸性HF盐。可以在气流中加热到400℃，此酸性盐中可完全除去氟化氢。

对有机卤化物，氟化钠是温和的氟化剂，它与氟硅酸钠及铝在950~1000℃可定量地发生如下反应：

\(\ce{6NaF + 3Na2SiF6 + 4Al -> 4Na3AlF6 + 3Si}\)

这是一种可能的制备冰晶石的方法。

当然，氟化钠有剧毒，曾有限用于杀虫剂。

氟化钾

工业上用氟硅酸钾和碳酸钾加热可以制备氟化钾

\(\ce{K2SiF6 + 2K2CO3 -> 6KF + SiO2 + 2CO2}\)

氟石与碳酸钾或氢氧化钾熔融亦可得到氟化钾，氟化氢与氯化钾作用亦可以得到氟化钾。商业KF由于吸湿性而常含有少量的水，并可能含有氟硅酸盐杂质。

氟化钾具有面心立方晶格(α=5.33Å)，熔点约850℃(各报道数据可能有差异)，沸点为1500~1505℃。 它易溶于水(每100g水可以溶解氟化钾49.6g)，不溶于氨，略溶于甲醇、乙醇或丙酮。可以形成2种水合物KF•4H₂O，及KF•2H₂O. 氟化钾与过氧化氢也可以形成一个加合物KF•H₂O₂.

氟化钾相当稳定，即使加热到升华温度也只有少量分解，它常用作氟化剂，如将氯乙酸酯转化为氟乙酸酯，与PCl5加热而可以得到六氟磷酸钾。\(\ce{6KF + PCl5 -> KPF6 + 5KCl}\)

熔融的氟化钾活性很强，可以用于腐蚀耐火材料，不过酸性氟化钾KF•HF效果更强(什么意思?)。

三氟化溴与氟化钾可以结合形成四氟溴酸钾，它(三氟化溴)与银和钡的氟化物也可以形成类似的化合物。指\(\ce{AgBrF4、Ba(BrF4)2}\)。 氟化钾与五氟化碘形成化合物六氟碘酸钾KIF₆。

氟化钾与氟化氢可以形成多种酸性盐，其熔点有所不同。

KF•HF(β) 239.0℃;

KF•2HF 71.7℃;

2HF•5HF 64.3℃;

KF•3HF 65.8℃;

KF•4HF 72.0℃;

氟化铝

铝可以形成稳定的AlF3,也可以形成有趣的次氟化铝AlF. 三氟化铝蒸气在1300℃的吸收光谱在靠近2300Å的光带被认为是AlF分子所产生的. AlF蒸气在冷凝后歧化为Al和AlF₃.

以下方式都可以得到无水三氟化铝：

金属铝与氟气在红热下反应、1000℃铝与氟化氢反应、灼烧过的氢氧化铝与氟化氢在400~700℃共热、冰晶石或氟化钠与硫酸铝共熔、氟硅酸铝在600℃分解.

三氟化铝的熔点为1040℃,亦不溶于水.与碱的水溶液不作用,与沸腾的硫酸作用也很缓慢.

六氟铝酸盐

有许多重要的含三氟化铝的络盐,最知名的是冰晶石.
1)将氢氢化铝加入到氟化钠或酸性氟化钠水溶液均可以得到冰晶石,
2)或将氢氧化铝溶于过量的氢氟酸,再加入氯化钠或过氧化钠,而沉淀出冰晶石.
3)将氧化铝在NaOH溶液中以氟化铵处理,然后在80℃除去氨气亦可以制备冰晶石.

其它已知的NaF+AlF3的络合物有：\(\ce{5NaF•3AlF3、Na2AlF5、NaAlF4•H2O}\) 等.

其它六氟铝酸盐的溶解度情况(100g水中溶解盐的克数)

六氟铝酸盐	0℃	25℃	100℃
\(\ce{Na3AlF6}\)	0.348	0.417	1.35
\(\ce{K3AlF6}\)	0.860	1.429	4.58
\(\ce{(NH4)3AlF6}\)	4.31	7.66	7.42

备注

先记下,再修订错误之处.