Lanthanfluorid

Kristallstruktur
Kristallstruktur von Lanthan(III)-fluorid
Vorlage:Farbe La3+ 0 Vorlage:Farbe F−
Kristallsystem	trigonal
Raumgruppe	P3c1 (Nr. 165)Vorlage:Raumgruppe/165
Gitterparameter	a = 719 pm c = 735 pm
Koordinationszahlen	La[9], F[3]
Allgemeines
Name	Lanthanfluorid
Andere Namen	Lanthan(III)-fluorid Lanthantrifluorid
Verhältnisformel	LaF3
Kurzbeschreibung	weißer, geruchloser Feststoff<ref name="alfa">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Alfa AesarVorlage:Abrufdatum (Seite nicht mehr abrufbar).</ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 237-252-8 ECHA-InfoCard 100.033.851 PubChem 83675 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	195,90 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	5,9 g·cm−3<ref name="ae">Lanthanum Fluoride bei American Elements</ref>
Schmelzpunkt	1493 °C<ref name="ae" />
Siedepunkt	2327 °C<ref name="ae" />
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser, löslich in starken Mineralsäuren<ref name="ae" />
Brechungsindex	1,59<ref>Lanthanfluorid bei Nivotechnology</ref>
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="Sigma">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-AldrichVorlage:Abrufdatum (PDF).</ref> keine GHS-Piktogramme H- und P-Sätze H: keine H-Sätze P: keine P-Sätze
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Lanthanfluorid ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Fluoride.

Vorkommen

Lanthanfluorid kommt natürlich als Mineral Fluocerit-(La) vor, in dem neben Lanthan auch Cer enthalten ist. Nach dem amerikanischen Naturforscher S.T. Tyson wird das cerreiche Lanthanfluoridmineral auch Tysonit genannt.<ref>Oscar D. Allen, W. J. Comstock: Bastnaesite and tysonite from Colorado. In: American Journal of Science. Band 19, Nr. 113, Mai 1880, S. 390–393, doi:10.2475/ajs.s3-19.113.390. </ref><ref name="Streng">Streng: Neues Jahrbuch für Mineralogie, Geologie and Paläontologie. II. Band. Schweizerbart’sche Verlagshandlung (E. Koch), Stuttgart 1881, S. 174 (online auf den Seiten von The Internet Archive). </ref>

Gewinnung und Darstellung

Lanthanfluorid kann durch Reaktion von Fluorwasserstoff mit Lanthannitrat oder Lanthanchlorid gewonnen werden.

<math>\mathrm{ La(NO_3)_3 + 3 \ HF \longrightarrow LaF_3 + 3 \ HNO_3}</math>

Auch die Reaktion von Lanthanoxid mit Ammoniumhydrogendifluorid ist möglich.

<math>\mathrm{ La_2O_3 + 6 \ NH_4HF_2 \ \xrightarrow{300 - 400^{\circ}C} \ 2 \ LaF_3 + 6 \ NH_4F + 3 \ H_2O}</math>

Eigenschaften

Lanthanfluorid kristallisiert trigonal in der Raumgruppe P3c1 (Raumgruppen-Nr. 165)Vorlage:Raumgruppe/165 mit den Gitterparametern a = 719 pm und c = 735 pm sowie sechs Formeleinheiten pro Elementarzelle.<ref>A. Zalkin, D. H. Templeton: Refinement of the trigonal crystal structure of lanthanum trifluoride with neutron diffraction data. In: Acta Crystallographica. B 41, 1989, S. 91–93; doi:10.1107/S0108768185001689.</ref> Hierbei ist jedes Lanthanatom in der Kristallstruktur von neun Fluorid-Ionen in Form eines verzerrten, dreifach-überkappten trigonalen Prismas umgeben, während die Fluoratome jeweils trigonal-planar von drei Lanthanatomen koordiniert werden.<ref name="hand">David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 87. Auflage. (Internet-Version: 2006–2007), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Fluid Properties, S. 6-113 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).</ref>

Lanthanfluorid hat bei erhöhten Temperaturen eine Ionenleitfähigkeit, die auf der Beweglichkeit von Fluoridionen beruht, die sich in den Fluoridleerstellen von Schottky-Defekten bewegen.<ref>William L. Fielder: Ionic Conductivity of Lanthanum Fluoride. Hrsg.: National Aeronautics and Space Administration NASA. 1969 (nasa.gov [PDF]). </ref> Dotiert man das Lanthanfluorid mit dem Fluorid eines zweiwertigen Metalls, z. B. Ca²⁺, Ba²⁺ oder Eu²⁺, so kann die Ionenleitfähigkeit schon bei Raumtemperatur beträchtliche Werte erreichen (siehe auch Verwendung).

Lanthanfluorid ist unlöslich in Wasser, Salzsäure und Salpetersäure; in konzentrierter Schwefelsäure löst es sich unter Bildung von Fluorwasserstoff HF.<ref name="Streng" />

Verwendung

Lanthanfluorid wird zur Herstellung des reinen Metalls Lanthan verwendet. Hierfür wird das in Lanthanmineralien vorkommende Lanthanoxid mittels Fluorwasserstoff in Lanthanfluorid überführt, welches dann metallothermisch mittels Calcium oder Magnesium zum Metall reduziert wird. Lanthanfluorid wird auch als optisches Material, z. B. für Faseroptiken oder für Fluoreszenzlampen verwendet.<ref>azom.com: Lanthanum Fluoride</ref> Dotiert mit Europium dient LaF₃ als fluoriddurchlässige Membran (Festelektrolyt) in Fluoridelektroden zum Nachweis von Fluorid-Ionen.

Weblinks

• The Mobility of Ions in Lanthanum Fluoride Nanoclusters
• Patentanmeldung WO9905071A1: Transparent lanthanum fluoride glass-ceramics. Angemeldet am 11. Juni 1998, veröffentlicht am 4. Februar 1999, Anmelder: Corning Inc, Erfinder: Paul A. Tick.‌
• W.W. Moses, S.E. Derenzo: The Scintillation Properties of Cerium-Doped Lanthanum Fluoride. In: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators. Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 299, Band 1–3, 20. Dezember 1990, S. 51–56, doi:10.1016/0168-9002(90)90746-S.

Einzelnachweise

<references />