Lanthanfluorid

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>Vorlage:Literatur</ref><ref name="Streng">Vorlage:Literatur</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 Vorlage:Raumgruppe 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">Vorlage:CRC Handbook</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>Vorlage:Literatur</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
Vorlage:Patent
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