imported>Megatherium: /* Verwendung */

2026-01-24T11:40:07Z

Verwendung

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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:CaF2 polyhedra.png|250px|Struktur von Calciumfluorid]]
| Kristallstruktur = Ja
| Strukturhinweis = {{Farbe|#C0C0C0|Kreis=1}} [[Calcium|Ca]]2+ {{0}} {{Farbe|#B3EE3A|Kreis=1}} [[Fluor|F]]−
| Kristallsystem = kubisch flächenzentriert (fcc)
| Raumgruppe = {{Raumgruppe|Fm-3m|kurz}}<ref name="StrunzNickel">{{Literatur |Autor=[[Karl Hugo Strunz|Hugo Strunz]], [[Ernest Henry Nickel|Ernest H. Nickel]] |Titel=Strunz Mineralogical Tables. Chemical-structural Mineral Classification System |Auflage=9. |Verlag=E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller) |Ort=Stuttgart |Datum=2001 |Sprache=en |ISBN=3-510-65188-X |Seiten=153}}</ref>
| Gitterkonstanten = a = 5,463 Å<ref name="StrunzNickel" />
| Koordinationszahlen = Ca[8], F[4]
| Name = Calciumfluorid
| Andere Namen = * [[Fluorit]]
* Flussspat
* Kalziumfluorid
* {{INCI|Name=CALCIUM FLUORIDE |ID=32323 |Abruf=2021-12-11}}
| Summenformel = CaF2
| CAS = {{CASRN|7789-75-5}}
| EG-Nummer = 232-188-7
| ECHA-ID = 100.029.262
| PubChem = 24617
| ChemSpider = 23019
| DrugBank = DB15962
| Beschreibung = weißer, geruchloser Feststoff<ref name="GESTIS" />
| Molare Masse = 78,08 g·[[mol]]−1
| Aggregat = fest
| Dichte = 3,18 g·cm−3<ref name="Merck">Korth Kristalle: {{Webarchiv|url=http://www.korth.de/index.php/material-detailansicht/items/10.html |wayback=20151221024740 |text=Calciumfluorid}}, abgerufen am 9. Dezember 2015.</ref>
| Schmelzpunkt = 1423 [[Grad Celsius|°C]]<ref>{{CanJChem |Autor=H. Kojima, S. G. Whiteway, C. R. Masson |Titel=Melting points of inorganic fluorides |Jahr=1968 |Volume=46 |Issue=18 |Seiten=2968–2971 |doi=10.1139/v68-494}}</ref>
| Siedepunkt = 2500 °C<ref name="GESTIS" />
| Dampfdruck =
| Löslichkeit = praktisch unlöslich in Wasser (15 mg·l−1 bei 18 °C)<ref name="GESTIS" />
| Brechungsindex = 1,4338<ref name="CRC90_10_245">{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Index of Refraction of Inorganic Crystals|Kapitel=10|Startseite=245}}</ref>
| Quelle GHS-Kz = <ref name="GESTIS" />
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|-}}
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| Quelle P = <ref name="GESTIS" />
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| MAK = 1 mg·m−3<ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Calciumfluorid|ZVG=3620|CAS=7789-75-5|Abruf=2019-12-20}}</ref>
}}

'''Calciumfluorid''' (auch '''Kalziumfluorid''', eigentlich Calciumdifluorid) ist das [[Calcium]]salz der [[Fluorwasserstoffsäure]].

== Eigenschaften ==
Calciumfluorid bildet farblose, in Wasser, Alkohol und verdünnten Säuren schwerlösliche Kristalle mit der weitverbreiteten [[Fluoritstruktur]]. Natürlich vorkommendes Calciumfluorid heißt [[Fluorit]] oder auch ''Flussspat'' und ist meist durch Verunreinigungen gelb, grün, blau, braun, beige oder violett gefärbt.

Für [[Ultraviolettstrahlung|Ultraviolett-]] und [[Infrarotstrahlung]] besitzt es eine hohe Durchlässigkeit.
Alkalilaugen greifen Calciumfluorid nicht an. Mit [[Wasserstoff]] und [[Sauerstoff]] erfolgt auch unter Rotglut keine Reaktion.

Calciumfluorid ist ein Standardmineral der [[Mohssche Härteskala|Mohsschen Härteskala]] (Härte 4).

=== Reaktionen ===
:<math>\mathrm{CaF_2 + H_2SO_4 \longrightarrow 2 \ HF \uparrow + CaSO_4}</math>
:Calciumfluorid und [[Schwefelsäure]] setzen Fluorwasserstoff frei.

:<math>\mathrm{Ca^{2+} + 2 \ F^- \longrightarrow CaF_2 \downarrow}</math>
:Calcium-Kationen und Fluorid-Anionen bilden immer das schwerlösliche Calciumfluorid.

== Vorkommen und Gewinnung ==
[[Datei:Fluorite-191782.jpg|links|mini|violetter [[Fluorit]]]]
Fluorit wird in großen Mengen, mehrere Millionen Tonnen pro Jahr, im Tage- und Tiefbau bergmännisch gewonnen. Da es mit anderen Mineralien wie [[Baryt]] (auch ''Schwerspat'', Bariumsulfat BaSO4), [[Galenit]] (auch ''Bleiglanz'', PbS) und [[Quarz]] (SiO2) vergesellschaftet ist, muss das 30–60 % CaF2 enthaltende Roherz vor einer industriellen Verwertung aufgearbeitet werden. Hierzu wird das geförderte Erz mechanisch zerkleinert und anschließend durch (mehrstufige) [[Flotation]] auf bis zu 98 % aufkonzentriert. Als Handelsform unterscheidet man
* Kristallspat mit mehr als 99 % CaF2
* Säurespat mit mehr als 97 % CaF2
* Keramikspat mit mehr als 95 % CaF2
* Hüttenspat mit mehr als 85 % CaF2
* Metallspat mit 75–82 % CaF2
Reines Calciumfluorid gewinnt man durch Umsatz von Fluorwasserstoff oder Hexafluorokieselsäure mit [[Calciumcarbonat]], da ausgefälltes Calciumfluorid in Abwesenheit von Calciumcarbonat gelatinöse Konsistenz hat und daher schwer zu reinigen ist.<ref>G. Brauer (Hrsg.), ''Handbook of Preparative Inorganic Chemistry'' 2nd ed., vol. 1, Academic Press 1963, S. 233–4.</ref>

== Verwendung ==
Calciumfluorid ist neben den Fluoriden aus der [[Phosphorsäure]]herstellung der wichtigste Rohstoff zur [[Fluor]]herstellung. Entsprechend den oben genannten Flussspatqualitäten wird Calciumfluorid für folgende Anwendungen verwendet:
* Kristallspat zum Schleifen von Linsen und optischen Gläsern
* Säurespat für die Herstellung von [[Fluorwasserstoff]]
* Keramikspat für die Herstellung von [[Glas]] und [[Email]]
* Hüttenspat als [[Flussmittel (Schmelzen)|Flussmittel]] und [[Schlacke (Metallurgie)|Schlacke]] in der [[Metallurgie]]

Weitere Anwendungen:
* Katalysator für die Kalkstickstoffherstellung
* Wegen ihrer Durchlässigkeit für ultraviolettes und infrarotes Licht werden Einkristalle in der instrumentellen Analytik und bei der Herstellung von elektronischen Schaltkreisen als Linsen verwendet.
* Wegen seiner optischen Eigenschaften – es weist eine [[Abbe-Zahl]] von 96 und einen ungewöhnlichen Verlauf des [[Brechungsindex]] auf, ähnlich [[Glas anomaler Dispersion]] – werden manchmal [[Linse (Optik)|Linsen]] in hochwertigen, [[Apochromat|apochromatischen]] [[Objektiv (Optik)|Objektiven]] und [[Fernrohr]]en aus einem Einkristall hergestellt.
* Aufgrund der gegenseitigen Kompensation der Änderung des [[Brechungsindex]] und der [[Wärmedehnung]] sind [[thermische Linse]]n nur schwach ausgeprägt. Aus diesem Grund wird Calciumfluorid als Fenster für Laserstrahlen mit hoher Leistungsdichte eingesetzt.

== Vorsichtsmaßnahmen ==
Bei Kontakt mit starken Säuren wird [[Fluorwasserstoff]] freigesetzt. Dieser ist außerordentlich giftig und ätzend.

== Nachweis ==
Ätzprobe: CaF2 mit etwas konzentrierter [[Schwefelsäure]] in ein Reagenzglas geben. Die Benetzung der Glasoberfläche ändert sich, da [[Fluorwasserstoffsäure]] HF entsteht.

== Ultradünne Schichten ==
Nanometerdünne kristalline CaF2-Schichten werden als Barrieren in den Festkörperheterostrukturen, insbesondere in den [[Resonanztunneldiode]]n (mit CdF2 oder Si als Quantentopf) benutzt.<ref name="wat_rtd">{{Literatur |Autor=M. Watanabe et al. |Titel=CaF2/CdF2 double-barrier Resonant Tunneling Diode with high room-temperature peak-to-valley ratio |Sammelwerk=Japanese Journal of Applied Physics |Band= 39 |Nummer=7B |Datum=2000 |Seiten=L716 |DOI=10.1143/JJAP.39.L716}}</ref> Ferner untersucht man die Möglichkeiten ihrer Verwendung als Gateisolator in den [[Feldeffekttransistor]]en<ref name="standard19">{{Internetquelle |url=https://www.derstandard.de/story/2000106631829/ultraduenne-isolatoren-ebnen-weg-zu-weiterer-miniaturisierung-bei-mikrochips |titel=Ultradünne Isolatoren ebnen Weg zu weiterer Miniaturisierung bei Mikrochips |hrsg=[[derStandard.at|DerStandard]] |datum=2019-07-28 |abruf=2023-12-27}}</ref>, statt üblicher Materialien wie SiO2 und [[high-k]]-Oxide.

Solche Schichten werden mittels der [[Molekularstrahlepitaxie]] auf dem Silizium gewachsen<ref name="wat_rtd"/><ref name="standard19"/>; gute Qualität wird dabei dank Ähnlichkeit der [[Gitterkonstante]]n von Si und CaF2 gewährt.

== Einzelnachweise ==
<references/>

{{Navigationsleiste Calciumhalogenide}}
{{Navigationsleiste Erdalkalimetallfluoride}}

[[Kategorie:Calciumverbindung]]
[[Kategorie:Fluorid]]

Calciumfluorid - Versionsgeschichte

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