Гексафтороалюминат натрия

Гексафтороалюминат натрия
Общие
Систематическое наименование	Гексафтороалюминат натрия
Традиционные названия	Фтористый алюминий-натрий
Хим. формула	Na3[AlF6]
Физические свойства
Состояние	Бесцветные кристаллы
Молярная масса	209,94 г/моль
Плотность	2,89; 2,90; 2,97 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	1000; 1011 °C
Мол. теплоёмк.	216 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-3312 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
• в воде	0,04 г/100 мл
Оптические свойства
Показатель преломления	1,3389
Классификация
Рег. номер CAS	13775-53-6
SMILES	развернуть   [Na+].[Na+].[Na+].F[Al-3](F)(F)(F)(F)F
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Гексафтороалюминат натрия — неорганическое вещество, смешанная соль плавиковой кислоты и металлов алюминия и натрия, с формулой Na₃[AlF₆]. Бесцветные кристаллы, плохо растворимые в воде.

Получение

• В природе встречается редкий минерал криолит из группы природных фторидов, химический состав Na₃[AlF₆] с незначительными примесями.
• Из насыщенных растворов фторидов натрия и алюминия:

$\mathsf{3}\mathsf{NaF}\mathsf{+}{\mathsf{AlF}}_{\mathsf{3}}\stackrel{}{\to }{\mathsf{Na}}_{\mathsf{3}}\mathsf{[}{\mathsf{AlF}}_{\mathsf{6}}\mathsf{]}\downarrow$

• Действием плавиковой кислоты на гидроксид алюминия и фторид натрия:

$\mathsf{3}\mathsf{NaF}\mathsf{+}\mathsf{Al}\mathsf{(}\mathsf{OH}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{HF}\stackrel{}{\to }{\mathsf{Na}}_{\mathsf{3}}\mathsf{[}{\mathsf{AlF}}_{\mathsf{6}}\mathsf{]}\downarrow \mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• Обменными реакциями:

${\mathsf{AlF}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{NH}}_{\mathsf{4}}\mathsf{F}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{NaNO}}_{\mathsf{3}}\stackrel{}{\to }{\mathsf{Na}}_{\mathsf{3}}\mathsf{[}{\mathsf{AlF}}_{\mathsf{6}}\mathsf{]}\downarrow \mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{NH}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{NO}}_{\mathsf{3}}$

${\mathsf{Al}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}{\mathsf{SO}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{12}\mathsf{NaF}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}{\mathsf{Na}}_{\mathsf{3}}\mathsf{[}{\mathsf{AlF}}_{\mathsf{6}}\mathsf{]}\downarrow \mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{Na}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{SO}}_{\mathsf{4}}$

Физические свойства

Гексафтороалюминат натрия образует бесцветные кристаллы моноклинной сингонии, пространственная группа P 2₁/n, параметры ячейки a = 0,780 нм, b = 0,561 нм, c = 0,546 нм, β = 90,18°, Z = 2.

Расплав гексафтороалюмината натрия является электролитом и проводит электрический ток.

Химические свойства

• В расплаве диссоциирует:

${\mathsf{Na}}_{\mathsf{3}}\mathsf{[}{\mathsf{AlF}}_{\mathsf{6}}\mathsf{]}\stackrel{\stackrel{{\mathsf{1000}}^{\mathsf{oC}}}{\to }}{\underset{}{\overset{}{\leftarrow }}}\mathsf{3}{\mathsf{Na}}^{\mathsf{+}}\mathsf{+}\mathsf{[}{\mathsf{AlF}}_{\mathsf{6}}{\mathsf{]}}^{\mathsf{3}\mathsf{-}}$

• При дальнейшем нагревании начинает разлагаться:

$\mathsf{[}{\mathsf{AlF}}_{\mathsf{6}}{\mathsf{]}}^{\mathsf{3}\mathsf{-}}\stackrel{\stackrel{>{\mathsf{1000}}^{\mathsf{oC}}}{\to }}{\underset{}{\overset{}{\leftarrow }}}\mathsf{[}{\mathsf{AlF}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{]}}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{F}}^{\mathsf{-}}$

• Разлагается концентрированными кислотами:

$\mathsf{2}{\mathsf{Na}}_{\mathsf{3}}\mathsf{[}{\mathsf{AlF}}_{\mathsf{6}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{9}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{SO}}_{\mathsf{4}}\stackrel{}{\to }\mathsf{6}{\mathsf{NaHSO}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{Al}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}{\mathsf{SO}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{12}\mathsf{HF}\uparrow$

• и щелочами:

${\mathsf{Na}}_{\mathsf{3}}\mathsf{[}{\mathsf{AlF}}_{\mathsf{6}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{NaOH}\stackrel{}{\to }\mathsf{Na}\mathsf{[}\mathsf{Al}\mathsf{(}\mathsf{OH}{\mathsf{)}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{NaF}$

Применение

• Компонент электролита при производстве алюминия.
• Металлургический флюс.
• Компонент стёкол и эмалей.
• Наполнитель для резины.
• Относится к многотоннажному производству, цена технического продукта ~1000$/т, чистого ~6$/кг.

Литература

• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — 623 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1971. — Т. 1. — 561 с.