Фторид циркония(IV)

Фторид циркония​(IV)​
Общие
Систематическое наименование	Фторид циркония​(IV)​
Традиционные названия	Фтористый цирконий
Хим. формула	ZrF4
Физические свойства
Состояние	бесцветные кристаллы
Молярная масса	167,22 г/моль
Плотность	4,43; 4,55; 4,6; 4,61 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	910; 912 °C
• кипения	возг. 600 °C
• разложения	910 °C[1]
Мол. теплоёмк.	103,6 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-1911 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
• в воде	1,5^25; 1,39^50 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	7783-64-4
PubChem	82216 и 10197871
Рег. номер EINECS	232-018-1
SMILES	[Zr+4].[F-].[F-].[F-].[F-]
InChI	InChI=1S/4FH.Zr/h4*1H;/q;;;;+4/p-4 OMQSJNWFFJOIMO-UHFFFAOYSA-J
ChemSpider	74196
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Фторид циркония(IV) — неорганическое соединение, соль металла циркония и плавиковой кислоты с формулой ZrF₄, бесцветные кристаллы, растворяется в воде, образует кристаллогидраты.

Получение

• Реакция фтора и порошкообразного циркония:

${\displaystyle {\mathsf {Zr+2F_{2}\ {\xrightarrow {200-400^{o}C}}\ ZrF_{4}}}}$

• Растворение циркония в плавиковой кислоте:

${\displaystyle {\mathsf {Zr+4HF\ {\xrightarrow {}}\ ZrF_{4}+2H_{2}}}}$

• Действие хлористого водорода на смесь циркония с фторидом кальция:

${\displaystyle {\mathsf {Zr+2CaF_{2}+4HCl\ {\xrightarrow {}}\ ZrF_{4}+2CaCl_{2}+2H_{2}}}}$

• Разложение при нагревании гексафтороцирконата аммония:

${\displaystyle {\mathsf {(NH_{4})_{2}[ZrF_{6}]\ {\xrightarrow {}}\ ZrF_{4}+2NH_{3}+2HF}}}$

• Растворение хлорида циркония(IV) в избытке концентрированной плавиковой кислоте:

${\displaystyle {\mathsf {ZrCl_{4}+4HF\ {\xrightarrow {}}\ ZrF_{4}+4HCl}}}$

Физические свойства

Фторид циркония(IV) образует бесцветные кристаллы нескольких кристаллических модификаций:

• α-ZrF₄, моноклинная сингония, пространственная группа I 2/c, параметры ячейки a = 0,957 нм, b = 0,993 нм, c = 0,773 нм, β = 94,47°, Z = 12, d = 4,55 г/см³, существует при температуре до 690°С.
• β-ZrF₄, тетрагональная сингония, параметры ячейки a = 0,7896 нм, c = 0,7724 нм, d = 4,61 г/см³, существует при температуре выше 690°С.

Растворяется в воде, образует кристаллогидраты ZrF₄•H₂O и ZrF₄•3H₂O.

Хорошо растворяется в плавиковой кислоте с образованием фторциркониевых кислот H[ZrF₅]•nH₂O и H₂[ZrF₆]•nH₂O.

Химические свойства

• Безводную соль получают сушкой кристаллогидрата в вакууме:

${\displaystyle {\mathsf {ZrF_{4}\cdot 3H_{2}O\ {\xrightarrow {80-100^{o}C,vacuum}}\ ZrF_{4}+3H_{2}O}}}$

• Реагирует с горячей водой:

${\displaystyle {\mathsf {ZrF_{4}+3H_{2}O\ {\xrightarrow {50^{o}C}}\ ZrOF_{2}\cdot 2H_{2}O\downarrow +2HF}}}$

• Разлагается концентрированной серной кислотой:

${\displaystyle {\mathsf {ZrF_{4}+2H_{2}SO_{4}+H_{2}O\ {\xrightarrow {50^{o}C}}\ H_{2}[ZrO(SO_{4})_{2}]+4HF\uparrow }}}$

• Реагирует с щелочами:

${\displaystyle {\mathsf {ZrF_{4}+4NaOH\ {\xrightarrow {}}\ ZrO(OH)_{2}\downarrow +4NaF+H_{2}O}}}$

• С плавиковой кислотой образует гексафтороциркониевые кислоты:

${\displaystyle {\mathsf {ZrF_{4}+HF\ {\xrightarrow {}}\ H[ZrF_{5}]}}}$

${\displaystyle {\mathsf {ZrF_{4}+2HF\ {\xrightarrow {}}\ H_{2}[ZrF_{6}]}}}$

${\displaystyle {\mathsf {ZrF_{4}+H_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ H_{2}[ZrOF_{4}]}}}$

• С растворами фторидов щелочных металлов образует гексафтороцирконаты:

${\displaystyle {\mathsf {ZrF_{4}+2NaF\ {\xrightarrow {}}\ Na_{2}[ZrF_{6}]}}}$

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Зефиров Н.С. и др.. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5. — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• 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.
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.

1. https://www.samaterials.com/fluorine/1983-zirconium-fluoride-powder.html