Criolite Categoria III : alogenuri | |||
Criolite di Ivigtut ( Groenlandia ) | |||
Generale | |||
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Nome IUPAC | esafluoroalluminato trisodico | ||
numero CAS | |||
Classe di Strunz |
3.CB.15
3 HALIDES |
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La classe di Dana |
11.06.01.01
Alogenuri 11.6.1.1 Criolite Na 3 AlF 6 |
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Formula chimica | Na 3 AlF 6 | ||
Identificazione | |||
Forma massa | 209,9412656 ± 0 amu Al 12,85%, F 54,3%, Na 32,85%, |
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Colore | incolore, bianco, grigio, bruno-rossastro a marrone-nero |
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Classe di cristallo e gruppo spaziale | prismatico; P 2 1 / n |
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Sistema cristallino | monoclino | ||
Rete Bravais | primitivo P | ||
Scollatura | nessuna scissione, separazioni secondo {110} e {001} | ||
Rompere | irregolare | ||
Habitus | massicci, grossolani, grossolani, gruppi di cristalli con orientamenti paralleli | ||
Facies | prismatico, pseudocubico, pseudoquadratico, cuboide; facce increspate | ||
Scala di Mohs | 2,5 - 3 | ||
Linea | bianca | ||
Sparkle | vetroso | ||
Proprietà ottiche | |||
Indice di rifrazione | α = 1,3385-1,339 β = 1,3389-1,339 γ = 1,3396-1,34 |
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Birifrangenza | Δ = 0,0010-0,0011; biassiale positivo | ||
Fluorescenza ultravioletta | si con la termoluminescenza | ||
Trasparenza | trasparente a traslucido | ||
Proprietà chimiche | |||
Densità | 2.95 | ||
Temperatura di fusione | 1011 ° C | ||
Solubilità | solubile in H 2 SO 4concentrato caldo (emette HF , acido fluoridrico); 0,4 ga 20 ° C |
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Proprietà fisiche | |||
Magnetismo | no | ||
Radioattività | qualunque | ||
Precauzioni | |||
Direttiva 67/548 / CEE | |||
T NON Numero indice : Classificazione : T; R48 / 23/25 - Xn; R20 / 22 - N; R51-53 Simboli : T : Tossico N : Pericoloso per l'ambiente Frasi R : R20 / 22 : Nocivo per inalazione e ingestione. R48 / 23/25 : Tossico: pericolo di gravi danni alla salute in caso di esposizione prolungata per inalazione e ingestione. R51 / 53 : Tossico per gli organismi acquatici, può provocare a lungo termine effetti negativi per l'ambiente acquatico. Frasi S : S22 : Non respirare le polveri. S37 : indossare guanti adatti. S45 : In caso di incidente o di malessere, consultare immediatamente un medico (se possibile, mostrare l'etichetta). S61 : evitare il rilascio nell'ambiente. Consultare le istruzioni speciali / la scheda dati di sicurezza. (S1 / 2) : Tenere sotto chiave e fuori dalla portata dei bambini. Frasi R : 20/22, 48/23/25, 51/53, Frasi S : (1/2), 22, 37, 45, 61, |
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Trasporto | |||
90 : materiale pericoloso per l'ambiente, materiali pericolosi diversi Numero UN : 3077 : MATERIA PERICOLOSA PER L'AMBIENTE, SOLIDA, NAS Classe: 9 Etichetta: 9 : Materiali e articoli pericolosi diversi Confezione: Gruppo di imballaggio III : sostanze a basso pericolo. |
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WHMIS | |||
D2B, D2B : Materiale tossico che causa altri effetti tossici Irritazione degli occhi negli animali Divulgazione all'1,0% secondo l'elenco di divulgazione degli ingredienti |
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SGH | |||
Pericolo H302, H332, H372, H411, H302 : Nocivo se ingerito H332 : Nocivo se inalato H372 : Provoca danni agli organi (elencare tutti gli organi interessati, se noti) a seguito di esposizione ripetuta o prolungata (Indicare la via di esposizione se è dimostrato in modo conclusivo che nessun'altra via di esposizione causa il pericolo) H411 : Tossico per gli organismi acquatici con effetti di lunga durata |
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Unità di SI e STP se non diversamente specificato. | |||
La criolite è una specie minerale composta da doppio fluoruro di sodio e alluminio , di formula Na 3 AlF 6, ha anche notato 3NaF, AlF 3 . I cristalli rari possono raggiungere i 3 cm .
La criolite è utilizzata principalmente per la produzione di alluminio e nell'industria ceramica . È stato scoperto sulla costa occidentale della Groenlandia . È un minerale raro; inoltre, per soddisfare le esigenze dell'industria, la criolite viene prodotta artificialmente.
Alla fine del XVIII ° secolo , una nave della Reale Groenlandia Trade Company porta le Groenlandia campioni di vari minerali a Copenhagen . I primi campioni di criolite furono studiati da Heinrich Christian Friedrich Schumacher nel 1795 (professore di medicina, botanico e mineralogista presso la Royal Academy of Surgery) poi dal brasiliano José Bonifácio de Andrada e Silva , ma questa è la descrizione del danese Peter Christian Abildgaard che fece riferimento nel 1799. De Andrada riferì che la criolite aveva un aspetto trasparente e brillante e che aveva la proprietà di sciogliersi sotto l'azione di una fiamma, come il ghiaccio. Il termine "criolite" significa "pietra congelata" in greco (κρύος "freddo", λίθος "pietra"). La gente della Groenlandia lo chiamava orsukksiksæt .
L'analisi chimica della criolite è stata eseguita indipendentemente da Martin Heinrich Klaproth a Berlino e Louis-Nicolas Vauquelin a Parigi .
La criolite è un minerale da trasparente a traslucido con una lucentezza vitrea e un colore incolore, bianco, grigio, a volte da marrone rossastro a marrone-nero. Sottoposto a radiazioni ultraviolette , è fluorescente e termoluminescente . La sua linea è bianca e frattura irregolare. Il suo portamento è massiccio, forma gruppi di cristalli con orientamenti paralleli. La sua facies è prismatica, pseudocubica, pseudoquadratica o cuboide; ha facce striate.
È un minerale poco duro: la sua durezza, da 2,5 a 3 della scala di Mohs , colloca la criolite tra gesso e calcite . La sua densità è bassa e ha un valore di 2,95.
Nelle applicazioni industriali, è più spesso sotto forma di polvere bianca.
La criolite è solubile in acido solforico concentrato a caldo, rilasciando HF (acido fluoridrico) sotto forma di gas e solfati di sodio e alluminio. Fonde a 1011 ° C .
Secondo la classificazione Strunz , la criolite fa parte della classe 3.CB.15: classe degli alogenuri (III), più precisamente alogenuri complessi (3.C) contenenti neo-alluminofluoruri (3.CB).
Minerale | Formula | Gruppo di punti | Gruppo spaziale |
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Cryolite | Na 3 AlF 6 | 2 / m | P 2 1 / n |
Elpasolite | K 2 NaAlF 6 | m 3 m | Fm 3 m |
Simmonsite | Na 2 LiAlF 6 | 2 / m | P 2 1 / n |
Secondo la classificazione di Dana , la criolite si trova nella classe degli alogenuri complessi e degli alluminofluoruri (classe 11) di varie formule chimiche (11.06) e più precisamente nel gruppo della criolite (11.06.01), che contiene solo criolite e simmonite.
A temperatura ambiente, la criolite cristallizza nel sistema cristallino monoclino, del gruppo spaziale P 2 1 / n (Z = 2 unità di forma per mesh convenzionale ).
Il catione Al 3+ sta coordinando ottaedri leggermente deformati degli anioni F - .
I cationi Na + occupano due siti web non equivalenti, Na1 e Na 2:
AlF 6 ottaedrie Na1F 6sono collegati nelle tre direzioni dello spazio dai loro vertici. La struttura della criolite deriva dalla struttura della perovskite ABX 3, con un sito A occupato da Na2 e un sito B condiviso alternativamente tra Na1 e Al. La differenza di dimensione tra gli ottaedri AlF 6e Na1F 6(lunghezze di legame medie Al-F = 1.808 Å e Na-F = 2.257 Å ) porta ad una rotazione dell'ottaedro rispetto alla struttura perovskite ideale.
A 565 ° C , la criolite subisce una transizione di fase strutturale e diventa cubica, di gruppo spaziale Fm 3 m (Z = 4) con = 8,023 Å (V = 516,5 Å 3 , densità calcolata: 2,7 g / cm 3 a 800 ° C ) . I siti del fluoro diventano disordinati e sono occupati per il 25% attorno agli assi quaternari di rotazione, indicando fluttuazioni spaziali e temporali degli atomi. Queste fluttuazioni di origine termica consentono di compensare localmente i problemi creati dalla differenza dimensionale tra gli ottaedri AlF 6 .e Na1F 6. Lunghezza media dei titoli sono NA1-F = 2.343 Å , Na2-F = 2.323 Å e Al-F = 1.808 Å a 800 ° C .
Struttura della criolite a temperatura ambiente, proiettata sul piano ( a , c ). Grigio: Al, verde: Na, rosso: F.
Struttura della criolite a temperatura ambiente, proiettata sul piano ( a , b ). Grigio: Al, verde: Na, rosso: F.
Struttura della criolite a 800 ° C , proiettata sul piano ( a , b ). Grigio: Al, verde: Na, rosso: F.
La criolite è un minerale che si presenta in uno stadio avanzato di decomposizione di alcune pegmatiti granitiche, a causa del deposito topotipico. Dopo aver esplorato la Groenlandia, il tedesco Karl Ludwig Giesecke, impiegato dalla Royal Greenlandic Trade Company , dimostrò nel 1820 che la criolite era appena presente. Il deposito si trovava nella baia di Arsuk, vicino alla città chiamata Ivittuut . La miniera che gestiva questo deposito chiuse nel 1987.
È nei graniti alcalini stagno, ma anche nei topazi rioliti , ricchi di fluoro e in grappoli nelle vene di carbonatite nello gneiss con biotite fénitisé.
La criolite può essere trovata associata a diversi minerali:
La criolite viene utilizzata principalmente come flusso nella produzione di alluminio . Viene miscelato con l' allumina estratta dalla bauxite . La miscela viene fusa a circa 950 ° C e quindi elettrolizzata .
E 'stato scelto perché dissolve fluoruri e ossidi (compresi allumina), ma non puro alluminio (metallo), che conduce l'elettricità e fonde a 1011 ° C .
Per la produzione di occhiali , la criolite viene utilizzata come flusso e opacizzante. Allo stesso modo, abbassa la viscosità del vetro fuso, facilitando così la rimozione delle bolle.
Come nel caso dell'allumina, è grazie al suo potere di sciogliere gli ossidi (SiO 2 , CaO ad esempio) che abbassa la temperatura di fusione di questi ossidi formando eutettici . Il suo potere opacizzante viene utilizzato per aumentare l'opalescenza (colore dell'opale , pietra semipreziosa bianco perlato con riflesso madreperla) di alcuni vetri.
Viene utilizzato nella composizione di alcuni smalti bianchi in proporzioni che vanno dal 5 al 15% in massa. Aiuta a dare un aspetto ghiacciato grazie all'apporto di fluoro.
Il singolo deposito di criolite non può soddisfare le esigenze industriali.
Esso è prodotto da varie tecniche basate sulla miscela di acido fluoridrico (HF), sodio fluoruro (NaF), fluoruro di ammonio , acido fluosilicico , acido fluoborico , idrossido di alluminio , solfato di alluminio , alluminato di sodio , idrossido di sodio (NaOH), carbonato di sodio , cloruro di sodio (NaCl), solfato di sodio .
La produzione mondiale (con fluoruro di alluminio AlF 3 ) è di oltre 400.000 tonnellate all'anno.
La criolite è preparata dal tetrafluoruro di silicio , residuo della produzione di acido fluoridrico.
3 SiF 4 + 2 H 2 O → 2 H 2 SiF 6 + SiO 2
H 2 SiF 6 + 6 NH 3 + 2 H 2 O → 6 NH 4 F + SiO 2
La seconda fase consiste nell'attaccare l'allumina mediante: Al 2 O 3 + 2 NaOH + 3 H 2 O → 2 Na [Al (OH 4 ) -]
Infine, Na [Al (OH 4 ) -] + 6 NH 4 F + 2 NaOH → Na 3 AlF 6 + 6 NH 3 + 6 H 2 O