Fluoruro di scandio

Fluoruro di scandio
Nome IUPAC
fluoruro di scandio, fluoruro di scandio(III), trifluoruro di scandio
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareF3Sc
Peso formula (u)101,95
Aspettopolvere bianca
Numero CAS13709-47-2
Numero EINECS237-255-4
PubChem83678
SMILES
F[Sc](F)F
Proprietà chimico-fisiche
Solubilità in acquainsolubile[1]
Temperatura di fusione1 552 °C (1 825 K)[2]
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)-1629,2[2]
ΔfG0 (kJ·mol−1)-1555,6[2]
S0m(J·K−1mol−1)92,2[2]
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
tossicità acuta
pericolo
Frasi H301+311+331 [3]
Consigli P261 - 264 - 280 - 301+310 - 304+340+311 - EUH032 [3]
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Il fluoruro di scandio è il sale di scandio dell'acido fluoridrico, di formula ScF3. A temperatura ambiente si presenta in forma di polvere bianca, insolubile in acqua.

Sintesi

Il fluoruro di scandio fu preparato per la prima volta da William Crookes nel 1908.[4] Il composto si ottiene trattando ossido di scandio o idrossido di scandio con acido fluoridrico. La soluzione evaporata a secchezza va quindi disidratata sotto vuoto.[5]

Sc ( OH ) 3 + 3 HF ⟶ ScF 3 + 3 H 2 O {\displaystyle {\ce {Sc(OH)3 + 3HF -> ScF3 + 3H2O}}}

Industrialmente si ottiene trattando l'ossido di scandio contenuto nel minerale thortveitite con idrogenodifluoruro d'ammonio ad alta temperatura:[6]

Sc 2 O 3 + 6 NH 4 HF 2 ⟶ 2 ScF 3 + 6 NH 4 F + 3 H 2 O {\displaystyle {\ce {Sc2O3 + 6NH4HF2 -> 2ScF3 + 6NH4F + 3H2O}}}

Struttura e proprietà

Allo stato solido ScF3 mostra una struttura cristallina tipo ReO3, dove l'atomo di scandio è al centro di un intorno ottaedrico di sei atomi di fluoro.[1] La costante di reticolo risulta a = 401 pm.[7] Allo stato gassoso sono presenti molecole isolate ScF3 con struttura planare (simmetria D3h); la distanza Sc–F è 1,847 Å.[2][8]

ScF3 è insolubile in acqua, ma in presenza di ioni fluoruro si scioglie formando il complesso [ScF6]3−.[9]

ScF3 viene usato per produrre scandio metallico puro, tramite riduzione con calcio metallico:[2][6]

2 ScF 3 + 3 Ca ⟶ 2 Sc + 3 CaF 2 {\displaystyle {\ce {2ScF3 + 3Ca -> 2Sc + 3CaF2}}}

Tossicità / Indicazioni di sicurezza

ScF3 è disponibile in commercio. Il composto è tossico per ingestione, inalazione o anche per contatto con la pelle. Non ci sono dati che indichino proprietà cancerogene.[3]

Note

Bibliografia

  • (EN) K. S. Aleksandrov, V. N. Voronov, A. N. Vtyurin, A. S. Krylov e altri, Pressure-induced phase transition in the cubic ScF3 crystal, in Phys. Solid State, vol. 51, n. 4, 2009, pp. 810–816, DOI:10.1134/S1063783409040295.
  • (EN) G. Brauer, Handbook of preparative inorganic chemistry, vol. 1, 2ª ed., New York, Academic Press, 1963, ISBN 0323161278.
  • (EN) S.A. Cotton, Scandium, Yttrium & the Lanthanides: Inorganic & Coordination Chemistry, in Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2ª ed., John Wiley & Sons, 2006, DOI:10.1002/0470862106.ia211, ISBN 9780470862100.
  • (EN) W. Crookes, On Scandium, in Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical or Physical Character, vol. 209, n. 441-458, 1909, pp. 15-46, DOI:10.1098/rsta.1909.0002.
  • (EN) N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.
  • (EN) W. M. Haynes (a cura di), CRC Handbook of Chemistry and Physics, 96ª ed., Boca Raton, CRC Press, 2015, ISBN 978-1-4822-6097-7.
  • (EN) C. E. Housecroft e A. G. Sharpe, Inorganic chemistry, 5ª ed., Harlow (England), Pearson Education Limited, 2018, ISBN 978-1-292-13414-7.
  • (EN) P. Patnaik, Handbook of inorganic chemicals, New York, McGraw-Hill, 2003, ISBN 0-07-049439-8.
  • Sigma-Aldrich, Scheda di dati di sicurezza di Scandium(III) fluoride, su sigmaaldrich.com, 2024. URL consultato il 28 maggio 2024.

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