Фторид кальцію

В природі флуорид кальцію зустрічається у вигляді мінералу флюориту. Забарвлення мінералу буває найрізноманітнішим: найхарактерніша фіолетова і зелена, рідше — блакитна, жовта, рожева, часто перемежаються зелені і фіолетові смуги. Оптичний флюорит безбарвний. Блиск скляний. Просвічує або прозорий, темні різновиди просвічують, рідше непрозорі. Твердість 4, густина 3,2. Крихкий. Спайність досконала по октаедру. Сингонія кубічна. Форма кристалів — куби або октаедри. Характерні двійники проростання. Зазвичай мінерал утворює щільні або зернисті маси, або шестоваті і радіально-променисті агрегати.

Флюорит зустрічається, головним чином, як жильний мінерал в асоціації з кальцитом, баритом, кварцом, а також з сульфідами свинцю, цинку і інших металів, рідше — в пегматитах.

Промислова здобич флюориту ведеться з практично мономінеральних жил. Провідні світові постачальники флюориту — Мексика, Монголія, ПАР, Іспанія, Китай. Родовища флюориту є також у Франції, Німеччині, Великій Британії. Більше половини всього флюориту витрачається в хімічній промисловості для виробництва плавикової кислоти, з якої отримують органічні і неорганічні речовини, що фторують, а також штучний кріоліт для потреб алюмінієвої промисловості. Другий найбільший споживач флюориту — чорна металургія, де він використовується як флюс в плавильних печах.

У 19 столітті у Великій Британії як камінь декоративно-виробу широко застосовувався синювато-фіолетовий і зелений флюорит (Синій Джон, Зелений Джон). Оптичний флюорит в роки Другої світової війни був стратегічною сировиною, необхідною для виготовлення приладів нічного бачення.

Модель кристалічної градки флюориту. Кожний атом кальцію оточений 8-ма атомами фтору, тоді як кожний атом фтору оточений 4-ма атомами кальцію

Безбарвні, крихкі діамагнітні кристали (в порошку — білі). Твердість за шкалою Мооса - 4. До температури 1150 °C стабільний α-CaF₂ з кубічною градкою (а = 0,54626 нм, z=4, Fm3m), при температурі близько 1150 °C відбувається поліморфний перехід до невпорядкованої β-модифікації тетрагональної сингонії з температурою плавлення 1423 °C. Тиск пари при 1625 °C = 1,0 мм. рт.ст., при 1850 °C = 10 мм. рт. ст.[3]

Погано розчиняється у воді (16 мг/л при 18 °C).

При нагріванні флуорид кальцію реагує з водою та кислотами:

${\displaystyle \mathrm {CaF_{2}+H_{2}O{\xrightarrow {t}}CaO+2HF} }$

${\displaystyle \mathrm {CaF_{2}+H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {t}}CaSO_{4}+2HF} }$

Його використовують як агента для флуорування — для отримання флуоридів як металів, так і неметалів:

${\displaystyle \mathrm {3CaF_{2}+Al_{2}(SO_{4})_{3}\rightarrow 2AlF_{3}+3CaSO_{4}} }$

${\displaystyle \mathrm {5CaF_{2}+P_{2}O_{5}\rightarrow 2PF_{5}+5CaO} }$

Сполука може утворювати змішані флуориди:

${\displaystyle \mathrm {3CaF_{2}+2AlF_{3}\rightarrow Ca_{3}[AlF_{6}]_{2}} }$

У промислових масштабах флуорид кальцію добувають з мінералів (головним чином, з флюориту). В лабораторних умовах його можна синтезувати декількома способами:

• дією флуоридної кислоти та її солей на сполуки кальцію:

${\displaystyle \mathrm {CaCO_{3}+2HF\rightarrow CaF_{2}+CO_{2}+H_{2}O} }$

${\displaystyle \mathrm {CaCl_{2}+2NH_{4}F\rightarrow CaF_{2}+2NH_{4}Cl} }$

• розкладанням гексафлуоросилікату кальцію:

${\displaystyle \mathrm {Ca[SiF_{6}]\rightarrow CaF_{2}+SiF_{4}} }$

• безпосередньою взаємодією простих сполук:

${\displaystyle \mathrm {Ca+F_{2}{\xrightarrow {200-400^{o}C}}CaF_{2}} }$

Флуорид кальцію застосовують у виробництві флуориду натрію, плавикової кислоти, флуоридів фосфору, флюсів для металургії і для виготовлення опалесцентного скла, яке поглинає нейтрони. Також CaF₂ застосовуєтьcя у стоматологічній практиці.

• Флуориди
• Флюорит

• CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide. — 86th. — Boca Raton (FL) : CRC Press, 2005. — 2656 p. — ISBN 0-8493-0486-5. (англ.)
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия: Химия металлов / В. И. Спицын. — М. : «Мир», 1972. — Т. 2. — 871 с. (рос.)
• Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ / Р. А. Лидин. — 3-е. — М. : Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0. (рос.)
• Химическая энциклопедия / Гл. ред. Н. С. Зефиров. — М. : Советская энциклопедия, 1998. — Т. 6. — С. 111. (рос.)