Фторид циркония(IV) — неорганическое соединение, соль металла циркония и плавиковой кислоты с формулой ZrF ₄ , 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 :

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

• 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-ZrF ₄ , 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-ZrF ₄ , 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 ZrF ₄ •H ₂ O и ZrF ₄ •3H ₂ O.

Хорошо растворяется в плавиковой кислоте с образованием фторциркониевых кислот H[ZrF ₅ ]• n H ₂ O и H ₂ [ZrF ₆ ]• n H ₂ O.

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 :

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

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

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

• С растворами фторидов щелочных металлов образует :

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

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.