मैग्नीशियम फ्लोराइड एक अकार्बनिक नमक चल रहा है रासायनिक सूत्र बेरंग MgF₂। यह प्रकृति में खनिज सेलाइट के रूप में पाया जाता है। यह एक बहुत ही उच्च पिघलने बिंदु है और पानी में बहुत खराब घुलनशील है। यह अपेक्षाकृत निष्क्रिय है, क्योंकि, उदाहरण के लिए, सल्फ्यूरिक एसिड के साथ इसकी प्रतिक्रिया धीमी और अपूर्ण है और यह 750ºC तक हाइड्रोफ्लोरिक एसिड (एचएफ) के साथ हाइड्रोलिसिस का विरोध करता है।
यह उच्च ऊर्जा विकिरण से प्रभावित एक यौगिक है। इसके अलावा, इसमें कम अपवर्तक सूचकांक, उच्च संक्षारण प्रतिरोध, अच्छा थर्मल स्थिरता, महत्वपूर्ण कठोरता, और उत्कृष्ट दृश्यमान, यूवी (पराबैंगनी) और आईआर (अवरक्त) प्रकाश संचरण गुण हैं।
ये गुण इसे ऑप्टिकल क्षेत्र में एक उत्कृष्ट प्रदर्शन करते हैं और इसके अलावा, इसे एक उत्प्रेरक सामग्री के रूप में एक उपयोगी सामग्री बनाते हैं, अन्य तत्वों के बीच अवरक्त संचरण के लिए कोटिंग तत्व, विरोधी-चिंतनशील लेंस और खिड़कियां।
संरचना
रासायनिक रूप से तैयार मैग्नीशियम फ्लोराइड की क्रिस्टलीय संरचना उसी प्रकार की है, जैसे प्राकृतिक खनिज सेलिटाइट। यह टेट्रागोनल प्रणाली के द्विध्रुवीय वर्ग में क्रिस्टलीकृत होता है।
मैग्नीशियम आयन (Mg2 +) एक केंद्रित टेट्रागोनल जाली-स्पेस में स्थित होते हैं, जबकि फ्लोराइड आयन (F-) उसी प्लेन में पाए जाते हैं और उनके Mg2 + पड़ोसियों के साथ जुड़े होते हैं, जो एक-दूसरे के साथ जोड़े में समूहबद्ध होते हैं। Mg2 + और F- आयनों के बीच की दूरी 2.07 ang (angstroms) (2.07 × 10-10m) है।
उनका क्रिस्टल समन्वय 6: 3 है। इसका अर्थ है कि प्रत्येक Mg2 + आयन 6 F- आयनों से घिरा हुआ है और प्रत्येक F- आयन, 3 Mg2 + 5 आयनों से घिरा हुआ है।
संरचना खनिज रूटाइल के समान है, जो कि टाइटेनियम डाइऑक्साइड (TiO2) का प्राकृतिक रूप है, जिसके साथ इसमें कई क्रिस्टलोग्राफिक गुण हैं।
इसके उत्पादन के दौरान, मैग्नीशियम फ्लोराइड एक ठोस ठोस के रूप में नहीं बनता है, क्योंकि Mg2 + और F- आयन समाधान में बहुलक परिसरों का निर्माण नहीं करते हैं।
गुण
यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि मैग्नीशियम फ्लोराइड एक द्विअर्थी पदार्थ है। यह एक ऑप्टिकल संपत्ति है जो एक घटना प्रकाश किरण को दो अलग-अलग किरणों में विभाजित करने की अनुमति देती है जो विभिन्न गति और तरंग दैर्ध्य में फैलती हैं।
इसके कुछ गुणों को तालिका 1 में प्रस्तुत किया गया है।
तालिका 1. मैग्नीशियम फ्लोराइड के भौतिक और रासायनिक गुण।
संश्लेषण और तैयारी
इसे निम्नलिखित सहित विभिन्न तरीकों से तैयार किया जा सकता है:
1-मैग्नीशियम ऑक्साइड (MgO) या मैग्नीशियम कार्बोनेट (MgCO3) के बीच हाइड्रोफ्लोरिक एसिड (HF) 2 के साथ प्रतिक्रिया के माध्यम से:
MgO + 2 HF MgF2 + H2O
MgCO3 + 2 HF MgF2 + CO2 + H2O
2-मैग्नीशियम कार्बोनेट और अमोनियम बिफ्लोराइड (NH4HF2) के बीच की प्रतिक्रिया, दोनों ठोस अवस्था में, 150 और 400ºC2 के बीच के तापमान पर:
150-400ºC
MgCO3 + NH4HF2 MgF2 + NH3 + CO2 + H2O
मैग्नीशियम कार्बोनेट और अमोनियम फ्लोराइड (NH4F) के जलीय घोल को 60ºC 2 पर अमोनियम हाइड्रॉक्साइड (NH4OH) की उपस्थिति में गर्म करना:
60 ° C, NH4OH
MgCO3 + 3 NH4F NH4MgF3 + (NH4) 2CO3
मैग्नीशियम अमोनियम फ्लोराइड (NH4MgF3) के परिणामस्वरूप वेग को मैग्नीशियम फ्लोराइड प्राप्त करने के लिए 4 घंटे के लिए 620 डिग्री सेल्सियस पर गर्म किया जाता है:
620ºC
NH4MgF3 MgF2 + NH3 + HF
4-बेरिलियम (बीई) और यूरेनियम (यू) प्राप्त करने के उप-उत्पाद के रूप में। वांछित तत्व के फ्लोराइड को MgF2 2 के साथ लेपित क्रूसिबल में धातु मैग्नीशियम के साथ गर्म किया जाता है:
BeF2 + Mg Be + MgF2
5-प्रतिक्रियाशील मैग्नीशियम क्लोराइड (MgCl2) अमोनियम फ्लोराइड (NH4F) के साथ कमरे के तापमान 3 में जलीय घोल में:
25 सी, एच 2 ओ
MgCl2 + 2 NH4F MgF2 + 2NH4Cl
चूंकि MgF2 को तैयार करने के तरीके महंगे हैं, इसलिए इसे अधिक आर्थिक रूप से प्राप्त करने का प्रयास किया जाता है, जिसके बीच समुद्री जल से इसका उत्पादन करने की विधि सामने आती है।
यह समुद्री जल में पर्याप्त मात्रा में फ्लोराइड आयनों (F-) को जोड़ने की विशेषता है, जिसमें मैग्नीशियम आयनों (Mg2 +) की प्रचुर मात्रा होती है, इस प्रकार MgF2 की वर्षा का पक्षधर होता है।
मैग्नीशियम फ्लोराइड ऑप्टिकल क्रिस्टल उच्च गुणवत्ता वाले MgF2 पाउडर के गर्म दबाव द्वारा प्राप्त किया जाता है, उदाहरण के लिए, NH4HF2 विधि द्वारा प्राप्त किया जाता है।
मैग्नीशियम फ्लोराइड सामग्री तैयार करने के लिए कई तकनीकें हैं, जैसे कि एकल क्रिस्टल विकास, सिन्टरिंग (ढालना या आकार देने के लिए संघनन), बिना दबाव, गर्म दबाव और माइक्रोवेव सिंटरिंग।
अनुप्रयोग
प्रकाशिकी
MgF2 क्रिस्टल ऑप्टिकल अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं क्योंकि वे यूवी क्षेत्र से मध्य आईआर क्षेत्र 2.10 तक पारदर्शी हैं।
एक अक्रिय फिल्म के रूप में, इसका उपयोग ऑप्टिकल और इलेक्ट्रॉनिक सामग्री के प्रकाश संचरण गुणों को बदलने के लिए किया जाता है। अंतरिक्ष अन्वेषण प्रौद्योगिकी के लिए VUV ऑप्टिक्स में मुख्य अनुप्रयोगों में से एक है।
इसकी बायरफेंसेंस संपत्ति के कारण, यह सामग्री ध्रुवीकरण प्रकाशिकी में, खिड़कियों और प्रिज्म में एक्साइमर लेजर (एक प्रकार का पराबैंगनी लेजर जो नेत्र शल्य चिकित्सा में उपयोग किया जाता है) में उपयोगी है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पतली फिल्म ऑप्टिकल सामग्री के निर्माण में प्रयुक्त मैग्नीशियम फ्लोराइड उन अशुद्धियों या यौगिकों से मुक्त होना चाहिए जो ऑक्साइड के स्रोत हैं, जैसे पानी (H2O), हाइड्रोक्साइड आयन (OH-), कार्बोनेट आयन (CO3 =)), सल्फेट आयन (SO4 =), और जैसे 12।
कैटालिसिस या प्रतिक्रियाओं का त्वरण
MgF2 को सफलतापूर्वक सीएफसी (क्लोरोफ्लोरोकार्बन), ज्ञात एयरोसोल रेफ्रिजरेंट और प्रोपेलेंट में क्लोरीन हटाने और हाइड्रोजन जोड़ की प्रतिक्रिया के लिए उत्प्रेरक समर्थन के रूप में इस्तेमाल किया गया है, और वायुमंडल की ओजोन परत को नुकसान के लिए जिम्मेदार है।
परिणामी यौगिक, एचएफसी (हाइड्रोफ्लोरोकार्बन) और एचसीएफसी (हाइड्रोक्लोरोफ्लोरोकार्बन), वायुमंडल 5 पर इस हानिकारक प्रभाव को प्रस्तुत नहीं करते हैं।
यह कार्बनिक यौगिकों के हाइड्रोडेसल्फ्यूराइजेशन (सल्फर को हटाने) के लिए उत्प्रेरक समर्थन के रूप में भी उपयोगी साबित हुआ है।
अन्य उपयोग
ग्रेफाइट, फ्लोरीन और एमजीएफ 2 के अंतर्संबंध से उत्पन्न सामग्रियों में उच्च विद्युत चालकता होती है, यही वजह है कि उन्हें कैथोड्स और इलेक्ट्रोकेनडक्टिव सामग्रियों के रूप में उपयोग करने का प्रस्ताव दिया गया है।
NaF और MgF2 द्वारा गठित यूटेक्टिक में अव्यक्त गर्मी के रूप में ऊर्जा भंडारण गुण हैं, यही वजह है कि इसे सौर ऊर्जा प्रणालियों में उपयोग के लिए माना गया है।
जैव रसायन के क्षेत्र में, मैग्नीशियम फ्लोराइड, अन्य धातु फ्लोराइड्स के साथ, एंजाइमों में फॉस्फोरिल स्थानांतरण प्रतिक्रियाओं को बाधित करने के लिए उपयोग किया जाता है।
हाल ही में, MgF2 नैनोकणों को कैंसर के उपचार के लिए रोगग्रस्त कोशिकाओं में दवा वितरण वैक्टर के रूप में सफलतापूर्वक परीक्षण किया गया है।
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