Fluoruro di alluminio

Il fluoruro di alluminio è un composto inorganico critico utilizzato principalmente nella fusione dell'alluminio. Sebbene potrebbe non essere un nome familiare, il suo ruolo nella metallurgia moderna e nella chimica industriale è indispensabile.

Il fluoruro di alluminio è un solido cristallino bianco. A differenza di molti altri alogenuri metallici, $AlF_3$ è caratterizzato dal suo alto punto di fusione e dalla bassa solubilità in acqua. A livello molecolare, la sua struttura è piuttosto interessante; allo stato solido, adotta un reticolo covalente gigante in cui ogni atomo di alluminio è coordinato da sei atomi di fluoro in una geometria ottaedrica.

Uno dei suoi comportamenti chimici più notevoli è la sua capacità di agire come acido di Lewis, formando complessi con ioni fluoruro, come l'anione criolite ($[AlF_6]^{3-}$).

La stragrande maggioranza del fluoruro di alluminio mondiale è consumata dall' industria dell'alluminio.

• Catalizzatore per elettrolisi: Nel processo Hall-Héroult, $AlF_3$ viene aggiunto al bagno elettrolitico fuso. Svolge due funzioni vitali: abbassa il punto di fusione della miscela di allumina/criolite e aumenta la conducibilità elettrica del bagno. Ciò riduce significativamente il consumo di energia richiesto per estrarre alluminio puro.

• Ceramiche e vetro: Viene utilizzato come fondente nella produzione di ceramiche di alta gamma e come ingrediente in vetri ottici specializzati, dove aiuta a regolare l'indice di rifrazione.

• Sintesi organica: In laboratorio, $AlF_3$ anidro funge da catalizzatore per varie reazioni organiche, tra cui la fluorurazione e l'isomerizzazione.

La maggior parte del fluoruro di alluminio commerciale è prodotta attraverso la reazione di allumina (ossido di alluminio) con acido fluoridrico ($HF$) o acido fluorosilicico. L'equazione chimica generale per il processo umido è:

Il prodotto risultante viene quindi calcinato (riscaldato) per rimuovere l'acqua e produrre la forma anidra utilizzata nella fusione.

Sebbene $AlF_3$ sia relativamente stabile, deve essere maneggiato con cura.

1. Inalazione: La polvere può causare irritazione alle vie respiratorie.

2. Tossicità: L'esposizione cronica a composti del fluoro può portare a fluorosi, che colpisce la densità ossea e i denti.

3. Cura ambientale: Gli impianti industriali devono impiegare rigorosi sistemi di abbattimento per prevenire il rilascio di gas o particolato di fluoro nell'atmosfera, poiché possono avere un impatto sulla vegetazione locale e sul bestiame.