فلوريد الألومنيوم – AlF3

في الكيمياء هناك ما يعرف بمركب فلوريد الألومنيوم ويظهر إما كمسحوق أبيض عديم الرائحة أو حبيبات، علما أنه يعد أكثر كثافة من الماء، والذوبان في الماء عند 25 درجة مئوية يساوي 0.559 جم لكل 100 مل، وثلاثي فلوريد الألومنيوم هو كيان تنسيق للألومنيوم.

فلوريد الألومنيوم

• مرادفات فلوريد الألومنيوم: ثلاثي فلوريد الألومنيوم وثلاثي فلورو ألوماني وثلاثي فلوريد الألمنيوم وفلوريد الألومنيوم (III) وفلوريد الألومنيوم (3+) بالإضافة إلى الألومنيوم (3+) ثلاثي فلوريد.

• فلوريد الألومنيوم (AlF₃) عبارة عن مسحوق أبيض يتدفق بحرية، ويستخدم بشكل أساسي كمادة مضافة لإنتاج معدن الألمنيوم الأساسي.

• إن عملية إضافة فلوريد الألومنيوم إلى المواد الخام المستخدمة في عملية صهر الألومنيوم يقلل من درجة الحرارة ويحسن توصيل الحمام المنصهر مما يقلل من استهلاك الطاقة الكهربائية.

• ينتج الفلوريد فلوريد الألومنيوم عالي الكثافة من خلال “العملية الجافة”، وفقًا للتفاعلات التالية:

1. يتفاعل الفلورسبار الجاف الحمضي (CaF2) مع حامض الكبريتيك (H2SO4) في الأفران الدوارة المسخنة خارجيًا، ويولد فلوريد الهيدروجين الغازي (HF) وكبريتات الكالسيوم (CaSO4).

2. يتفاعل HF الغازي مع هيدرات الألومنيوم الجافة Al (OH)3 في مفاعلات الطبقة المميعة لإنتاج فلوريد الألومنيوم عالي الكثافة.

• يتوفر فلوريد الألومنيوم بكميات كبيرة (شاحنات صوامع أو سفن سائبة) أو معبأة في أكياس كبيرة 1 طن متري، أكياس كبيرة 1.5 طن متري، أكياس ورقية 15 أو 25 أو 50 كجم على منصات نقالة.

• فلوريد الألومنيوم عالي السطح HS-AlF3 وكلورو فلوريد الألومنيوم ACF (AlClxF3 x، x = 0.05… 0.3) عبارة عن مواد صلبة غير متبلورة ذات حموضة لويس عالية غير عادية والتي تلعب دورًا متزايد الأهمية في التحفيز غير المتجانس.

• يمثل فلوريد الألومنيوم سلسلة كلاسيكية من التحولات التي تبدأ من الحالة غير المتبلورة إلى الشكل المثلثي المستقر عبر الطور الرباعي الزوايا غير المتوازن في تخليق محلول الهلام تحت المعالجة بدرجة حرارة الميكروويف.

الامتصاص والتوزيع والإخراج لفلوريد الألومنيوم

يتم امتصاص الفلوريدات من الجهاز الهضمي والرئة والجلد، وتعد الأمعاء هي الموقع الرئيسي للامتصاص، حيث يتم امتصاص المركبات القابلة للذوبان نسبيًا مثل فلوريد الصوديوم تمامًا تقريبًا، ولقد تم الكشف عن الفلوريد في جميع الأعضاء والأنسجة التي تم فحصها، ولا يوجد دليل على أنه يتركز في أي أنسجة باستثناء العظام والغدة الدرقية والشريان الأورطي وربما الكلى.

يترسب الفلوريد بكثرة في الهيكل العظمي والأسنان، وترتبط درجة تخزين الهيكل العظمي بالتناول والعمر، الطريق الرئيسي يكون الإخراج عن طريق الكلى، ومع ذلك تظهر كميات صغيرة من الفلورايد في العرق والحليب والإفرازات المعوية، أي حوالي 90٪ من أيون الفلوريد المرشح بواسطة الكبيبات يعاد امتصاصه بواسطة الأنابيب الكلوية.

عمليا كل الفلورايد في البلازما قابل للترشيح الفائق، ويعتمد الإخراج الكلوي للفلوريد المشع على الترشيح الكبيبي وإعادة الامتصاص الأنبوبي المتغير، ومن المحتمل أن تكون إعادة الامتصاص سلبية إلى حد كبير، حيث يزداد إفراز الفلوريد عند زيادة تركيز البلازما، والإجراءات التي تزيد من معدل تدفق البول (على سبيل المثال إعطاء مدرات البول التناضحية أو المحلول الملحي مفرط التوتر أو الأدوية المدرة للبول) تزيد من تصفية الفلورايد.

الفلوريد شديد التفاعل وقادر على تثبيط عدد من الإنزيمات بما في ذلك الإنزيمات المحللة للسكر والفوسفاتازات والكولينستريز، والنتيجة هي تثبيط فسفرة الجلوكوز الخلوي (ومن ثم تحلل الجلوكوز اللاحق) والتنفس وزيادة حساسية آليات الكوليني لأسيتيل كولينستريز.

أدى فلوريد الألومنيوم (-AlF4) إلى تثبيط فسفوليباز D المنشط بالنيوكليوتيدات في الجوانين في محللات خالية من الخلايا في الغدة تحت الفك السفلي في استجابة تعتمد على التركيز، وقد كان هذا التأثير متسقًا في الخلايا المنفذة مع ركائز PLD الفسفورية الذاتية، لم يكن التثبيط ناتجًا عن الفلورايد أو الألومنيوم وحده بل تم عكسه بواسطة عملية إزالة معدن ثقيل من الألومنيوم، ولم يتم التوسط في تثبيط PLD بواسطة فلوريد الألومنيوم بواسطة (cAMP) أو (phosphatases 1) أو 2A أو 2B أو (phosphohydrolase phosphatidate).

فلوريد الألومنيوم كان له تأثير مثبط مماثل على PLD المحفز لـ rArf، لكنه لم يمنع انتقال Arf من العصارة الخلوية إلى الأغشية، مما يشير إلى موقع عمل بروتين ما بعد GTP، ولقد تم تثبيط PLD الحساس لأوليت والذي لا يعتمد على نيوكليوتيد الجوانين بواسطة AlF4-، مما يدعم آلية عمل مستقلة عن البروتين G، وكان لتحضير الغشاء المخصب بغولجي تحت الفك السفلي نشاط PLD عالي والذي تم تثبيطه أيضًا بشكل فعال بواسطة AlF4-، مما أدى إلى تكهنات بأن تثبيط الفلوريد المعروف لنقل حويصلة Golgi قد يكون بوساطة PLD.

استخدامات فلوريد الألومنيوم

يدخل مركب فلوريد الألومنيوم في صناعة السيراميك، ويستعمل كتدفق في علم المعادن، كما أنه مهم في صناعة الألمنيوم، ويمتلك دورا كمثبط للتخمير وكمحفز في التفاعلات العضوية أيضا، في الواقع يدخل في إنتاج الألمنيوم من أجل خفض نقطة الانصهار وزيادة موصلية الإلكتروليت، كما وله دور في تصنيع سيليكات الألومنيوم.

فلوريد الألومنيوم هو عبارة عن مصدر غير قابل للذوبان في الماء لاستخدامه في التطبيقات الحساسة للأكسجين، مثل إنتاج المعادن، ولمركبات الفلوريد تطبيقات متنوعة في التقنيات والعلوم الحالية من تكرير النفط والحفر إلى الكيمياء العضوية الاصطناعية وتصنيع الأدوية، وتُستخدم الفلوريدات أيضًا بشكل شائع في صناعة السبائك المعدنية وللترسيب البصري.

يتوفر مركب فلوريد الألومنيوم بشكل عام على الفور في معظم الأحجام، والتراكيب عالية النقاء تعمل على تحسين الجودة البصرية وفائدتها كمعايير علمية، ومن الممكن النظر في مساحيق العناصر النانوية والمعلقات كأشكال بديلة لمساحة السطح العالية.

طرق تصنيع فلوريد الألومنيوم

يتم تصنيع مركب فلوريد الألومنيوم عن طريق عملية تسخين لمركب سداسي فلورو ألومينات الأمونيوم إلى حرارة حمراء في تيار من النيتروجين، يتم الحصول عليه أيضا عن طريق عمل الفلور أو فلوريد الهيدروجين على المعدن عند درجات حرارة عالية، أو عن طريق دمج الكريوليت أو فلوريد الصوديوم مع كبريتات الألومنيوم.

فلوريد الألومنيوم والكريوليت هما مركبان من الألومنيوم وفلور ذو أهمية صناعية، وتطبيقهم الرئيسي في الحمامات لإنتاج الألومنيوم كهربائيا وهو ما يمثل أكثر من 95 ٪ من استخدامها، يفقد الماء عند 100 درجة مئوية وأكثر عند 200 درجة مئوية، حيث أنه لا يبدو من الممكن الحصول على المركب اللامائي الخالي من الأكاسيد عن طريق تجفيف الهيدرات.

إجراءات مكافحة حدوث الحريق بسبب فلوريد الألومنيوم

يجب أن يتم إيقاف تدفق السائل قبل العمل على إطفاء الحريق، ويجب أن يتم استخدام مادة كيميائية جافة أو ثاني أكسيد الكربون، ولا يتم استخدام الماء كتيار مباشر مباشرة على المواد المنسكبة، مع العلم أنه يمكن استخدام ضباب الماء للسيطرة على الحريق.

لا يتم استخدام عوامل الإطفاء المهلجنة على المواد المنسكبة؛ لأنه قد ينتج عن ذلك رد فعل عنيف، ويتم استخدام رذاذ الماء للحفاظ حاويات مكشوفة النار بردا، يجب مكافحة النيران من موقع محمي أو أقصى مسافة ممكنة.