Chlortrifluorid

Strukturformel
	Struktur von Chlortrifluorid
Allgemeines
Name	Chlortrifluorid
Andere Namen	Chlor(III)-fluorid
Summenformel	ClF3
Kurzbeschreibung	farbloses bis hellgelbes Gas mit süßlichem Geruch; als Flüssigkeit gelbgrün; als Feststoff farblos<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	232-230-4
ECHA-InfoCard	100.029.301
PubChem	24637
DrugBank	Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1686: attempt to index field 'wikibase' (a nil value) Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1686: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)
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Eigenschaften
Molare Masse	92,45 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig
Dichte	3,57 kg·m−3 (Gasdichte bei 0 °C)<ref name="GESTIS"/>
Schmelzpunkt	−76,31 °C<ref name="GESTIS"/>
Siedepunkt	11,8 °C<ref name="GESTIS"/>
Dampfdruck	1,42 kPa (20 °C)<ref name="GESTIS"/>
Löslichkeit	hydrolysiert in Wasser<ref name="GESTIS"/>
Sicherheitshinweise
H- und P-Sätze	H: 270‐280‐330‐314
	EUH: 071
	P: 220‐244‐260‐280‐303+361+353+315‐304+340+315‐305+351+338+315‐370+376‐403‐405<ref name="GESTIS"/>
MAK	Schweiz: 0,1 ml·m−3 bzw. 0,4 mg·m−3<ref>Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 7790-91-2 bzw. Chlortrifluorid)Vorlage:Abrufdatum</ref>
	Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Chlortrifluorid ist eine Interhalogenverbindung. Es handelt sich um ein farbloses, giftiges, stechend riechendes, ätzendes Gas, das in feuchter Luft weiße Nebel entwickelt. Es ist wie alle Interhalogenverbindungen sehr reaktionsfreudig.

Gewinnung und Darstellung

Chlortrifluorid kann aus den Elementen Chlor und Fluor bei 400 °C hergestellt werden.<ref name="brauer">Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band I, Ferdinand Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 168.</ref>

<math>\mathrm{Cl_2 + 3 \ F_2 \longrightarrow 2 \ ClF_3}</math>

Eigenschaften

Datei:Chlorine-trifluoride.png

Geometrie des Chlortrifluorid-Moleküls

Chlortrifluorid ist ein farbloses bis hellgelbes Gas, das bei ca. 12 °C in den flüssigen Zustand übergeht und bei −76,3 °C erstarrt. Das Gas hat in verdünnter Form einen süßlichen, in höherer Konzentration stark reizenden Geruch. Mit Wasser reagiert Chlortrifluorid explosionsartig unter Sauerstofffreisetzung. Chemisch verhält sich Chlortrifluorid wie ein starkes Oxidationsmittel, es greift Metalle unter Fluoridbildung an. Die weitere Reaktion mit Metallen hängt davon ab, ob die gebildete Fluoridschicht stabil ist; bei Kupfer ist dies der Fall, so dass die Herstellung in Kupfergefäßen erfolgt. Nichtmetalle bilden keine Schutzschicht, sondern werden in Brand gesetzt. Glas zerstört es sofort, in Gegenwart von Feuchtigkeitsspuren Quarz ebenfalls. Organische Stoffe reagieren meist unter Feuererscheinung.<ref name="brauer" />

Chlortrifluorid greift auch die Füllstoffe der Atemschutzfilter (Aktivkohle) an.

Verwendung

Chlortrifluorid kann zur Fluorierung verwendet werden.<ref name="Römpp Online">Eintrag zu Chlorfluoride. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref> Aufgrund der leichteren Handhabung im Vergleich mit Fluor wird es als Fluorierungsmittel in der Uranhexafluorid-Herstellung eingesetzt.<ref name="Römpp Online" /> Darüber hinaus wird es bei der Herstellung von Mikroelektronik und Sensoren verwendet.<ref name="PatBosch">Patent EP1902456A1: Reaktor zur Durchführung eines Ätzverfahrens für einen Stapel von maskierten Wafern und Ätzverfahren. Angemeldet am 29. Mai 2006, veröffentlicht am 26. März 2008, Anmelder: Robert Bosch GmbH, Erfinder: Joachim Rudhard, Christina Leinenbach.‌</ref>

Im Zweiten Weltkrieg wurde es unter der Deckbezeichnung „N-Stoff“ in Deutschland produziert, wobei die Verwendung als Kampfstoff oder als brandstiftendes Mittel in Erwägung gezogen wurde. Der hohe Energiegehalt der Verbindung und ihr Siedepunkt legen den Einsatz als lagerfähiger, hochenergetischer Oxidator in der Raketentechnik nahe, jedoch kam diese Anwendung aufgrund von Handhabungsproblemen<ref name="AirProductsSafetygram39">Air Products and Chemicals, Inc. (Hrsg.): Safetygram #39. 2004, S. 1 (archive.org [PDF]). </ref> nie über das Versuchsstadium heraus.<ref name="Clark">John D. Clark: Ignition! An Informal History of Liquid Rocket Propellants. Rutgers University Press, Piscataway, NJ 1972, ISBN 0-8135-0725-1, S. 73–75. </ref>

Chlortrifluorid wird zur Trennung von U-Pu-Spaltprodukten in der Kerntechnik verwendet. Es entstehen nichtflüchtiges PuF₄ und flüchtiges UF₆, welches abdestilliert werden kann.<ref>E. Riedel, J. Janiak: Anorganische Chemie. 9. Auflage. DE GRUYTER, Berlin/Boston 2015, ISBN 978-3-11-035526-0, S. 432–433. </ref>

Toxikologie

Als Inhalationsgift wirkt es auf den gesamten Atemtrakt. Die Folgen sind Aufblähungen und Schwellungen der Lunge, Verätzungen der oberen Atemwege bis hin zur eitrigen Bronchitis. Hohe Konzentrationen führen zu starkem Reizhusten und schwersten Lungenschädigungen. Gasförmiges Chlor(III)-fluorid greift die Augen sehr stark an; die Schädigungen führen zur Hornhauttrübung.