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<!DOCTYPE html>

<title>Graphitfluorid</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading">Graphitfluorid</h1>

</header>

</div>

<th colspan="2" style="background:#FFDEAD; color:#202122;">Strukturformel

</th></tr>

<tr>

</td></tr>

<tr>

<th colspan="2" style="background:#FFDEAD; color:#202122;">Allgemeines

</th></tr>

<tr>

<td style="width:33%;">Name

</td>

<td>Graphitfluorid

</td></tr>

<tr>

<td><a href="Summenformel" title="Summenformel">Summenformel</a>

</td>

<td>CFx

</td></tr>

<tr>

<th colspan="2" style="background:#FFDEAD; color:#202122;">Externe Identifikatoren/Datenbanken

</th></tr>

<tr>

<td style="width:33%;"><a href="CAS-Nummer" title="CAS-Nummer">CAS-Nummer</a>

</td>

</td>

</td></tr>

<tr>

<td><a href="EG-Nummer" title="EG-Nummer">EG-Nummer</a>

</td>

<td colspan="2">257-131-3

</td></tr>

<tr>

<td><a href="Europ%C3%A4ische_Chemikalienagentur" title="Europäische Chemikalienagentur">ECHA</a>-InfoCard

</td>

</td></tr>

<tr>

<td><a href="PubChem" title="PubChem">PubChem</a>

</td>

</td></tr>

<tr>

<td style="border-right:1px solid #a2a9b1;"><a href="Wikidata" title="Wikidata">Wikidata</a>

</td>

</td></tr></tbody></table>

</td></tr>

<tr>

<th colspan="2" style="background:#FFDEAD; color:#202122;">Eigenschaften

</th></tr>

<tr>

<td><a href="Molare_Masse" title="Molare Masse">Molare Masse</a>

</td>

<td>31,01 g·<a href="Mol" title="Mol">mol</a>−1 für x=1

</td></tr>

<tr>

<th colspan="2" style="background:#FFDEAD; color:#202122;">Sicherheitshinweise

</th></tr>

<tr>

<td colspan="2" style="text-align:center"><a href="Global_harmonisiertes_System_zur_Einstufung_und_Kennzeichnung_von_Chemikalien" title="Global harmonisiertes System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien">GHS-Gefahrstoffkennzeichnung</a><a href="#cite_note-1">[1]</a>

</td></tr></tbody></table>

Achtung

</td></tr>

<tr>

<td rowspan="2" width="33%" style="border-top:1px #A7A7A7 dashed; border-right:1px #A7A7A7 dashed;"><a href="H-_und_P-S%C3%A4tze" title="H- und P-Sätze">H- und P-Sätze</a>

</td>

</td></tr>

<tr>

<td style="border-top:1px #A7A7A7 dashed;">P: ?

</td></tr>

</tbody></table>

</td></tr>

<tr>

<td><a href="Toxizit%C3%A4t" title="Toxizität">Toxikologische Daten</a>

</td>

<td>

4000 mg·kg−1 (<a href="Letale_Dosis" title="Letale Dosis">LD50</a>, <a href="M%C3%A4use" title="Mäuse">Maus</a>, <a href="Peroral" title="Peroral">oral</a>)<a href="#cite_note-Sigma-2">[2]</a>

</td></tr>

<tr>

<th colspan="2" style="background:#FFDEAD; color:#202122;">Thermodynamische Eigenschaften

</th></tr>

<tr>

</td>

<td>

(−178,029·x + 4,519) kJ·mol−1<a href="#cite_note-Margrave-3">[3]</a>

</td></tr>

<tr>

<td colspan="2" style="background:#FFDEAD; color:#202122; font-size:80%; text-align:center; line-height:150%; padding:.25em;">Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei <a href="Standardbedingungen" title="Standardbedingungen">Standardbedingungen</a> (0 °C, 1000 hPa).

</td></tr></tbody></table>

Graphitfluorid, CFx ist eine nicht <a href="St%C3%B6chiometrisch" class="mw-redirect" title="Stöchiometrisch">stöchiometrische</a>, feste Fluorkohlenstoffverbindung, in der x Werte zwischen 0 und 1,24 annehmen kann.<a href="#cite_note-Margrave-3">[3]</a> In Abhängigkeit vom Fluorgehalt erscheint Graphitfluorid schwarz (x ≤ 0,9), braungrau (0,9 < x ≤ 1,0) oder creme-weiß (x > 1,0). Graphitfluorid wurde erstmals in den 1930er Jahren von <a href="Otto_Ruff" title="Otto Ruff">Otto Ruff</a> und Bretschneider durch Reaktion von <a href="Aktivkohle" title="Aktivkohle">Aktivkohle</a> oder <a href="Graphit" title="Graphit">Graphit</a> mit <a href="Fluor" title="Fluor">Fluor</a> bei erhöhter Temperatur synthetisiert.<a href="#cite_note-4">[4]</a>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Darstellung">Darstellung</h2></div>

Graphitfluorid kann durch Reaktion von geordnetem <a href="Kohlenstoff" title="Kohlenstoff">Kohlenstoff</a>, wie z. B. Graphit, aber auch von ungeordneten Substraten nach Wärmebehandlung wie z. B. Pyrolysekoks und selbst Flammruß mit Fluor im Temperaturbereich von 400 bis 700 °C erzeugt werden. Grundsätzlich liefert ein hochgeordnetes Material wie Graphit stets einen höheren Anteil an Graphitfluorid als z. B. ein "graphitierter" Flammruß, bei welchem der Anteil flüchtiger Fluorkohlenstoffe, wie z. B. <a href="Tetrafluormethan" title="Tetrafluormethan">Tetrafluormethan</a>, CF4 dominiert.<a href="#cite_note-Nakajima-5">[5]</a> Bei höheren Temperaturen (ab 700 °C) werden ausschließlich flüchtige Fluorkohlenstoffverbindungen gebildet.<a href="#cite_note-Margrave-3">[3]</a><a href="#cite_note-HoWi-6">[6]</a>

</mrow>

<mfrac>

<mrow>

</mrow>

</mfrac>

</mrow>

<msub>

</mrow>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle n\,\mathrm {C} +{\frac {nx}{2}}\,\mathrm {F} _{2}\longrightarrow (\mathrm {CF} _{x})_{n}}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/a3f3b8401a241d7148a07ea9bc8f5e566fc71394.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -1.838ex; width:25.312ex; height:4.676ex;" alt="{\displaystyle n\,\mathrm {C} +{\frac {nx}{2}}\,\mathrm {F} _{2}\longrightarrow (\mathrm {CF} _{x})_{n}}" loading="lazy"></dd></dl>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Struktur">Struktur</h2></div>

Bei der Fluorierung des Graphits bleibt dessen Schichtstruktur grundsätzlich erhalten. Allerdings wird der Abstand der Kohlenstoffschichten je nach Präparationsart und Zusammensetzung des Graphitfluorids durch Ausbildung der tertiären C–F-Einheiten und deren starker elektrostatischer Abstoßung signifikant von 335 <a href="Picometer" class="mw-redirect" title="Picometer">pm</a> bei Graphit auf bis zu 580 – 615 pm aufgeweitet. Der Aufbau der Schichten ist allerdings turbostratisch, d. h. aufeinanderliegende Schichten sind zwar parallel, nehmen aber zueinander keine Vorzugsorientierung ein. Die einzelnen C6F6-Elemente der Schichten liegen in einer Sesselkonformation mit jeweils axial stehenden Fluoratomen vor, wie in der obigen Strukturformel abgebildet.<a href="#cite_note-Margrave-3">[3]</a><a href="#cite_note-HoWi-6">[6]</a>

Im Gegensatz zu Graphitfluorid, das eine Fluorkohlenstoffverbindung mit kovalenten C-F-Bindungen darstellt, können durch Reaktion von Fluor mit z. B. Kohlenstoff bei niedrigen Temperaturen auch verschiedenste Graphit-Fluor-<a href="Interkalation_(Chemie)" title="Interkalation (Chemie)">Interkalationsverbindungen</a> der allgemeinen Zusammensetzung, CyF mit y = 2–10, erzeugt werden.<a href="#cite_note-7">[7]</a>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Eigenschaften">Eigenschaften</h2></div>

Im Gegensatz zum <a href="Anisotrop" class="mw-redirect" title="Anisotrop">anisotropen</a> elektrischen Leiter Graphit ist dessen Reaktionsprodukt Graphitfluorid, mit der idealen Stöchiometrie CF, ein <a href="Nichtleiter" title="Nichtleiter">Isolator</a>. Bei einem Fluorierungsgrad unterhalb x = 0,9 leitet Graphitfluorid den elektrischen Strom ebenso wie Graphit. Graphitfluorid ist ein <a href="Superhydrophob" class="mw-redirect" title="Superhydrophob">superhydrophobes</a> Material und zeigt mit Wasser einen Kontaktwinkel von 143°, während Polytetrafluorethylen zum Vergleich einen Kontaktwinkel von 109° liefert<a href="#cite_note-Nakajima-5">[5]</a>. Graphitfluorid mit Stöchiometrien zwischen x = 0,61 – 1,12 zeigt hervorragende Schmiereigenschaften speziell im hohen Temperaturbereich, die weder von Molybdänsulfid noch von Graphit erreicht werden.<a href="#cite_note-Margrave-3">[3]</a>

Graphitfluorid zersetzt sich bei Temperaturen ab 600 °C im Wesentlichen unter <a href="Dismutation" class="mw-redirect" title="Dismutation">Dismutation</a> zu Difluorcarben, Tetrafluorethen und Blähgraphit.<a href="#cite_note-8">[8]</a><a href="#cite_note-9">[9]</a>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Verwendung">Verwendung</h2></div>

Graphitfluorid wird heute hauptsächlich als kathodischer Depolarisator in der <a href="Lithium-Kohlenstoffmonofluorid-Batterie" title="Lithium-Kohlenstoffmonofluorid-Batterie">Lithium-Kohlenstoffmonofluorid-Batterie</a> verwendet.<a href="#cite_note-Nakajima-5">[5]</a> Es beschleunigt den Ausbrand von <a href="Bor" title="Bor">Bor</a> in Festtreibstoffzusammensetzungen durch wirksame Entfernung der Oxidschicht unter Bildung von Kohlenmonoxid und Bortrifluorid.<a href="#cite_note-10">[10]</a> Darüber hinaus ist es ein sehr energiereiches Oxidationsmittel in Infrarot-Täuschkörpern<a href="#cite_note-11">[11]</a><a href="#cite_note-12">[12]</a> und luftatmenden Antrieben.<a href="#cite_note-13">[13]</a>

Bei der exothermen Reaktion von Graphitfluorid mit Reduktionsmitteln werden unter anderem auch nanostrukturierte Reaktionsprodukte wie z. B. SiC-Fasern<a href="#cite_note-14">[14]</a> und Kohlenstoffnanotubes gebildet.<a href="#cite_note-15">[15]</a> In heißem <a href="Sulfolan" title="Sulfolan">Sulfolan</a> (50 °C) <a href="Dispersion_(Chemie)" title="Dispersion (Chemie)">dispergiertes</a> Graphitfluorid liefert durch Ultraschall-induzierte Exfoliation <a href="Graphen" title="Graphen">Graphenfluorid</a><a href="#cite_note-16">[16]</a>.

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Quellen">Quellen</h2></div>

<ul><li><a href="Erwin_Riedel" title="Erwin Riedel">Erwin Riedel</a>: Anorganische Chemie, 6. Auflage, de Gruyter, Berlin 2004, S. 516, ISBN 3-11-018168-1.</li>

<li><a href="Arnold_F._Holleman" title="Arnold F. Holleman">A. F. Holleman</a>, <a href="Egon_Wiberg" title="Egon Wiberg">E. Wiberg</a>, <a href="Nils_Wiberg" title="Nils Wiberg">N. Wiberg</a>: <a href="Holleman-Wiberg_Lehrbuch_der_Anorganischen_Chemie" title="Holleman-Wiberg Lehrbuch der Anorganischen Chemie">Lehrbuch der Anorganischen Chemie</a>. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9, S. 846.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><a href="#cite_ref-1">↑</a> Vorlage:CL Inventory/nicht harmonisiertFür diesen Stoff liegt noch keine <a href="Global_harmonisiertes_System_zur_Einstufung_und_Kennzeichnung_von_Chemikalien" title="Global harmonisiertes System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien">harmonisierte Einstufung</a> vor. Wiedergegeben ist eine von einer Selbsteinstufung durch Inverkehrbringer abgeleitete Kennzeichnung von <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.echa.europa.eu/de/information-on-chemicals/cl-inventory-database/-/discli/details/70888">Carbon fluoride</a> im Classification and Labelling Inventory der <a href="Europ%C3%A4ische_Chemikalienagentur" title="Europäische Chemikalienagentur">Europäischen Chemikalienagentur</a> (ECHA), abgerufen am 26. Mai 2020.

</li>

<li id="cite_note-Sigma-2"><a href="#cite_ref-Sigma_2-0">↑</a> Datenblatt <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/ALDRICH/372455">Graphitfluorid</a> bei <a href="Sigma-Aldrich" title="Sigma-Aldrich">Sigma-Aldrich</a>, abgerufen am 13. Juni 2011 (<a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.sigmaaldrich.com/DE/de/sds/ALDRICH/372455?userType=anonymous">PDF</a>).Vorlage:Sigma-Aldrich/Name nicht angegeben

</li>

<li id="cite_note-Margrave-3">↑ <a href="#cite_ref-Margrave_3-0">a</a> <a href="#cite_ref-Margrave_3-1">b</a> <a href="#cite_ref-Margrave_3-2">c</a> <a href="#cite_ref-Margrave_3-3">d</a> <a href="#cite_ref-Margrave_3-4">e</a> P. Kamarchik Jr., J. L. Margrave, Poly(carbon monofluoride): A Solid, Layered Fluorocarbon, Acc. Chem. Res., 11, 1978, 296. <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1021/ar50128a002">10.1021/ar50128a002</a>

</li>

<li id="cite_note-4"><a href="#cite_ref-4">↑</a> O. Ruff, O. Bretschneider, Die Reaktionsprodukte der verschiedenen Kohlenstoffformen mit Fluor II (Kohlenstoff-monofluorid), <a href="Z._anorg._allg._Chem." class="mw-redirect" title="Z. anorg. allg. Chem.">Z. anorg. allg. Chem.</a>, 217, 1934, 1. <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1002/zaac.19342170102">10.1002/zaac.19342170102</a>

</li>

<li id="cite_note-Nakajima-5">↑ <a href="#cite_ref-Nakajima_5-0">a</a> <a href="#cite_ref-Nakajima_5-1">b</a> <a href="#cite_ref-Nakajima_5-2">c</a> T. Nakajima., N. Watanabe, Graphite Fluorides and Carbon-Fluorine Compounds, CRC Press, Boca Raton, 1990

</li>

<li id="cite_note-HoWi-6">↑ <a href="#cite_ref-HoWi_6-0">a</a> <a href="#cite_ref-HoWi_6-1">b</a> <a href="Arnold_F._Holleman" title="Arnold F. Holleman">A. F. Holleman</a>, <a href="Egon_Wiberg" title="Egon Wiberg">E. Wiberg</a>, <a href="Nils_Wiberg" title="Nils Wiberg">N. Wiberg</a>: <a href="Holleman-Wiberg_Lehrbuch_der_Anorganischen_Chemie" title="Holleman-Wiberg Lehrbuch der Anorganischen Chemie">Lehrbuch der Anorganischen Chemie</a>. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9.

</li>

<li id="cite_note-7"><a href="#cite_ref-7">↑</a> M. S. Dresselhaus, M. Endo, J.-P. Issi, Physical Properties of Fluorine- and Fluoride-Graphite Intercalation Compounds, in T. Nakajima (Ed.), Fluorine-Carbon and Fluoride Carbon Materials, Marcel Dekker, New York, 1995, 95

</li>

<li id="cite_note-8"><a href="#cite_ref-8">↑</a> N. Watanabe, S. Koyama, H. Imoto, Thermal Decomposition of Graphite Fluoride. I. Decomposition Products of Graphite Fluoride, (CF)n in a Vacuum, Bull. Chem. Soc. Jpn., 53 1980, 2731. <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1246/bcsj.53.2731">10.1246/bcsj.53.2731</a>

</li>

<li id="cite_note-9"><a href="#cite_ref-9">↑</a> Gong Chen, Zhongning Shi, Jiangyu Yu, Zhaowen Wang, Junli Xu, Bingliang Gao, Xianwei Hua: Kinetic analysis of the non-isothermal decomposition of carbon monofluoride, Thermochim. Acta, 589, 2014, 63–69, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1016/j.tca.2014.05.002">10.1016/j.tca.2014.05.002</a>

</li>

<li id="cite_note-10"><a href="#cite_ref-10">↑</a> T.-K. Liu, I.-M. Shyu, Y.-S. Hsia, Effect of Fluorinated Graphite on Combustion of Boron and Boron-Based Fuel-Rich Propellants, J. Propul. Power, 12, 1996, 26. <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.2514/3.23986">10.2514/3.23986</a>

</li>

<li id="cite_note-11"><a href="#cite_ref-11">↑</a> Patent <a rel="nofollow" class="external text" href="https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?locale=de_EP&CC=US&NR=6635130B2&FT=D&KC=B2">US6635130B2</a>: Pyrotechnic composition for producing IR-radiation. Angemeldet am 10. Januar 2003, veröffentlicht am 21. Oktober 2003, Anmelder: Diehl Munitionssysteme GmbH, Erfinder: Ernst-Christian Koch.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Apatent&rft_id=US6635130B2&rft.applcc=US&rft.title=Pyrotechnic+composition+for+producing+IR-radiation&rft.inventor=Ernst-Christian+Koch&rft.assignee=Diehl+Munitionssysteme+GmbH&rft.appldate=2003-01-10&rft.pubdate=2003-10-21">‌

</li>

<li id="cite_note-12"><a href="#cite_ref-12">↑</a> E.-C. Koch, Metal/Fluorocarbon Pyrolants: VI. Combustion behaviour and Radiation Properties of Magnesium/Poly(carbon Monofluoride) Pyrolant, Propellants Explos. Pyrotech., 30, 2005, 209. <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1002/prep.200500007">10.1002/prep.200500007</a>

</li>

<li id="cite_note-13"><a href="#cite_ref-13">↑</a> Patent <a rel="nofollow" class="external text" href="https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?locale=de_EP&CC=US&NR=6736912B1&FT=D&KC=B1">US6736912B1</a>: Combustible compositions for air-augmented rocket engines. Angemeldet am 24. März 1977, veröffentlicht am 18. Mai 2004, Erfinder: Jerry L. Fields, James D. Martin.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Apatent&rft_id=US6736912B1&rft.applcc=US&rft.title=Combustible+compositions+for+air-augmented+rocket+engines&rft.inventor=Jerry+L.+Fields%2C+James+D.+Martin&rft.appldate=1977-03-24&rft.pubdate=2004-05-18">‌

</li>

<li id="cite_note-14"><a href="#cite_ref-14">↑</a> S: Cudzilo, M. Szala, A. Huczko, M. Bystrzejewski, Combustion Reactions of Poly(Carbon Monofluoride), (CF)n, with Different Reductants and Characterization of the Products, Propellants Explos. Pyrotech., 32, 2007, 149. <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1002/prep.200700015">10.1002/prep.200700015</a>

</li>

<li id="cite_note-15"><a href="#cite_ref-15">↑</a> Patent <a rel="nofollow" class="external text" href="https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?locale=de_EP&CC=DE&NR=10122750B4&FT=D&KC=B4">DE10122750B4</a>: Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffallotropen und deren Intercalaten bzw. Endohedralverbindungen. Angemeldet am 10. Mai 2001, veröffentlicht am 10. April 2008, Anmelder: Diehl Stiftung & Co KG, Erfinder: Ernst-Christian Koch.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Apatent&rft_id=DE10122750B4&rft.applcc=DE&rft.title=Verfahren+zur+Herstellung+von+Kohlenstoffallotropen+und+deren+Intercalaten+bzw.+Endohedralverbindungen&rft.inventor=Ernst-Christian+Koch&rft.assignee=Diehl+Stiftung+%26+Co+KG&rft.appldate=2001-05-10&rft.pubdate=2008-04-10">‌

</li>

<li id="cite_note-16"><a href="#cite_ref-16">↑</a> Radek Zborˇil, Frantisˇek Karlicky´, Athanasios B. Bourlinos, Theodore A. Steriotis, Athanasios K. Stubos, Vasilios Georgakilas, Klára Sˇafárˇová, Dalibor Jancˇík, Christos Trapalis, and Michal Otyepka, Graphene Fluoride: A Stable Stoichiometric Graphene Derivative and its Chemical Conversion to Graphene, Small, 6: 2885–2891. <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1002/smll.201001401">10.1002/smll.201001401</a>

</li>

</ol></div><div><div class="zim-footer">

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