Zirconium(IV)-hydrogenphosphat

Zirconium(IV)-hydrogenphosphat ist eine anorganische chemische Verbindung des Zirconiums aus der Gruppe der Phosphate.

Allgemeines
Name	Zirconium(IV)-hydrogenphosphat
Andere Namen	Zirconiumphosphat (mehrdeutig) ZIRCONIUM BIS(HYDROGEN PHOSPHATE) (INCI)[1]
Summenformel	Zr(HPO4)2
Kurzbeschreibung	weißer Feststoff[2]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 13772-29-7 EG-Nummer 237-401-7 ECHA-InfoCard 100.033.987 PubChem 16213078 Wikidata Q8072747
Eigenschaften
Molare Masse	283,18 g·mol−1
Aggregatzustand	fest[3]
Dichte	3,3 g·cm−3 (25 °C)[3]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[3] keine GHS-Piktogramme H- und P-Sätze H: keine H-Sätze P: keine P-Sätze
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Gewinnung und Darstellung

Bei der Fällung von Phosphaten von Zirconium, Hafnium oder Titan aus salzsauren Lösungen der Metallsalze mit Phosphat entstehen gelartige röntgenamorphe Niederschläge, deren Zusammensetzung annähernd der Formel M(HPO₄)₂·H₂O (M = Ti, Zr, Hf) entspricht, aber wegen des polymeren Charakters je nach Herstellungsbedingungen mehr oder weniger davon abweicht. Durch geeignete Verfahren lassen sich jedoch auch kristalline, in der Zusammensetzung besser definierte Phosphate (zum Beispiel Zirconiumorthophosphat^[4]) darstellen. Hiervon sind wegen des Kationenaustauschvermögens Zirkoniumphosphate eingehend studiert worden.^[2]

Zirconium(IV)-hydrogenphosphat kann durch Reaktion von Zirconylchlorid-Octahydrat mit Phosphorsäure gewonnen werden.^[2]

Eigenschaften

Zirconium(IV)-hydrogenphosphat ist ein weißer, kristalliner Feststoff mit Schichtstruktur, der isotyp zu den analogen Phosphaten von Titan, Germanium, Zinn und Blei ist. Er verliert bei 110 °C reversibel sein Kristallwasser und zersetzt sich bei 700 °C zu ZrP₂O₇. In konzentrierten Mineralsäuren, mit Ausnahme von Flusssäure, ist es schwer löslich.^[2] Die Schichtstruktur kann eine variierende Anzahl von Kristallwasser (0..2) zwischen den Schichten aufnehmen,^[5] wobei sich auch der Abstand der Schichten ändert. In der Literatur wird (im Gegensatz zu der sonst üblichen Nomenklatur von Modifikationen) das Monohydrat als α-Zirconiumphosphat, das Dihydrat als γ-Zirconiumphosphat und das Anhydrat als β-Zirconiumphosphat bezeichnet. α-Zirconiumphosphat hat eine monokline Kristallstruktur mit der Raumgruppe P2₁/c (Raumgruppen-Nr. 14)Vorlage:Raumgruppe/14 und Z=4. Das Dihydrat besitzt ebenfalls eine monokline Kristallstruktur.^[6]

Verwendung

Zirconium(IV)-hydrogenphosphat wird zur Herstellung von Verbindungen mit einer organischen bzw. anorganischen Schichtstruktur verwendet.^[3] α-Zirconium(IV)-hydrogenphosphat kann zur Entfernung von Ca²⁺ und Mg²⁺ Ionen aus Lösungen verwendet werden. γ-Zirconium(IV)-hydrogenphosphat kann zum Ionenaustausch mit Phosphatestern eingesetzt werden.^[5]