Thalliumbromidiodid Tl(Br,I), auch bekannt unter der in der Industrie verwendeten Codebezeichnung KRS-5, ist eine anorganisch-chemische Mischkristallverbindung. Man kann es als Mischverbindung aus Thallium(I)-bromid und Thallium(I)-iodid auffassen. Besondere Bedeutung hat diese Verbindung aufgrund ihrer außergewöhnlichen optischen Eigenschaften in der Infrarotspektroskopie.

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Eigenschaften

Industriell verwendetes Thalliumbromidiodid setzt sich typischerweise formal aus 42% Thallium(I)-bromid und 58% Thallium(I)-iodid zusammen und besitzt demnach eine mittlere molare Masse von 311,53 g/mol. In der Kristallstruktur nimmt Thallium (Tl⁺) 100% der Kationen-Plätze ein, während die Anionen-Positionen statistisch zu 42% von Bromid (Br⁻) und zu 58% Iodid (I⁻) besetzt sind, es handelt sich also um einen Mischkristall.

Das rote Salz kristallisiert im kubischen Kristallsystem in der Raumgruppe $Pm\bar3m$ und ist isotyp zur Caesiumchloridstruktur. Die Kristalle sind sehr weich, sie weisen nach Knoop eine Härte von nur 40 K auf (Vergleich: Diamant hat 7000 K). Ähnlich wie Kaliumbromid ist es ein kaltfließendes Material und daher leicht verformbar.

Thalliumbromidiodid weist eine außerordentlich hohe Durchlässigkeit (Transmission) für infrarotes Licht auf. Die Maximaltransmission eines 1 mm dicken KRS-5-Fensters liegt bei etwa 75%, das heißt, dass etwa drei Viertel der eingestrahlten (IR-)Lichtintensität das Fenster ungehindert passieren. Vergleicht man dies mit anderen Materialien, so fällt auf, dass Thalliumbromidiodid eine etwa gleichbleibend hohe Transmission über einen großen Wellenlängenbereich (2–50 µm) besitzt. Quarzglas dagegen hat zwar eine höhere oder vergleichbare Durchlässigkeit, jedoch nur in kleineren Wellenlängenbereichen (90% bei 0,3–2 µm; 80% bei 100–600 µm). Im mittleren Wellenlängenbereich weist nur Diamant, der aber wesentlich teurer und schwieriger zu verarbeiten ist, eine bis zu 65%ige Transmission auf.

Hinzu kommt beim Thalliumbromidiodid eine sehr hohe Brechzahl, die je nach Wellenlänge zwischen 2,73 (bei 0,5 µm) und 2,15 (bei 50 µm) liegt.

In Wasser löst es sich nur zu etwa 0,05%. Dagegen ist es in einigen polaren, organischen Lösungsmitteln löslich, wie etwa Ethylenglycol oder Dimethylsulfoxid (DMSO). Zudem kann es sich in alkalisch-wässrigem Medium sowie bei Vorhandensein von Komplexbildnern lösen.

Verwendung

Die gute Durchlässigkeit für infrarotes Licht macht Thalliumbromidiodid zu einem idealen Material zur Herstellung von Fenstern, Linsen und Filtern für optische Geräte, die im Infrarotbereich arbeiten, zum Beispiel Infrarotkameras oder Infrarotspektrometer. Die hohe Brechzahl ermöglicht eine weitere Anwendung im infrarotspekroskopischen Bereich, die ATR-Spektroskopie, bei der die Reflexion der IR-Strahlung zur Untersuchung von Oberflächeneigenschaften genutzt wird.

Gefahren

Thalliumbromidiodid ist als Thalliumverbindung als potentiell giftig anzusehen. Allein seine geringe Löslichkeit in Wasser, bedingt durch den Gehalt an Thallium(I)-iodid, macht seine Handhabung im Bereich der Spektroskopie sicherer. Besondere Vorsicht sollte jedoch geboten sein, denn Thalliumbromidiodid löst sich in einigen organischen Lösungsmitteln. Gelöste Thalliumsalze sind außerordentlich giftig.

Einzelnachweise

↑ ^a ^b ^c Datenblatt von Korth Kristalle GmbH
↑ ^a ^b ^c Nicht explizit in RL 67/548/EWG, Anh. I gelistet, fällt aber dort mit der angegebenen Kennzeichnung unter den Sammelbegriff „Thalliumverbindungen mit Ausnahme der namentlich in diesem Anhang bezeichneten“
↑ ^a ^b Sicherheitsdatenblatt (Korth)

Kategorien: Giftiger Stoff | Umweltgefährlicher Stoff | Thalliumverbindung | Iodid | Bromid

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Thalliumbromidiodid