Pentafluorură de antimoniu
| Pentafluorură de antimoniu | |
|---|---|
 | |
 | |
| Numele IUPAC | |
| pentafluorură de antimoniu | |
| Denumiri alternative | |
| fluor de antimoniu (V) | |
| Caracteristici generale | |
| Formula moleculară sau brută | SbF 5 |
| Masa moleculară ( u ) | 216,74 |
| Aspect | lichid higroscopic uleios incolor |
| numar CAS | |
| Numărul EINECS | 232-021-8 |
| PubChem | 24557 |
| ZÂMBETE | F[Sb](F)(F)(F)F |
| Proprietăți fizico-chimice | |
| Densitate (g / cm 3 , în cs ) | 2,99 |
| Solubilitate în apă | reacție violentă |
| Temperatură de topire | 281,4 (8,3 ° C) |
| Temperatura de fierbere | 422,7 (149,5 ° C) |
| Informații de siguranță | |
| Simboluri de pericol chimic | |
  | |
| Atenţie | |
| Fraze H | 302 - 332 - 411 |
| Sfaturi P | 273 [1] |
Pentafluorura de antimoniu este compusul chimic cu formula SbF 5 , unde antimoniul are numărul de oxidare +5. În condiții standard este un lichid vâscos incolor. Este cunoscut mai ales pentru caracteristicile sale de acid Lewis , dar și ca agent oxidant și fluorescent. Este utilizat pentru prepararea acidului fluoroantimonic , un superacid care este cel mai puternic acid cunoscut.
Structura
SbF 5 este un compus molecular. În stare gazoasă, molecula are o structură bipiramidică trigonală, cu simetrie D 3h , în conformitate cu teoria VSEPR . În stare lichidă este foarte vâscos și este format din lanțuri polimerice ale octaedrelor SbF 6 unde doi dintre fluoruri conectează doi centri Sb vecini. [2] În stare cristalină, se formează tetrameri cu formula [SbF 3 (μ-F)] 4 . Distanțele Sb - F în inelul cu opt membri Sb 4 F 4 sunt de aproximativ 202 pm ; pentru celelalte fluoruri direcționate spre exterior, distanța Sb - F este mai mică, aproximativ 182 pm. [3] În celelalte elemente ale aceluiași grup, speciile PF 5 și AsF 5 sunt monomerice și în stare lichidă și solidă, probabil pentru că atomul central este mai mic, împiedicând o creștere a numărului de coordonare. BiF 5 este un polimer. [4]
Sinteză
SbF 5 a fost preparat pentru prima dată de Otto Ruff și Wilhelm Plato în 1904 prin reacția pentaclorurii de antimoniu cu acidul fluorhidric anhidru: [5]
- SbCl 5 + 5HF → SBF 5 + 5HCl
Poate fi preparat și din antimoniu și trifluorură de fluor: [6]
- SbF 3 + F 2 → SbF 5
Reactivitate
SbF 5 este un compus extrem de reactiv, acid Lewis puternic și agent de fluorurare și oxidare energetic.
Ca acid Lewis
SbF 5 este un acceptor deosebit de puternic al ionilor de fluor, formând anionul hexafluoroantimoniate, [SbF 6 ] - , foarte stabil. Se pot forma și anioni mai mari, deoarece [SbF 6 ] - poate reacționa în continuare cu SbF 5 pentru a forma [Sb 2 F 11 ] - și [Sb 3 F 16 ] - . [7] De exemplu:
- SbF 5 + [SbF 6 ] - → [Sb 2 F 11 ] -
Formarea și stabilitatea [SbF 6 ] - este baza utilizării SbF 5 pentru generarea de superacizi. Amestecurile de SbF 5 și HF sunt cunoscute sub numele de acid fluoroantimonic , cel mai puternic superacid cunoscut, capabil să protoneze chiar și baze extrem de slabe, cum ar fi hidrocarburile: [7]
- SbF 5 + 2HF ⇄ [SbF 6 ] - + [H 2 F] +
Un alt superacid, cunoscut sub numele de acid magic , este obținut cu amestecuri de SbF 5 și acid fluorosulfonic : [7]
- SbF 5 + 2HSO 3 F ⇄ [H 2 SO 3 F] + + [F 5 SbOSO 2 F] -
Alte reacții care arată tendința de a accepta ioni de fluor sunt: [7]
- SbF 5 + NF 3 + F 2 → [NF 4 ] + [SbF 6 ] -
- SbF 5 + AsF 3 → [AsF 2 ] + [SbF 6 ] -
Marea afinitate a SbF 5 pentru ionul fluorurat a permis, de asemenea, să efectueze prima reacție chimică care duce la formarea fluorului elementar: [8]
- 4SbF 5 + 2K 2 MnF 6 → 4KSbF 6 + 2MnF 3 + F 2
Ca agent de fluorurare și oxidare
În formarea superacizilor, aciditatea Lewis a SbF 5 servește la creșterea acidității Brønsted a HF și HSO 3 F. În mod similar, SbF 5 poate servi la creșterea puterii de oxidare a fluorului pentru a oxida oxigenul : [9]
- 2SbF 5 + F 2 + 2O 2 → 2 [O 2 ] + [SbF 6 ] -
Sulful poate fi oxidat și cu SbF 5 folosind un solvent inert precum SO 2 : [2]
- S 8 + 3SbF 5 → [S 8 2+ ] [SbF 6 - ] 2 + SbF 3
Ca agent de fluorurare, SBF 5 este adesea utilizat în amestec cu SbCl 5; în acest fel, de exemplu, FPS 2 și POFCl 2 sunt obținute din SOCI2 și POCI3, respectiv. [2]
Siguranță
SbF 5 este un compus chimic periculos. Este toxic prin inhalare, ingestie și contact. Este foarte coroziv pentru piele. Nu este clasificat ca cancerigen. Este toxic pentru organismele acvatice și provoacă daune pe termen lung mediului acvatic. [10]
Notă
- ^ Sigma-Aldrich; rev. din 25.12.2012
- ^ a b c NN Greenwood, A. Earnshaw, Chimia elementelor , ediția a II-a, Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4 .
- ^ AJ Edwards, P. Taylor, Structura cristalină a pentafluorurii de antimoniu , în J. Chem. Soc. D, Chem. Comun. , 1971, pp. 1376-1377, DOI : 10.1039 / C29710001376 . Adus pe 9 aprilie 2011 .
- ^ AF Holleman, E. Wiberg, Chimie anorganică , San Diego, Academic Press, 2001, ISBN 0-12-352651-5 .
- ^ ( DE ) O. Ruff, W. Plato, Ueber die Darstellung und die physikalische Beschaffenheit einiger neuer Fluorverbindungen. Titantetrafluorid, Zinntetrafluorid, Antimonpentafluorid, sowie gemischte Antimon-Trifluoride und -Pentafluoride , în Ber. deutsch. chim. Iisus , vol. 37, n. 1, 1904, pp. 673-683, DOI : 10.1002 / cber . 190403701109 . Adus la 11 aprilie 2011 .
- ^ G. Brauer (ed.), Handbook of preparative anorganic chemistry , ed. A II-a, New York, Academic Press, 1963, p. 200.
- ^ a b c d CE Housecroft, AG Sharpe, Chimie anorganică , ediția a 3-a, Harlow (Anglia), Pearson Education Limited, 2008, ISBN 978-0-13-175553-6 .
- ^ KO Christe, Sinteza chimică a fluorului elementar , în Inorg. Chem. , vol. 25, nr. 21, 1986, pp. 3721–3722, DOI : 10.1021 / ic00241a001 . Adus la 11 aprilie 2011 .
- ^ J. Shamir, J. Binenboym, săruri de dioxigenil , în Inorg. Sintetizator. , vol. 14, 1973, pp. 39-42, DOI : 10.1002 / 9780470132456.ch8 . Adus la 11 aprilie 2011 .
- ^ Alfa Aesar, Fișa cu date de siguranță SbF 5 ( PDF ), la alfa.com :. Adus la 11 aprilie 2011 .
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe Pentafluorură de antimoniu
