Antimon pentafluoride
Antimon pentafluoride là hợp chất vô cơ có công thức hóa học là SbF5. Là một chất lỏng nhớt, không màu, là một acid Lewis và là một thành phần của siêu acid rất mạnh là acid fluoroantimonic, được tạo ra bằng cách trộn acid hydrofluoric HF với SbF5 lỏng theo tỉ lệ 2:1. Hợp chất này đáng chú ý vì tính acid Lewis của nó và khả năng phản ứng với hầu hết các hợp chất đã được biết[3].
| Antimon pentafluoride | |||
|---|---|---|---|
| |||
| Danh pháp IUPAC | antimony(V) fluoride | ||
| Tên khác | antimony pentafluoride pentafluoridoantimony | ||
| Nhận dạng | |||
| Số CAS | |||
| PubChem | |||
| Số RTECS | CC5800000 | ||
| Ảnh Jmol-3D | ảnh | ||
| SMILES | đầy đủ
| ||
| InChI | đầy đủ
| ||
| ChemSpider | |||
| Thuộc tính | |||
| Công thức phân tử | SbF5 | ||
| Khối lượng mol | 216,74 g/mol | ||
| Bề ngoài | chất lỏng nhớt, không màu, có tính hút ẩm | ||
| Mùi | hăng | ||
| Khối lượng riêng | 2,99 g/cm3 [1] | ||
| Điểm nóng chảy | 8,3 °C (281,4 K; 46,9 °F) | ||
| Điểm sôi | 149,5 °C (422,6 K; 301,1 °F) | ||
| Độ hòa tan trong nước | Phản ứng | ||
| Độ hòa tan | hòa tan trong kali fluoride, lưu huỳnh dioxide lỏng | ||
| Các nguy hiểm | |||
| Nguy hiểm chính | Giải phóng acid hydrofluoric khi tiếp xúc với nước hoặc các mô sinh học | ||
| NFPA 704 |
0
4
1
| ||
| PEL | TWA 0.5 mg/m3 (tính theo Sb)[2] | ||
| REL | TWA 0.5 mg/m3 (tính theo Sb)[2] | ||
| Ký hiệu GHS |    | ||
| Báo hiệu GHS | Danger | ||
| Chỉ dẫn nguy hiểm GHS | H302, H314, H332, H411, H412 | ||
| Chỉ dẫn phòng ngừa GHS | P260, P261, P264, P270, P271, P273, P280, P301+P312, P301+P330+P331, P303+P361+P353, P304+P312, P304+P340, P305+P351+P338, P310, P312, P321, P330, P363, P391, P405, P501 | ||
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |||
Điều chế
sửaAntimon pentafluoride được điều chế bằng cách cho antimon pentachloride phản ứng với hydro fluoride khan[4]:
- SbCl5 + 5HF → SbF5 + 5HCl
Nó cũng có thể được điều chế từ antimon trifluoride và fluor[5].
Cấu trúc và các phản ứng hóa học
sửaỞ thể khí, SbF5 có cấu trúc hai tam giác đối xứng với nhóm đối xứng D3h. Hợp chất này có cấu trúc phức tạp hơn ở trạng thái lỏng và rắn. Thể lỏng chứa các polymer trong đó mỗi tâm Sb là hình bát diện, cấu trúc của nó được mô tả bởi công thức [SbF4(μ-F)2]n ((μ-F) biểu thị các nhóm fluoride là cầu nối hai tâm Sb). Dạng kết tinh là một tetramer, có nghĩa là nó có công thức là [SbF4(μ-F)]4. Các liên kết Sb-F nằm ở 2,02 Å trong vòng tám nguyên tử Sb4F4, các phối tử fluoride còn lại tỏa ra từ 4 tâm Sb ngắn hơn nằm ở 1,82 Å[6]. Các hợp chất liên quan là PF5 và AsF5 là các đơn chất ở trạng thái rắn và lỏng, có thể là do kích thước nhỏ hơn của nguyên tử ở trung tâm, điều này làm hạn chế số lượng liên kết của chúng. BiF5 là một polymer[7].
Tương tự, SbF5 làm tăng tính acid Brønsted của HF, nó làm tăng khả năng oxy hóa của F2. Hiện tượng này được minh họa bằng quá trình oxy hóa oxy:[8]
- 2SbF5 + F2 + 2O2 → 2[O2]+[SbF6]−
Antimon pentafluoride cũng đã được sử dụng trong phản ứng hóa học đầu tiên phát hiện ra khí fluor từ các hợp chất fluoride:
- 4SbF5 + 2K2MnF6 → 4KSbF6 + 2MnF3 + F2
Điều khiến cho phản ứng này xảy ra là ái lực cao của SbF5 đối với F−, đây cũng là tính chất khuyến nghị sử dụng SbF5 để tạo ra các siêu acid.
Hexafluoroantimonat
sửaSbF5 là một acid Lewis mạnh, đặc biệt hướng tới các anion F− để tạo ra anion [SbF6]− rất bền, được gọi là hexafluoroantimonat. [SbF6]− là anion có phối trí yếu với PF6−. Mặc dù nó chỉ là một base yếu, [SbF6]− phản ứng với SbF5 tạo ra một anion trung tâm:
- SbF5 + [SbF6]− → [Sb2F11]−
An toàn
sửaSbF5 phản ứng dữ dội với nhiều hợp chất, thường giải phóng hydro fluoride rất nguy hiểm. Nó ăn mòn da và mắt[9][10].
Tham khảo
sửa- ^ Lide, David R. biên tập (2006). CRC Handbook of Chemistry and Physics (ấn bản thứ 87). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 0-8493-0487-3.
- ^ a b “NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0036”. Viện An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp Quốc gia Hoa Kỳ (NIOSH).
- ^ Olah, G. A.; Prakash, G. K. S.; Wang, Q.; Li, X.-y."Antimony(V) Fluoride" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. doi:10.1002/047084289X.
- ^ Sabina C. Grund, Kunibert Hanusch, Hans J. Breunig, Hans Uwe Wolf "Antimony and Antimony Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2006, Wiley-VCH, Weinheim. doi: 10.1002/14356007.a03_055.pub2
- ^ Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. p. 200.
- ^ Edwards, A. J.; Taylor, P. "Crystal structure of Antimony Pentafluoride" Journal of the Chemical Society, Chemical Communications 1971, pp. 1376-7.doi:10.1039/C29710001376
- ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
- ^ Shamir, J.; Binenboym, J. "Dioxygenyl Salts" Inorganic Syntheses 1973, XIV, 109-122. ISSN 0073-8077
- ^ International Programme on Chemical Safety (2005). “Antimony pentafluoride”. Commission of the European Communities (CEC). Lưu trữ bản gốc ngày 16 tháng 9 năm 2019. Truy cập ngày 10 tháng 5 năm 2010.
- ^ Barbalace, Kenneth (2006). “Chemical Database - Antimony Pentafluoride”. Environmental Chemistry. Truy cập ngày 10 tháng 5 năm 2010.