Ácido hexafluorossilícico - Hexafluorosilicic acid
Nomes | |
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Nome IUPAC preferido
Ácido hexafluorosilicic |
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Nome IUPAC sistemático
Hexafluorossilicato de dihidrogênio |
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Outros nomes
Ácido fluorossilícico, ácido fluosilico, ácido hidrofluorossilícico, silicofluoreto, ácido silicofluórico, hexafluorossilanodiuida de oxônio, hexafluoridosilicato de oxônio (2−)
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Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol )
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ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100.037.289 |
Número EC | |
PubChem CID
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Número RTECS | |
UNII | |
Número ONU | 1778 |
Painel CompTox ( EPA )
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Propriedades | |
F 6 H 2 Si | |
Massa molar | 144,091 g · mol −1 |
Aparência | líquido transparente, incolor, fumegante |
Odor | azedo, pungente |
Densidade | 1,22 g / cm 3 (25% soln.) 1,38 g / cm 3 (35% soln.) 1,46 g / cm 3 (61% soln). |
Ponto de fusão | ca. 19 ° C (66 ° F; 292 K) (solução de 60–70%) <−30 ° C (−22 ° F; 243 K) (solução de 35%) |
Ponto de ebulição | 108,5 ° C (227,3 ° F; 381,6 K) (se decompõe) |
miscível | |
Índice de refração ( n D )
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1,3465 |
Estrutura | |
Octaédrico SiF 6 2− | |
Perigos | |
Ficha de dados de segurança | MSDS externo |
Pictogramas GHS | |
Palavra-sinal GHS | Perigo |
H314 | |
P260 , P264 , P280 , P301 + 330 + 331 , P303 + 361 + 353 , P304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P310 , P321 , P363 , P405 , P501 | |
NFPA 704 (diamante de fogo) | |
Ponto de inflamação | Não inflamável |
Dose ou concentração letal (LD, LC): | |
LD 50 ( dose mediana )
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430 mg / kg (oral, rato) |
Compostos relacionados | |
Outros ânions
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Ácido hexafluorotitânico |
Outros cátions
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Hexafluorossilicato de amônio |
Compostos relacionados
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Ácido hexafluorofosfórico Ácido fluorobórico |
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
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verificar (o que é ?) | |
Referências da Infobox | |
O ácido hexafluorossilícico é um composto inorgânico com a fórmula química H
2SiF
6também escrito como (H
3O)
2[SiF
6] . É um líquido incolor encontrado principalmente na forma de solução aquosa diluída, daí a segunda notação química também proposta. O ácido hexafluorossilícico tem um sabor ácido e um cheiro pungente característicos. É produzido naturalmente em grande escala nos vulcões. É fabricado como coproduto na produção de fertilizantes fosfatados. O ácido hexafluorosilícico resultante é quase exclusivamente consumido como um precursor do trifluoreto de alumínio e da criolita sintética , que são usados no processamento de alumínio. Os sais derivados do ácido hexafluorossilícico são chamados hexafluorossilicatos .
Estrutura
O ácido hexafluorossilícico é geralmente assumido como consistindo de carga de íons oxônio balanceada por dianions hexafluorossilicato, bem como água. Em solução aquosa, o cátion hidrônio (H 3 O + ) é tradicionalmente igualado a um próton solvatado e, como tal, a fórmula para este composto é frequentemente escrita como H
2SiF
6. Estendendo essa metáfora, o composto isolado é então escrito como H
2SiF
6· 2H
2O , ou (H
3O)
2SiF
6.A situação é semelhante à do ácido cloroplatínico , ácido fluorobórico e ácido hexafluorofosfórico . O hexafluorossilicato é um ânion octaédrico; as distâncias da ligação Si – F são 1,71 Å . O ácido hexafluorossilícico só está disponível comercialmente como solução.
Produção e principais reações
O fluoreto de hidrogênio químico commodity é produzido a partir da fluorita por tratamento com ácido sulfúrico . Como subproduto, aproximadamente 50 kg de (H 3 O) 2 SiF 6 são produzidos por tonelada de HF devido a reações envolvendo impurezas minerais contendo sílica. (H 3 O) 2 SiF 6 também é produzido como um subproduto da produção de ácido fosfórico a partir da apatita e da fluorapatita . Novamente, parte do HF, por sua vez, reage com minerais de silicato, que são um constituinte inevitável da matéria-prima mineral, para dar tetrafluoreto de silício . Assim formado, o tetrafluoreto de silício reage posteriormente com HF. O processo líquido pode ser descrito como:
-
SiO
2+ 6 HF → SiF2−
6+ 2 H
3O+
O ácido hexafluorossilícico também pode ser produzido tratando tetrafluoreto de silício com ácido fluorídrico.
Na água, o ácido hexafluorossilícico hidrolisa prontamente em ácido fluorídrico e várias formas de sílica amorfa e hidratada ("SiO 2 "). Na concentração normalmente usada para a fluoretação da água, ocorre uma hidrólise de 99% e o pH cai. A taxa de hidrólise aumenta com o pH. No pH da água potável, o grau de hidrólise é essencialmente 100%.
- H 2 SiF 6 + 2 H 2 O → 6 HF + "SiO 2 "
A neutralização de soluções de ácido hexafluorossilícico com bases de metal alcalino produz os correspondentes sais de fluorossilicato de metal alcalino:
- (H 3 O) 2 SiF 6 + 2 NaOH → Na 2 SiF 6 + 4 H 2 O
O sal resultante Na 2 SiF 6 é usado principalmente na fluoretação da água. Sais de amônio e bário relacionados são produzidos de forma semelhante para outras aplicações.
Com pH próximo ao neutro, os sais de hexafluorossilicato hidrolisam rapidamente de acordo com esta equação:
-
SiF2−
6 + 2 H 2 O → 6 F - + SiO 2 + 4 H +
Usos
A maior parte do ácido hexafluorossilícico é convertida em fluoreto de alumínio e criolita sintética . Esses materiais são fundamentais para a conversão do minério de alumínio em alumínio metálico. A conversão em trifluoreto de alumínio é descrita como:
- H 2 SiF 6 + Al 2 O 3 → 2 AlF 3 + SiO 2 + H 2 O
O ácido hexafluorossilícico também é convertido em uma variedade de sais de hexafluorossilicato úteis. O sal de potássio, fluorossilicato de potássio , é usado na produção de porcelanas, o sal de magnésio para concretos endurecidos e como inseticida e os sais de bário para fósforos.
O ácido hexafluorossilícico também é usado como eletrólito no processo eletrolítico de Betts para refinar o chumbo.
O ácido hexafluorossilícico (identificado como ácido hidrofluorossilícico no rótulo) junto com o ácido oxálico são os ingredientes ativos usados nos produtos de limpeza para remoção de ferrugem Iron Out , que são essencialmente variedades de ácidos para a lavanderia .
Aplicações de nicho
H 2 SiF 6 é um reagente especializado em síntese orgânica para clivar ligações Si – O de éteres silílicos . É mais reativo para esse propósito do que o HF. Ele reage mais rápido com éteres t - butildimetisilil ( TBDMS ) do que com éteres triisopropilsilil ( TIPS ).
A aplicação de ácido hexafluorosilica a uma superfície rica em cálcio, como o concreto, dará a essa superfície alguma resistência ao ataque do ácido.
- CaCO 3 + H 2 O → Ca 2+ + 2 OH - + CO 2
- H 2 SiF 6 → 2 H + + SiF2−
6 -
SiF2−
6 + 2 H 2 O → 6 F - + SiO 2 + 4 H + - Ca 2+ + 2 F - → CaF 2
O fluoreto de cálcio (CaF 2 ) é um sólido insolúvel resistente a ácidos.
O ácido hexafluorossilícico e os sais são usados como agentes de preservação da madeira .
Sais naturais
Alguns minerais raros, encontrados em fumarolas vulcânicas ou de carvão, são sais do ácido hexafluorossilícico. Os exemplos incluem hexafluorossilicato de amônio que ocorre naturalmente como dois polimorfos: criptohalita e bararita.
Segurança
O ácido hexafluorossilícico pode liberar fluoreto de hidrogênio quando evaporado, por isso apresenta riscos semelhantes. A inalação dos vapores pode causar edema pulmonar . Como o fluoreto de hidrogênio, ele ataca o vidro e o grés . O valor LD 50 do ácido hexafluorossilícico é 430 mg / kg.