Ácido hexafluorossilícico - Hexafluorosilicic acid

Ácido hexafluorosilicic
Hexafluorosilicic acid molecular structure.png
Hexafluorosilicic-acid-3D.png
Nomes
Nome IUPAC preferido
Ácido hexafluorosilicic
Nome IUPAC sistemático
Hexafluorossilicato de dihidrogênio
Outros nomes
Ácido fluorossilícico, ácido fluosilico, ácido hidrofluorossilícico, silicofluoreto, ácido silicofluórico, hexafluorossilanodiuida de oxônio, hexafluoridosilicato de oxônio (2−)
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.037.289 Edite isso no Wikidata
Número EC
Número RTECS
UNII
Número ONU 1778
  • InChI = 1S / F6Si / c1-7 (2,3,4,5) 6 / q-2 / p + 2 VerificaY
    Chave: OHORFAFFMDIQRR-UHFFFAOYSA-P VerificaY
  • InChI = 1 / F6Si / c1-7 (2,3,4,5) 6 / q-2 / p + 2
    Chave: OHORFAFFMDIQRR-SKRXCDHZAM
  • [H +]. [H +]. F [Si-2] (F) (F) (F) (F) F
  • [H +]. [H +]. F [Si -] (F) (F) (F) (F) F
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
1,3465
Estrutura
Octaédrico SiF 6 2−
Perigos
Ficha de dados de segurança MSDS externo
Pictogramas GHS GHS05: Corrosivo
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)
3
0
0
Ponto de inflamação Não inflamável
Dose ou concentração letal (LD, LC):
LD 50 ( dose mediana )
430 mg / kg (oral, rato)
Compostos relacionados
Outros ânions
Ácido hexafluorotitânico
Outros cátions
Hexafluorossilicato de amônio

Fluorossilicato de sódio

Compostos relacionados
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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Referências da Infobox

O ácido hexafluorossilícico é um composto inorgânico com a fórmula química H
2
SiF
6
também escrito como (H
3
O)
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
2
SiF
6
. Estendendo essa metáfora, o composto isolado é então escrito como H
2
SiF
6
· 2H
2
O
, ou (H
3
O)
2
SiF
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
3
O+

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.

Veja também

Referências