Hidróxido de tetrametilamônio - Tetramethylammonium hydroxide

Hidróxido de tetrametilamônio
TMAH.svg
TMAH-3D-vdW.png
Nomes
Nome IUPAC
hidróxido de tetrametilazânio
Outros nomes
hidróxido de tetrametilamónio; Hidróxido de N, N, N, -trimetilmetanamínio
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.000.803 Edite isso no Wikidata
UNII
  • InChI = 1S / C4H12N.H2O / c1-5 (2,3) 4; / h1-4H3; 1H2 / q + 1; / p-1 VerificaY
    Chave: WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M VerificaY
  • InChI = 1 / C4H12N.H2O / c1-5 (2,3) 4; / h1-4H3; 1H2 / q + 1; / p-1
    Chave: WGTYBPLFGIVFAS-REWHXWOFAQ
  • C [N +] (C) (C) C. [OH-]
Propriedades
C 4 H 13 N O
Massa molar 91,154  g · mol −1
Densidade ~ 1,015 g / cm 3 (solução aquosa de 20-25%)
Ponto de fusão 67 ° C (153 ° F; 340 K) (penta-hidrato)
Ponto de ebulição decompõe-se
Alto
Perigos
Ficha de dados de segurança Sigma-Aldrich MSDS para TMAH · 5H 2 O
Pictogramas GHS GHS05: Corrosivo GHS06: Tóxico

Palavra-sinal GHS Perigo
H300 , H311 , H314 , H318
P260 , P264 , P270 , P280 , P301 + 310 , P301 + 330 + 331 , P303 + 361 + 353 , P304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P310 , P322 , P361 , P363 , P405 , P501
NFPA 704 (diamante de fogo)
3
0
0
Compostos relacionados
Outros ânions
cloreto de tetrametilamônio
Outros cátions
hidróxido de tetraetilamônio
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 hidróxido de tetrametilamônio ( TMAH ou TMAOH ) é um sal de amônio quaternário com a fórmula molecular N (CH 3 ) 4 +  OH - . É comumente encontrado como soluções concentradas em água ou metanol . O sólido e as soluções são incolores ou amarelados se forem impuros. Embora o TMAH não tenha virtualmente nenhum odor quando puro, as amostras geralmente apresentam um forte cheiro de peixe da trimetilamina, que é uma impureza comum. A TMAH tem inúmeras e diversas aplicações industriais e de pesquisa.

Propriedades quimicas

Estrutura

Estrutura do monohidrato de Me 4 NOH.

O TMAH é mais comumente encontrado como uma solução aquosa, em concentrações de ~ 2–25%, e menos frequentemente como soluções em metanol . Essas soluções são identificadas pelo CAS # 75-59-2. Vários hidratos N (CH 3 ) 4 OH · xH 2 O. ter sido cristalizado. Esses sais apresentam cátions Me 4 N + e ânions hidróxido bem separados . Os grupos hidróxidos estão ligados por pontes de hidrogênio à água de cristalização . O TMAH anidro não foi isolado.

Preparação

Uma das primeiras preparações é a de Walker e Johnston, que a fez pela reação de metátese salina de cloreto de tetrametilamônio e hidróxido de potássio em metanol seco, em que o TMAH é solúvel, mas o cloreto de potássio não:

NMe 4 + Cl - + KOH → NMe 4 + OH - + KCl 

Onde Me representa o grupo metil, –CH 3 .

Este relatório também fornece detalhes para o isolamento de TMAH como seu penta-hidrato, observando a existência de um tri-hidrato, e enfatiza a avidez que até mesmo o primeiro exibe para umidade atmosférica e dióxido de carbono . Esses autores relataram um ponto de fusão de 62–63 ° C para o penta-hidrato e uma solubilidade em água de 220 g / 100 mL a 15 ° C.

Reações

O TMAH é excepcionalmente robusto. Sua meia-vida em NaOH 6 M a 160 ° C é> 61 h.

O TMAH sofre reações simples de ácido-base com ácidos fortes ou fracos para produzir sais de tetrametilamônio cujo ânion é derivado do ácido. Ilustrativo é a preparação de fluoreto de tetrametilamônio :

NMe 4 + OH - + HF → NMe 4 + F - + H 2 O 
  • Soluções de TMAH podem ser usadas para fazer outros sais de tetrametilamônio em uma reação de metátese com sais de amônio , em que o ânion é derivado do sal de amônio. A reação é conduzida na direção desejada pela remoção evaporativa de amônia e água. Por exemplo, o tiocianato de tetrametilamônio pode ser feito a partir de tiocianato de amônio, assim:
NMe 4 + OH - + NH 4 + SCN - → NMe 4 + SCN - + NH 3 + H 2 O 
  • O TMAH, assim como muitos outros sais de TMA contendo ânions simples, se decompõe ao ser aquecido em trimetilamina . O éter dimetílico é o principal produto de decomposição, em vez do metanol . A equação idealizada é:
2 NMe 4 + OH - → 2 NMe 3 + MeOMe + H 2 S 

Propriedades

A TMAH é uma base muito forte .

Usos

Um dos usos industriais do TMAH é para a corrosão anisotrópica do silício . É usado como solvente básico no desenvolvimento de fotoresiste ácido no processo de fotolitografia e é altamente eficaz na remoção de fotoresiste. O TMAH tem algumas propriedades de catalisador de transferência de fase e é usado como um surfactante na síntese de ferrofluido , para inibir a agregação de nanopartículas .

O TMAH é o reagente mais comum usado atualmente em termoquimólise , uma técnica analítica que envolve pirólise e derivatização química do analito .

Gravura anisotrópica úmida

TMAH pertence à família de soluções de hidróxido de amónio quaternário (QAH) e é normalmente utilizado para anisotropicamente etch silício . As temperaturas de corrosão típicas estão entre 70 e 90 ° C e as concentrações típicas são 5–25% em peso de TMAH em água. (100) as taxas de corrosão de silício geralmente aumentam com a temperatura e aumentando a concentração de TMAH. A aspereza da superfície de silicone (100) condicionada diminui com o aumento da concentração de TMAH, e superfícies lisas podem ser obtidas com soluções de TMAH a 20%. As taxas de corrosão estão normalmente na faixa de 0,1-1  micrômetro por minuto.

Os materiais de mascaramento comuns para gravações longas em TMAH incluem dióxido de silício ( LPCVD e térmico) e nitreto de silício . O nitreto de silício tem uma taxa de corrosão desprezível em TMAH; a taxa de corrosão do dióxido de silício em TMAH varia com a qualidade do filme, mas geralmente é da ordem de 0,1 nm / minuto.

Toxicidade

Artigo principal: Tetrametilamônio

O íon tetrametilamônio afeta nervos e músculos, causando dificuldades respiratórias, paralisia muscular e possivelmente a morte. Está estruturalmente relacionado à acetilcolina , um importante neurotransmissor na junção neuromuscular e nos gânglios autonômicos . Essa semelhança estrutural é refletida em seu mecanismo de toxicidade - ele se liga e ativa os receptores nicotínicos de acetilcolina , embora eles possam se tornar insensíveis na presença contínua do agonista . A ação do tetrametilamônio é mais pronunciada nos gânglios autônomos e, portanto, o tetrametilamônio é tradicionalmente classificado como uma droga estimulante de gânglios.

Os efeitos ganglionares podem ter contribuído para mortes após exposição industrial acidental. As "queimaduras químicas" induzidas por esta base forte também são graves. Há evidências de que o envenenamento pode ocorrer pelo contato da pele com soluções concentradas de TMAH.

Veja também

Referências

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