Гексафторкремниевая кислота - Hexafluorosilicic acid

Гексафторкремниевая кислота
Молекулярная структура гексафторкремниевой кислоты.png
Гексафторкремниевая кислота-3D.png
Имена
Предпочтительное название IUPAC
Гексафторкремниевая кислота
Систематическое название ИЮПАК
Гексафторсиликат дигидрогена
Другие имена
Кремнефтористоводородная кислота, кремнефтористоводородная кислота, кремнефтористоводородная кислота, кремнефторид, кремнефтористоводородная кислота, гексафторсиландиуид оксония, гексафторидосиликат оксония (2-)
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.037.289 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
Номер RTECS
UNII
Номер ООН 1778
  • InChI = 1S / F6Si / c1-7 (2,3,4,5) 6 / q-2 / p + 2 проверитьY
    Ключ: OHORFAFFMDIQRR-UHFFFAOYSA-P проверитьY
  • InChI = 1 / F6Si / c1-7 (2,3,4,5) 6 / q-2 / p + 2
    Ключ: OHORFAFFMDIQRR-SKRXCDHZAM
  • [H +]. [H +]. F [Si-2] (F) (F) (F) (F) F
  • [H +]. [H +]. F [Si -] (F) (F) (F) (F) F
Характеристики
F 6 H 2 Si
Молярная масса 144,091  г · моль -1
Появление прозрачная бесцветная дымящаяся жидкость
Запах кислый, острый
Плотность 1,22 г / см 3 (25% раствор)
1,38 г / см 3 (35% раствор)
1,46 г / см 3 (61% раствор)
Температура плавления ок. 19 ° C (66 ° F, 292 K) (60–70% раствор)
<−30 ° C (−22 ° F, 243 K) (35% раствор) 
Точка кипения 108,5 ° С (227,3 ° F, 381,6 К) (разлагается)
смешивающийся
1,3465
Состав
Октаэдрический SiF 6 2−
Опасности
Паспорт безопасности Внешний паспорт безопасности материала
Пиктограммы GHS GHS05: Коррозийный
Сигнальное слово GHS Опасность
H314
Р260 , Р264 , Р280 , Р301 + 330 + 331 , P303 + 361 + 353 , Р304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P310 , P321 , P363 , P405 , P501
NFPA 704 (огненный алмаз)
3
0
0
точка возгорания Не воспламеняется
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
430 мг / кг (перорально, крыса)
Родственные соединения
Другие анионы
Гексафторотитановая кислота
Другие катионы
Гексафторсиликат аммония

Фторсиликат натрия

Родственные соединения
Гексафторфосфорная кислота
Фторборная кислота
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверить  ( что есть   ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Гексафторкремниевая кислота - неорганическое соединение с химической формулой H
2
SiF
6
также записывается как (H
3
O)
2
[SiF
6
]
. Это бесцветная жидкость, которая чаще всего встречается в виде разбавленного водного раствора, отсюда также предложено второе химическое обозначение. Гексафторкремниевая кислота имеет характерный кисловатый вкус и резкий запах. В больших количествах он вырабатывается естественным путем в вулканах. Производится как побочный продукт при производстве фосфорных удобрений. Полученная гексафторкремниевая кислота почти исключительно используется в качестве предшественника трифторида алюминия и синтетического криолита , которые используются при обработке алюминия. Соли, полученные из гексафторкремниевой кислоты, называются гексафторсиликатами .

Состав

Обычно предполагается, что гексафторкремниевая кислота состоит из заряда ионов оксония, уравновешенного гексафторсиликатными дианионами, а также водой. В водном растворе катион гидроксония (H 3 O + ) традиционно приравнивается к сольватированному протону, и поэтому формула этого соединения часто записывается как H
2
SiF
6
. Расширяя эту метафору, изолированное соединение записывается как H
2
SiF
6
· 2H
2
O
или (H
3
O)
2
SiF
6
Ситуация аналогична ситуации с платинохлористоводородной кислотой , фторборной кислотой и гексафторфосфорной кислотой . Гексафторсиликат - октаэдрический анион; расстояния связи Si – F составляют 1,71  Å . Гексафторкремниевая кислота коммерчески доступна только в виде раствора.

Производство и основные реакции

Товарный химический фтороводород получают из флюорита обработкой серной кислотой . В качестве побочного продукта получается около 50 кг (H 3 O) 2 SiF 6 на тонну HF в результате реакций с участием кремнеземсодержащих минеральных примесей. (H 3 O) 2 SiF 6 также производится как побочный продукт при производстве фосфорной кислоты из апатита и фторапатита . Опять же, часть HF, в свою очередь, реагирует с силикатными минералами, которые являются неизбежным компонентом минерального сырья, с образованием тетрафторида кремния . Образованный таким образом тетрафторид кремния далее реагирует с HF. Чистый процесс можно описать как:

SiO
2
+ 6 HF → SiF2-
6
+ 2  часа
3
О+

Гексафторкремниевую кислоту можно также получить обработкой тетрафторида кремния плавиковой кислотой.

В воде гексафторкремниевая кислота легко гидролизуется до плавиковой кислоты и различных форм аморфного и гидратированного кремнезема («SiO 2 »). При концентрации, обычно используемой для фторирования воды, происходит 99% гидролиз, и pH падает. Скорость гидролиза увеличивается с увеличением pH. При pH питьевой воды степень гидролиза составляет практически 100%.

H 2 SiF 6 + 2 H 2 O → 6 HF + «SiO 2 »

Нейтрализация растворов гексафторкремниевой кислоты основаниями щелочных металлов дает соответствующие фторосиликатные соли щелочных металлов:

(H 3 O) 2 SiF 6 + 2 NaOH → Na 2 SiF 6 + 4 H 2 O

Полученная соль Na 2 SiF 6 в основном используется при фторировании воды. Аналогичным образом производятся родственные соли аммония и бария для других применений.

При pH, близком к нейтральному, соли гексафторсиликата быстро гидролизуются в соответствии с этим уравнением:

SiF2-
6
+ 2 H 2 O → 6 F - + SiO 2 + 4 H +

Использует

Большая часть гексафторкремниевой кислоты превращается во фторид алюминия и синтетический криолит . Эти материалы играют ключевую роль в превращении алюминиевой руды в металлический алюминий . Превращение в трифторид алюминия описывается как:

H 2 SiF 6 + Al 2 O 3 → 2 AlF 3 + SiO 2 + H 2 O

Гексафторкремниевая кислота также превращается во множество полезных солей гексафторсиликата. Соль калия, фторосиликат калия , используется в производстве фарфора, соль магния для затвердевшего бетона и как инсектицид, а соли бария для люминофоров.

Гексафторкремниевая кислота также используется в качестве электролита в электролитическом процессе Беттса для рафинирования свинца.

Гексафторкремниевая кислота (обозначенная на этикетке как кремнефтористоводородная кислота) вместе с щавелевой кислотой являются активными ингредиентами, используемыми в очищающих средствах Iron Out для удаления ржавчины, которые, по сути, представляют собой разновидности кисловки для стирки .

Нишевые приложения

H 2 SiF 6 - специализированный реагент в органическом синтезе для разрыва связей Si – O силиловых эфиров . Для этого он более реактивен, чем HF. Он реагирует быстрее с т - butyldimethysilyl ( TBDMS ) простые эфиры , чем триизопропилсилил ( СОВЕТЫ ) простые эфиры.

Нанесение гексафторкремниевой кислоты на богатую кальцием поверхность, такую ​​как бетон, придаст этой поверхности некоторую устойчивость к воздействию кислоты.

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

Фторид кальция (CaF 2 ) - нерастворимое твердое вещество, устойчивое к кислотам.

Гексафторкремниевая кислота и ее соли используются в качестве консервантов древесины .

Натуральные соли

Некоторые редкие минералы, встречающиеся в вулканических или угольных фумаролах, представляют собой соли гексафторкремниевой кислоты. Примеры включают гексафторсиликат аммония, который в природе встречается в виде двух полиморфов: криптогалита и барарита.

Безопасность

Гексафторкремниевая кислота может выделять фтористый водород при испарении, поэтому она сопряжена с аналогичными рисками. Вдыхание паров может вызвать отек легких . Как и фтористый водород, он разрушает стекло и керамику . Значение LD 50 гексафторкремниевой кислоты составляет 430 мг / кг.

Смотрите также

использованная литература