Pentafluoruro di bromo

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Pentafluoruro di bromo
Struttura e dimensioni della molecola di pentafluoruro di bromo in fase gassosa
Modello della molecola di pentafluoruro di bromo
Nome IUPAC
Pentafluoruro di bromo
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare BrF5
Massa molecolare (u) 174,89
Aspetto liquido giallo chiaro
Numero CAS [7789-30-2]
Numero EINECS 232-157-8
PubChem 24606
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.) 2,466
Solubilità in acqua reazione violenta
Temperatura di fusione −61,30 °C (334,3 K)
Temperatura di ebollizione 40,25 °C (313,25 K)
Tensione di vapore (Pa) a 293 (20 °C) K 44
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1) –428,9 (g)
–458,6 (l)
S0m(J·K−1mol−1) 320,2 (g)
225,1 (l)
C0p,m(J·K−1mol−1) 99,6
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
Comburente Tossico Corrosivo
Frasi R 8, 23/24/25, 34
Frasi S 7/8, 36/37/39, 45

Il pentafluoruro di bromo è il composto chimico interalogeno con formula BrF5, dove il bromo ha numero di ossidazione +5. In condizioni standard è un liquido giallo chiaro fumante, con odore pungente. È disponibile in commercio, ed è un composto molto tossico e reattivo. Ha proprietà fluoruranti molto forti, anche se meno dell'analogo interalogeno ClF5.

Struttura[modifica | modifica sorgente]

BrF5 è un composto molecolare. La molecola ha struttura a piramide quadrata, con simmetria C4v, in accordo con la teoria VSEPR. Le distanze di legame Br–F sono quelle indicate nella figura. Al di sopra di 450 K la molecola è stereochimicamente non-rigida, come evidenziato da misure di spettroscopia NMR 19F.[1]

Sintesi[modifica | modifica sorgente]

BrF5 fu sintetizzato per la prima volta nel 1931 per reazione diretta tra bromo e fluoro.[2] La reazione è adatta alla preparazione di grosse quantità di prodotto, ed è condotta a 150 °C con un eccesso di fluoro:

Br2 + 5F2 → 2BrF5

Per preparare piccole quantità si usano fluoro e bromuro di potassio:[2]

KBr + 3F2 → KF + BrF5

In questo modo si ottiene BrF5 non contaminato da trifluoruri e altre impurità.[2]

Reattività[modifica | modifica sorgente]

BrF5 è un composto estremamente reattivo. Reagisce esplosivamente con acqua per formare acido bromico e HF:[3]

BrF5 + 3H2O → HBrO3 + 5HF

È un fluorurante molto energico, anche se meno di ClF5 e ClF3. A temperatura ambiente converte la maggior parte dei composti di uranio in UF6. Ad alta temperatura riesce a fluorurare anche silicati:[3]

KAlSi3O8 + 8BrF5 → KF + AlF3 + 3SiF4 + 4O2 + 8BrF3

Può fluorurare i perbromati formando fluoruro di perbromile, BrO3F, e fluoruro di bromile, BrO2F:[3]

2KBrO4 + BrF5 + 2HF → 2BrO3F + BrO2F + 2KHF2

Usando un agente fluorurante e ossidante fortissimo come [KrF]+[AsF6], da BrF5 si può ottenere lo ione [BrF6]+, dove il bromo raggiunge lo stato di ossidazione +7:[1]

[KrF]+[AsF6] + BrF5 → [BrF6]+[AsF6] + Kr

BrF5 può agire come accettore di ioni fluoruro anche per formare lo ione ottaedrico [BrF6]:[3]

BrF5 + CsF → CsBrF6

Usi[modifica | modifica sorgente]

BrF5 è disponibile in commercio, e viene usato come agente fluorurante più pratico da maneggiare rispetto al fluoro, dato che a temperatura ambiente è liquido e non gassoso. Viene utilizzato per reazioni di fluorurazione sia di sostanze organiche che inorganiche (ad esempio, nella lavorazione dei combustibili nucleari). Si usa anche come ossidante in combustibili liquidi per razzi.

Sicurezza[modifica | modifica sorgente]

BrF5 è un composto chimico molto pericoloso. È fortemente corrosivo per la pelle, e i vapori sono irritanti per occhi, pelle e mucose.[4] L'esposizione a 100 ppm per pochi minuti risulta letale in animali da laboratorio. L'esposizione cronica può causare danni a reni e fegato. Per contatto con acqua sviluppa HF, anch'esso tossico e corrosivo. Può infiammarsi o esplodere a contatto con sostanze organiche o metalli in polvere.[5]

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ a b C. E. Housecroft, A. G. Sharpe, Inorganic chemistry, 3ª ed., Harlow (England), Pearson Education Limited, 2008, ISBN 978-0-13-175553-6.
  2. ^ a b c G. A. Hyde, M. M. Boudakian, Synthesis routes to chlorine and bromine pentafluorides in Inorg. Chem., vol. 7, nº 12, 1968, pp. 2648–2649, DOI:10.1021/ic50070a039.
  3. ^ a b c d N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.
  4. ^ International Chemical Safety Card di BrF5. URL consultato il 7-4-2011.
  5. ^ P. Patnaik, A comprehensive guide to the hazardous properties of chemical substances, 3ª ed., Wiley-Interscience, 2007, p. 480, ISBN 0471714585.
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