Tetrafluoruro di silicio

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Tetrafluoruro di silicio
Struttura del tetrafluoruro di silicio
Modello CPK del tetrafluoruro di silicio
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareSiF4
Massa molecolare (u)104,0791
Aspettogas incolore di odore pungente[1]
Numero CAS7783-61-1
Numero EINECS232-015-5
PubChem24556
SMILES
F[Si](F)(F)F
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)1,66 g/mL[1]
Densità (kg·m−3, in c.s.)4,68 g/L[1]
Solubilità in acquareagisce[1]
Temperatura di fusione−86,8 °C (186 K)[1]
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)-1614,94[2]
ΔfG0 (kJ·mol−1)-1572,65[2]
S0m(J·K−1mol−1)282,49[2]
C0p,m(J·K−1mol−1)73,64[2]
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
tossicità acuta corrosivo gas compresso
pericolo
Frasi H330 - 314 - 280
Consigli P260 - 280 - 304+340 - 303+361+353 - 305+351+338 - 315 - 405 - 403

Il tetrafluoruro di silicio o tetrafluorosilano o fluoruro di silicio(IV) è il composto binario di formula SiF4. In condizioni normali è un gas incolore di odore pungente che idrolizza rapidamente in aria umida.

Cenni storici[modifica | modifica wikitesto]

Il tetrafluoruro di silicio fu sintetizzato per la prima volta nel 1812 da John Davy,[3] fratello del più noto chimico inglese Humphry Davy.

Struttura molecolare e configurazione elettronica[modifica | modifica wikitesto]

Il tetrafluoruro di silicio è un composto molecolare. La molecola SiF4 ha struttura tetraedrica, con distanze Si–F di 154,0 pm.[4]

Sintesi[modifica | modifica wikitesto]

Il tetrafluoruro di silicio si ottiene solitamente come sottoprodotto della lavorazione di minerali contenenti fluoro come fluorite e apatite.[2] In laboratorio ci sono varie metodiche per preparare SiF4. Si può agire semplicemente per sintesi diretta a partire dagli elementi[4][5]

Si +2F2 → SiF4

ma il fluoro è un reattivo alquanto pericoloso da maneggiare. Alternativamente si può trattare con acido solforico una miscela di fluoruro di calcio e quarzo polverizzati. Per riscaldamento hanno luogo le reazioni

2CaF2 + 2H2SO4 → 2CaSO4 + 4HF
4HF + SiO2 → SiF4 + 2H2O

Il tetrafluoruro di silicio così prodotto va purificato per rimuovere possibili impurezze (HF).[6]

Un'altra possibilità è decomporre acido fluorosilicico per aggiunta di acido solforico[6]

H2SiF6 → 2HF + SiF4

o decomporre BaSiF6 per riscaldamento[7]

BaSiF6 → BaF2 + SiF4

Ancora, si può far reagire tetracloruro di silicio con fluoruro di calcio a 450-500 ºC[8]

SiCl4 + 2CaF2 → 2CaCl2 + SiF4

Reattività[modifica | modifica wikitesto]

Il tetrafluoruro di silicio è un composto molto stabile; per riscaldamento si decompone solo oltre 800 ºC. Tuttavia è molto reattivo in presenza di acqua.[2] In fase gassosa idrolizza formando fumi di silice e acido fluoridrico,

SiF4 + 2H2O → SiO2 + 4HF

mentre in fase liquida la reazione porta a silice e acido fluorosilicico

3SiF4 + 2H2O → SiO2 + 2H2SiF6

In presenza di un eccesso di base l'idrolisi porta a silice e a fluoruro:

SiF4 + 4NaOH → SiO2 + 4NaF + 2H2O

Usi[modifica | modifica wikitesto]

SiF4 ha usi limitati. La sua reazione di idrolisi è sfruttata per produrre silice pirogenica con alta area superficiale. È stato usato per proteggere dalla corrosione calcestruzzo e cemento. Viene impiegato nella sintesi di silano, di silicio per usi elettronici e di composti organici fluorurati.[2][9]

Tossicità / Indicazioni di sicurezza[modifica | modifica wikitesto]

SiF4 è un gas non infiammabile, ma a contatto con l'umidità atmosferica libera sostanze tossiche (acido fluoridrico e acido fluorosilicico). Risulta quindi fortemente irritante per gli occhi, le vie respiratorie, i polmoni, la pelle e in genere per tutti i tessuti biologici. Non ci sono dati che indichino proprietà cancerogene.[1]

Note[modifica | modifica wikitesto]

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]

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