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fluoruro de oxígeno

difluoruro de oxígeno Los fluoruros de oxígeno son compuestos de los elementos oxígeno y flúor con la fórmula general O n F 2 , donde n = 1 a 6. Se conocen muchos fluoruros de o...

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difluoruro de oxígeno

Los fluoruros de oxígeno son compuestos de los elementos oxígeno y flúor con la fórmula general O n F 2 , donde n = 1 a 6. Se conocen muchos fluoruros de oxígeno diferentes:

difluoruro de tetraoxígeno

Los fluoruros de oxígeno son agentes oxidantes fuertes con alta energía y pueden liberarla instantáneamente o a una velocidad controlada. Por lo tanto, estos compuestos han atraído mucha atención como oxidantes potenciales en sistemas de propulsión a chorro . [ 5 ]

Síntesis, propiedades y reacciones

difluoruro de oxígeno ( OF2 )

difluoruro de oxígeno

Un método de preparación común implica la fluoración del hidróxido de sodio :

2 F 2 + 2 NaOH → DE 2 + 2 NaF + H 2 O

El OF₂ es un gas incoloro a temperatura ambiente y un líquido amarillo por debajo de 128 K. El difluoruro de oxígeno tiene un olor irritante y es venenoso. [ 3 ] Reacciona cuantitativamente con haloácidos acuosos para dar halógenos libres :

OF 2 + 4 HCl → 2 Cl 2 + 2 HF + 2 H 2 O

También puede desplazar halógenos de sus sales. [ 3 ] Es un agente fluorante eficaz y un agente oxidante fuerte . Cuando reacciona con fluoruros de nitrógeno insaturados mediante descarga eléctrica, produce trifluoruro de nitrógeno , fluoruros de óxido y otros óxidos. [ 6 ] [ 7 ]

Difluoruro de dioxígeno ( O₂F₂ )

Difluoruro de dioxígeno

El O₂F₂ precipita como un sólido marrón al irradiar con luz ultravioleta una mezcla de O₂ y F₂ líquidos a −196 ° C . [ 8 ] También parece ser estable únicamente por debajo de −160 ° C. [ 9 ] El método general de preparación de muchos fluoruros de oxígeno es una descarga eléctrica en fase gaseosa en recipientes fríos que contienen O₂F₂ . [ 10 ]  

O₂ + F₂ → O₂F₂ ( descarga eléctrica, 183 ° C )

Es típicamente un sólido amarillo anaranjado que se descompone rápidamente en O₂ y F₂ cerca de su punto de ebullición normal de aproximadamente 216 K. [ 3 ]

El O₂F₂ reacciona violentamente con el fósforo rojo , incluso a −196  °C. También pueden producirse explosiones si se utiliza Freón-13 para moderar la reacción. [ 9 ]

Difluoruro de trioxígeno o difluoruro de ozono ( O₃F₂ )

El O₃F₂ es un líquido viscoso de color rojo sangre. Permanece líquido a 90 K y, por lo tanto, se puede diferenciar del O₂F₂ , que tiene un punto de fusión de aproximadamente 109 K. [ 11 ] [ 3 ]

Al igual que los demás fluoruros de oxígeno, el O₃F₂ es endotérmico y se descompone a unos 115 K con desprendimiento de calor, que viene dado por la siguiente reacción:

2 O 3 F 2 → O 2 + 2 O 2 F 2

El O₃F₂ es más seguro de manipular que el ozono , y puede evaporarse, descomponerse térmicamente o exponerse a chispas eléctricas sin que se produzcan explosiones. Sin embargo, al entrar en contacto con materia orgánica o compuestos oxidables, puede detonar o explotar. Por lo tanto, la adición de incluso una sola gota de difluoruro de ozono al amoníaco anhidro sólido provocará una leve explosión cuando ambos se encuentren a 90 K. [ 3 ]

Fluoroperoxilo

El fluoroperoxilo es una molécula como O–O–F, cuya fórmula química es O₂F y es estable solo a bajas temperaturas. Se ha informado que se produce a partir de flúor atómico y dioxígeno . [ 12 ]

O₂ + F → O₂F

Preparación general de difluoruros de polioximetileno

Efectos sobre el ozono

En la atmósfera se encuentran radicales que contienen oxígeno y flúor, como O₂F y OF. Estos , junto con otros radicales halógenos , se han relacionado con la destrucción del ozono atmosférico. Sin embargo, se supone que los radicales monofluoruro de oxígeno no desempeñan un papel tan importante en el agotamiento del ozono, ya que se cree que los átomos de flúor libres en la atmósfera reaccionan con el metano para producir ácido fluorhídrico , que precipita en la lluvia. Esto disminuye la disponibilidad de átomos de flúor libres para que los átomos de oxígeno reaccionen con las moléculas de ozono y las destruyan. [ 13 ]

O 3 + F → O 2 + OF
O + OF → O 2 + F

Reacción neta:

O 3 + O → 2 O 2

propulsor hipergólico

A pesar de la baja solubilidad del O₃F₂ en oxígeno líquido, se ha demostrado que es hipergólico con la mayoría de los combustibles para cohetes. El mecanismo implica la evaporación del oxígeno de la solución que contiene O₃F₂ , lo que aumenta su reactividad y provoca una reacción espontánea con el combustible del cohete . El grado de reactividad también depende del tipo de combustible utilizado . [ 3 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Solomon, IJ; et  al. (1968). "Estudios adicionales sobre la existencia de O 3 F 2 ". Journal of the American Chemical Society . 90 (20): 5408– 5411. doi : 10.1021/ja01022a014 .
  2. ↑ Misochko, Eugenii Ya; Alexander V. Akimov; Charles A. Wight (1999). "Observación espectroscópica infrarroja del complejo intermedio estabilizado FO 3 formado por la reacción de átomos de flúor móviles con moléculas de ozono atrapadas en una matriz de argón". The Journal of Physical Chemistry A . 103 (40): 7972– 7977. Bibcode : 1999JPCA..103.7972M . doi : 10.1021/jp9921194 .
  3. 1 2 3 4 5 6 7 Streng, AG (1963). "Los fluoruros de oxígeno". Chemical Reviews . 63 (6): 607– 624. doi : 10.1021/cr60226a003 .
  4. ↑ Streng, AG; AV Grosse (1966). "Dos nuevos fluoruros de oxígeno, O 5 F 2 y O 6 F 2 ". Journal of the American Chemical Society . 88 : 169– 170. doi : 10.1021/ja00953a035 .
  5. ↑ Jäger, Susanne; et al. (1986). "Flúor y Oxígeno". Flúor . Berlín, Heidelberg: Springer. págs. 1-161 .  
  6. 1 2 Nikitin, Igor Vasil'evich; V. Ya Rosolovskii (1971). "Fluoruros de oxígeno y compuestos dioxigenílicos". Russian Chemical Reviews . 40 (11): 889– 900. Bibcode : 1971RuCRv..40..889N . doi : 10.1070/rc1971v040n11abeh001981 . S2CID 250903149 . 
  7. ↑ Lawless, Edward W.; Ivan C. Smith (1968). Oxidantes inorgánicos de alta energía: síntesis, estructura y propiedades . M. Dekker.
  8. ↑ Marx, Rupert; Konrad Seppelt (2015). "Investigaciones estructurales sobre fluoruros de oxígeno". Dalton Transactions . 44 (45): 19659– 19662. doi : 10.1039/c5dt02247a . PMID 26351980 . 
  9. 1 2 Solomon, Irvine J. Investigación sobre la química del O 3 F 2 y O 2 F 2 . No. IITRI-C227-6. IIT RESEARCH INST CHICAGO IL, 1964.
  10. ↑ Goetschel, Charles T.; et al. (1969). "Química de la radiación a baja temperatura. I. Preparación de fluoruros de oxígeno y tetrafluoroborato de dioxigenilo". Journal of the American Chemical Society . 91 (17): 4702– 4707. doi : 10.1021/ja01045a020 . 
  11. ↑ De Marco, Ronald A., y Jean'ne M. Shreeve. "Peróxidos fluorados". Avances en química inorgánica y radioquímica . Vol. 16. Academic Press, 1974. 109-176.
  12. ↑ JLLyman y R. Holland, J. Phys. Chem. , 1988 ,92, 7232.
  13. ↑ Francisco JS (1993). "Una investigación ab initio sobre la importancia del intermedio HOOF en reacciones de acoplamiento que involucran especies FOO x y HO x". The Journal of Chemical Physics . 98 (3): 2198– 2207. Bibcode : 1993JChPh..98.2198F . doi : 10.1063/1.464199 .