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Articulo de referencia

fluoruro de perclorilo

3 \n| Solubility = 0.06 g/(100 ml) (20 °C), slow hydrolysis\n| MeltingPtC = −147.8\n| BoilingPtC = −46.7\n| CriticalTP = {{convert|95.2|°C|°F K|1}}, {{convert|53|atm|kPa psi}} {...

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El fluoruro de perclorilo [ 6 ] es un gas reactivo con la fórmula química ClO₃F . Tiene un olor dulce característico [ 7 ] que se asemeja al de la gasolina y el queroseno. Es tóxico y un potente agente oxidante y fluorante . Es el fluoruro ácido del ácido perclórico .

A pesar de su pequeña entalpía de formación (Δ f H ° = −5,2 kcal/mol (−22 kJ/mol) ), es cinéticamente estable, descomponiéndose solo a 400 °C. [ 3 ] : 380 Es bastante reactivo frente a agentes reductores y aniones, sin embargo, con el átomo de cloro actuando como electrófilo . [ 3 ] : 382 Reacciona explosivamente con agentes reductores como amidas metálicas , metales, hidruros , etc. [ 7 ] Su hidrólisis en agua ocurre muy lentamente, a diferencia de la del fluoruro de clorilo .   

Síntesis y química

El fluoruro de perclorilo se produce principalmente por la fluoración de percloratos . Las primeras síntesis, a principios de la década de 1950, utilizaban flúor gaseoso o fluoruros y oxidación anódica como agentes fluorantes, pero estos generan mezclas gaseosas explosivas . [ 8 ] Un fluorante común en las síntesis modernas es el pentafluoruro de antimonio : [ 3 ] : 372–373

ClO − 4 + 3 HF + 2 SbF 5 → ClO 3 F + [ H 3 O] + + 2 [ SbF 6 ] −

Alternativamente, el perclorato de potasio reacciona con exceso de ácido fluorosulfúrico para dar bisulfato de potasio y fluoruro de perclorilo: [ 8 ]

KClO 4 + HSO 3 F → KHSO 4 + FClO 3

El ClO₃F reacciona con alcoholes para producir percloratos de alquilo , que son explosivos extremadamente sensibles a los golpes. [ 9 ] En presencia de un ácido de Lewis, puede utilizarse para introducir el grupo −ClO₃ en anillos aromáticos mediante sustitución aromática electrofílica . [ 10 ]

Aplicaciones

El fluoruro de perclorilo se utiliza en química orgánica como agente fluorante suave. [ 3 ] : 383 Fue el primer agente fluorante electrófilo de relevancia industrial, utilizado desde la década de 1960 para la producción de esteroides fluorados . [ 9 ] En presencia de tricloruro de aluminio, también se ha utilizado como reactivo de percloración electrófila para compuestos aromáticos. [ 11 ]

El fluoruro de perclorilo se investigó como oxidante de combustible líquido para cohetes de alto rendimiento . [ 12 ] En comparación con el pentafluoruro de cloro y el pentafluoruro de bromo , tiene un impulso específico significativamente menor , pero no tiende a corroer los tanques. No requiere almacenamiento criogénico. El químico de combustible para cohetes John Drury Clark informó en su libro ¡Ignición! que el fluoruro de perclorilo es completamente miscible con oxidantes totalmente halogenados como el trifluoruro de cloro y el pentafluoruro de cloro , y dicha mezcla proporciona el oxígeno necesario para quemar adecuadamente los combustibles que contienen carbono. [ 13 ] También se puede utilizar en fotometría de llama como fuente de excitación. [ 14 ]

El fluoruro de perclorilo es un gas dieléctrico superior al SF6, además de tener un punto de ebullición razonablemente bajo que permite su funcionamiento en un amplio rango de condiciones. Sin embargo, su reactividad química (en comparación con otros gases) ha dificultado su utilización práctica en estos aspectos. [ 15 ] [ 16 ]

Seguridad

El fluoruro de perclorilo es tóxico, con un TLV de 3 ppm . [ 17 ] Es un irritante pulmonar y ocular potente capaz de producir quemaduras en la piel expuesta. Su nivel IDLH es de 100 ppm. [ 18 ] Los síntomas de exposición incluyen mareos, dolores de cabeza, síncope y cianosis . La exposición a niveles tóxicos causa inflamación grave del tracto respiratorio y edema pulmonar . [ 12 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Budavari, Susan, ed. (1989). "7297. Fluoruro de perclorilo". The Merck Index — Encyclopedia of Chemicals, Drugs and Biologicals . Rahway , Nueva Jersey : Merck. pág.  1231. IA147021.
  2. 1 2 3 4 Guía de bolsillo del NIOSH sobre riesgos químicos. "#0490" . Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  3. 1 2 3 4 5 Harry Julius Emeléus ; AG Sharpe (1976). Avances en química inorgánica y radioquímica, Volumen 18. Academic Press. ISBN 0-12-023618-4.
  4. ↑ Chase, MW (2018). "Fluoruro de perclorilo". NIST Chemistry WebBook, SRD 69. pp. 1–1951 . 
  5. 1 2 "Fluoruro de perclorilo" . Concentraciones inmediatamente peligrosas para la vida o la salud . Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional .
  6. ↑ Laboratorio de Ciencia y Tecnología Química. "Fluoruro de perclorilo" . Instituto Nacional de Estándares y Tecnología . Consultado el 28 de noviembre de 2009 .
  7. 1 2 Jared Ledgard (2007). Manual preparatorio de explosivos (3.ª ed.). Lulu.com. pág. 77. ISBN   978-0-615-14290-6.
  8. 1 2 Clark 2018 , pág. 80.
  9. 1 2 Peer Kirsch (2004). Química fluoroorgánica moderna: síntesis, reactividad, aplicaciones . Wiley-VCH. pág. 74. ISBN  3-527-30691-9.
  10. ↑ Peter Bernard David De la Mare (1976). Halogenación electrofílica: vías de reacción que implican el ataque de halógenos electrófilos sobre compuestos insaturados . Archivo CUP. pág. 63. ISBN  0-521-29014-7.
  11. ↑ Inman, CE; Oesterling, RE; Tyczkowski, EA (1958-10-01). "Reacciones del fluoruro de perclorilo con compuestos orgánicos. I. Percloración de compuestos aromáticos1". Journal of the American Chemical Society . 80 (19): 5286– 5288. doi : 10.1021/ja01552a069 . ISSN 0002-7863 . 
  12. 1 2 John Burke Sullivan; Gary R. Krieger (2001). Salud ambiental clínica y exposiciones tóxicas (2.ª ed.). Lippincott Williams & Wilkins. pág. 969. ISBN   0-683-08027-X.
  13. ↑ Clark, John Drury (23 de mayo de 2018). ¡Ignición!: Una historia informal de los propelentes líquidos para cohetes . Rutgers University Press. pág. 302. ISBN  978-0-8135-9918-2OCLC 281664​​ 
  14. ↑ Schmauch, GE; Serfass, EJ (1958). "El uso de fluoruro de perclorilo en fotometría de llama". Applied Spectroscopy . 12 (3): 98– 102. Bibcode : 1958ApSpe..12...98S . doi : 10.1366/000370258774615483 . S2CID 95615583 . 
  15. ↑ Berger (2006). "RESISTENCIA DIELÉCTRICA DE MATERIALES AISLANTES" (PDF) .
  16. ↑ "¿Necesita un oxidante portátil?: El fluoruro de perclorilo es estable y no corrosivo, pero posee un gran poder oxidante" . Chemical & Engineering News Archive . 35 (38): 84–86 . 23 de septiembre de 1957. doi : 10.1021/cen-v035n038.p084a . ISSN 0009-2347 . 
  17. ↑ Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional. "Guía de bolsillo del NIOSH sobre riesgos químicos" . Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades . Consultado el 31 de octubre de 2013 .
  18. ↑ Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional. "Documentación para concentraciones inmediatamente peligrosas para la vida o la salud (IDLH)" . Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades . Consultado el 31 de octubre de 2013 .