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Articulo de referencia

tetrafluoruro de silicio

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El tetrafluoruro de silicio o tetrafluorosilano es un compuesto químico con la fórmula SiF₄ . Este gas incoloro se caracteriza por tener un rango de temperatura en estado líquido muy estrecho: su punto de ebullición está solo 4 ° C  por encima de su punto de fusión. Fue preparado por primera vez en 1771 por Carl Wilhelm Scheele disolviendo sílice en ácido fluorhídrico , [ 5 ] y posteriormente sintetizado por John Davy en 1812. [ 6 ] Es una molécula tetraédrica y es corrosiva. [ 7 ]

Aparición

Las columnas volcánicas contienen cantidades significativas de tetrafluoruro de silicio. La producción puede alcanzar varias toneladas por día. [ 8 ] Algunas cantidades también se emiten por incendios espontáneos de carbón. [ 9 ] El tetrafluoruro de silicio se hidroliza parcialmente y forma ácido hexafluorosilícico .

Preparación

SiF4 es un subproducto de la producción defertilizantesfosfatadospor proceso húmedo, resultante del ataque deHF(derivado dede fluorapatita) sobresilicatos, que están presentes como impurezas en lasrocas fosfáticas. [ 10 ] Elácido fluorhídricoy el dióxido de silicio (SiO2) reaccionan para producirácido hexafluorosilícico: [ 10 ]

6 HF + SiO 2 → H 2 SiF 6 + 2 H 2 O

En el laboratorio, el compuesto se prepara calentando hexafluorosilicato de bario (Ba[SiF 6 ]) por encima de 300 °C (572 °F), momento en el que el sólido libera SiF volátil.  4 , dejando un residuo deBaF2 .

Ba [ SiF 6 ] + 400°C → BaF 2 + SiF 4

Alternativamente, el hexafluorosilicato de sodio ( Na₂ [ SiF₆ ] ) también puede descomponerse térmicamente a 400 °C (752 °F) - 600 °C (1112 °F) (opcionalmente en atmósfera inerte de nitrógeno) [ 11 ] : 8    

Na 2 [ SiF 6 ] + 400°C → 2 NaF + SiF 4

Usos

Este compuesto volátil tiene un uso limitado en microelectrónica y síntesis orgánica . [ 12 ]

También se utiliza en la producción de ácido fluorosilícico (véase más arriba). [ 7 ]

En la década de 1980, como parte del Proyecto de Paneles Solares de Bajo Costo del Laboratorio de Propulsión a Chorro , [ 13 ] se investigó como una materia prima potencialmente barata para la producción de silicio policristalino en reactores de lecho fluidizado . [ 14 ] Se patentaron pocos métodos que lo utilizaban para dicho proceso de producción. [ 11 ] [ 15 ]

El proceso de Ethyl Corporation

En la década de 1980, Ethyl Corporation ideó un proceso que utiliza ácido hexafluorosilícico e hidruro de sodio y aluminio (NaAlH₄ ) (u otro hidruro de metal alcalino ) para producir silano (SiH₄ ) . [ 16 ]

Seguridad

En 2001, las autoridades de Nueva Jersey la catalogaron como una sustancia peligrosa, corrosiva y que puede irritar gravemente o incluso quemar la piel y los ojos. [ 7 ] Es mortal si se inhala. [ 2 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 Compuestos de silicio, haluros de silicio. Collins, W.: Enciclopedia Kirk-Othmer de tecnología química; John Wiley & Sons, Inc, 2001.
  2. 1 2 "FICHA DE DATOS DE SEGURIDAD: Tetrafluoruro de silicio" (PDF) . Airgas . 9 de abril de 2018.
  3. ↑ Lide, David R.; Kehiaian, Henry V. (1994). CRC Handbook of Thermophysical and Thermochemical Data (PDF) . CRC Press. pág. 28. 
  4. ↑ "Fluoruros (como F)" . Concentraciones inmediatamente peligrosas para la vida o la salud . Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional .
  5. ↑ Greenwood y Earnshaw 1997 , pág. 328.
  6. ↑ John Davy (1812). "Relato de algunos experimentos sobre diferentes combinaciones de ácido fluorhídrico" . Philosophical Transactions of the Royal Society of London . 102 : 352–369 . doi : 10.1098/rstl.1812.0020 . ISSN 0261-0523 . JSTOR 107324 .  
  7. 1 2 3 "Hoja informativa sobre sustancias peligrosas" (PDF) . Departamento de Salud y Servicios para Personas Mayores de Nueva Jersey. Noviembre de 2001.
  8. ↑ T. Mori; M. Sato; Y. Shimoike; K. Notsu (2002). "Alta relación SiF 4 /HF detectada en la columna del volcán Satsuma-Iwojima mediante observación remota FT-IR" (PDF) . Espacio Planetas Tierra . 54 (3): 249– 256. Bibcode : 2002EP y S...54..249M . doi : 10.1186/BF03353024 . S2CID 55173591 . 
  9. ↑ Kruszewski, Ł., Fabiańska, MJ, Ciesielczuk, J., Segit, T., Orłowski, R., Motyliński, R., Moszumańska, I., Kusy, D. 2018 – Primera exploración multiherramienta de un sistema gas-condensado-pirolizado del entorno de pilas de carbón en combustión: Un estudio in situ mediante FTIR y de laboratorio mediante GC y PXRD basado en materiales de la Alta Silesia. Science of the Total Environment, 640-641, 1044-1071; DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.05.319
  10. 1 2 Hoffman, CJ; Gutowsky, HS (1953). "Fluoruro de germanio(IV)". Síntesis inorgánicas . Vol. 4. págs. 147–8 . doi : 10.1002/9780470132357.ch48 . ISBN   978-0-470-13163-3.{{cite book}}: Incompatibilidad de ISBN/Fecha ( ayuda )
  11. 1 2 Us Concedido A345458 , Keith, C. Hansen y L. Yaws, Carl, "Patente de generación de tetrafluoruro de silicio", publicado el 3 de enero de 1982, emitido en 1982 
  12. ↑ Shimizu, M. "Fluoruro de silicio(IV)" Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica, 2001 John Wiley & Sons. doi : 10.1002/047084289X.rs011
  13. ↑ Callaghan, William T. (1981). "Progreso y planes del proyecto de paneles solares de bajo costo" . En Palz, W. (ed.). Conferencia sobre energía solar fotovoltaica . Dordrecht: Springer Netherlands. pp. 279–286 . doi : 10.1007/978-94-009-8423-3_40 . ISBN  978-94-009-8423-3.
  14. ↑ Acharya, HN; Datta, SK; Banerjee, HD; Basu, S. (1982-09-01). "Preparación a baja temperatura de silicio policristalino a partir de tetracloruro de silicio" . Materials Letters . 1 (2): 64– 66. Bibcode : 1982MatL....1...64A . doi : 10.1016/0167-577X(82)90008-8 . ISSN 0167-577X . 
  15. ↑ CA 2741023A1 , Anatoli, V. Pushko y Tozzoli, Silvio, "Método para la producción de silicio policristalino", publicado en 2008 
  16. ↑ "El proceso de Ethyl Corporation: Silano y reactor de lecho fluidizado" . Todo sobre energía solar | Energía solar, sistemas helio, paneles solares, colectores, equipos para calentar agua y espacios mediante energía solar y todo lo relacionado con la energía solar . 11 de agosto de 2015.
  • Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Química de los elementos (2.ª  ed.). Butterworth-Heinemann. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN 978-0-08-037941-8.