Pentafluoruro Di Antimonio: Composto chimico

In condizioni standard è un liquido incolore viscoso. È noto soprattutto per le sue caratteristiche di acido di Lewis, ma anche come ossidante e fluorurante. Viene utilizzato per la preparazione dell'acido fluoroantimonico, un superacido che è il più potente acido conosciuto.

Pentafluoruro di antimonio
Nome IUPAC
pentafluoruro di antimonio
Nomi alternativi
fluoruro di antimonio(V) fluoruro antimonico
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	SbF5
Massa molecolare (u)	216,74
Aspetto	liquido incolore oleoso igroscopico
Numero CAS	7783-70-2
Numero EINECS	232-021-8
PubChem	24557
SMILES	F[Sb](F)(F)(F)F
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	2,99
Solubilità in acqua	reazione violenta
Temperatura di fusione	281,4 (8,3 °C)
Temperatura di ebollizione	422,7 (149,5 °C)
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
pericolo
Frasi H	301+311+331 - 314 - 411 - EUH014
Consigli P	260 - 264 - 273 - 280 - 305+351+338 - 310

 

Il pentafluoruro di antimonio è un composto molecolare. Allo stato gassoso la molecola ha struttura a bipiramide trigonale, con simmetria D_3h, in accordo con la teoria VSEPR. Allo stato liquido è molto viscoso, ed è formato da catene polimeriche di ottaedri SbF₆ dove due dei fluoruri collegano due centri Sb vicini. Allo stato cristallino si formano tetrameri di formula [SbF₃(μ-F)]₄. Le distanze Sb–F nell'anello a otto termini Sb₄F₄ sono circa 202 pm; per gli altri fluoruri diretti all'esterno la distanza Sb–F è più corta, circa 182 pm. Negli altri elementi dello stesso gruppo, le specie pentafluoruro di fosforo (PF₅) e pentafluoruro di arsenico (AsF₅) sono monomeriche anche allo stato liquido e solido, probabilmente perché l'atomo centrale è più piccolo impedendo un aumento del numero di coordinazione. Il pentafluoruro di bismuto (BiF₅) è un polimero.

Il pentafluoruro di antimonio fu preparato per la prima volta da Otto Ruff e Wilhelm Plato nel 1904, facendo reagire pentacloruro di antimonio con acido fluoridrico anidro:

${\displaystyle {\ce {SbCl5 \ + \ 5HF -> SbF5 \ + \ 5HCl}}}$ 

Si può preparare anche da trifluoruro di antimonio e fluoro:

${\displaystyle {\ce {SbF3\ +\ F2->SbF5}}}$ 

Il pentafluoruro di antimonio è un composto estremamente reattivo, forte acido di Lewis ed energico fluorurante e ossidante.

Come acido di Lewis

Il pentafluoruro di antimonio è un accettore particolarmente forte di ioni fluoruro, formando l'anione esafluoroantimoniato, [SbF₆]⁻, molto stabile. Si possono formare anche anioni di maggiori dimensioni, dato che [SbF₆]⁻ può ulteriormente reagire con il pentafluoruro di antimonio formando [Sb₂F₁₁]⁻ e [Sb₃F₁₆]⁻. Ad esempio:

${\displaystyle {\ce {SbF5 \ + [SbF6]^{-}-> [Sb2F11]^{-}}}}$ 

La formazione e la stabilità di [SbF₆]⁻ è alla base dell'utilizzo delpentafluoruro di antimonio per la generazione di superacidi. Miscele di perntafluoruro di antimonio e acido fluoridrico sono note come acido fluoroantimonico, il più forte superacido noto, in grado di protonare anche basi estremamente deboli come gli idrocarburi:

${\displaystyle {\ce {SbF5\ +\ 2HF\leftrightarrows [SbF6]^{-}\ +\ [H2F]^{+}}}}$ 

Un altro superacido, noto come acido magico, si ottiene con miscele di pentafluoruro di antimonio e acido fluorosulfonico:

${\displaystyle {\ce {SbF5\ +\ 2HSO3F\leftrightarrows [H2SO3F]^{+}\ +\ [F5SbOSO2F]^{-}}}}$ 

Altre reazioni che evidenziano la tendenza ad accettare ioni fluoruro sono:

${\displaystyle {\ce {SbF5\ +\ NF3\ +\ F2->\ [NF4]^{+}[SbF6]^{-}}}}$ 

${\displaystyle {\ce {SbF5\ +\ AsF3->\ [AsF2]^{+}[SbF6]^{-}}}}$ 

La grande affinità del pentafluoruro di antimonio per lo ione fluoruro ha permesso anche di realizzare la prima reazione chimica che porta alla formazione di fluoro elementare:

${\displaystyle {\ce {4SbF5\ +\ 2K2MnF6->4KSbF6\ +\ 2MnF3\ +\ F2}}}$ 

Come fluorurante e ossidante

Nella formazione di superacidi, l'acidità di Lewis del pentafluoruro di antimonio serve ad aumentare l'acidità di Brønsted dell'acido fluoridrico e acido fluorosolforico (HSO₃F). Analogamente, il pentafluoruro di antimonio può servire ad aumentare il potere ossidante del fluoro per arrivare ad ossidare l'ossigeno:

${\displaystyle {\ce {2SbF5\ +\ F2\ +\ 2O2->2[O2]^{+}[SbF6]^{-}}}}$ 

Anche lo zolfo può essere ossidato con pentafluoruro di antimonio usando un solvente inerte come l'anidride solforosa (SO₂):

${\displaystyle {\ce {S8\ +\ 3SbF5->\ [S8^{2+}][SbF6^{-}]2\ +\ SbF3}}}$ 

Come fluorurante, il pentafluoruro di antimonio è spesso usato in miscela col pentacloruro di antimonio (SbCl₅); in questo modo, ad esempio, dal cloruro di tionile (SOCl₂) e dall'ossicloruro di fosforo (POCl₃) si ottengono rispettivamente fluoruro di tionile (SOF₂) e POFCl₂.

Il pentafluoruro di antimonio è un composto chimico pericoloso. È tossico per inalazione, ingestione e contatto. È fortemente corrosivo per la pelle e non è classificato come cancerogeno. È tossico per gli organismi acquatici e provoca danni a lungo termine per l'ambiente acquatico.

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