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:
Los fluoruros de oxígeno son agentes oxidantes fuertes con alta energía y pueden liberar su energía instantáneamente o a un ritmo controlado. Por tanto, estos compuestos atrajeron mucha atención como combustibles potenciales en sistemas de propulsión a reacción . [5]
Un método preparativo común implica la fluoración del hidróxido de sodio :
OF 2 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 :
También puede desplazar los halógenos de sus sales. [3] Es a la vez un agente fluorante eficaz y un agente oxidante fuerte . Cuando reacciona con fluoruros de nitrógeno insaturados con descarga eléctrica, da como resultado la formación de trifluoruro de nitrógeno , fluoruros de óxido y otros óxidos. [6] [7]
El O 2 F 2 precipita como un sólido marrón tras la irradiación UV de una mezcla de O 2 líquido y F 2 a -196 °C. [8] También parece ser estable solo 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 incluyen O 2 F 2 . [10]
Por lo general, es un sólido de color amarillo anaranjado que se descompone rápidamente en O 2 y F 2 cerca de su punto de ebullición normal de aproximadamente 216 K. [3]
El O 2 F 2 reacciona violentamente con el fósforo rojo , incluso a -196 °C. También pueden ocurrir explosiones si se usa Freón-13 para moderar la reacción. [9]
O 3 F 2 es un líquido viscoso de color rojo sangre. Permanece líquido a 90 K y, por tanto, se puede diferenciar del O 2 F 2 , que tiene un punto de fusión de aproximadamente 109 K. [11] [3]
Al igual que los demás fluoruros de oxígeno, el O 3 F 2 es endotérmico y se descompone a unos 115 K con desprendimiento de calor, que se produce mediante la siguiente reacción:
Es más seguro trabajar con O 3 F 2 que con ozono y puede evaporarse, descomponerse térmicamente o exponerse a chispas eléctricas, sin ninguna explosión. Pero al entrar en contacto con materia orgánica o compuestos oxidables, puede detonar o explotar. Por lo tanto, la adición de incluso una gota de difluoruro de ozono al amoníaco anhidro sólido dará como resultado una explosión leve, cuando ambos están a 90 K cada uno. [3]
El fluoroperoxilo es una molécula como O–O–F, cuya fórmula química es O 2 F y es estable sólo a baja temperatura. Se ha informado que se produce a partir de flúor atómico y dioxígeno. [12]
En la atmósfera se encuentran radicales que contienen oxígeno y flúor, como O 2 F y OF. Estos, junto con otros radicales halógenos, han sido implicados en la destrucción del ozono en la atmósfera. Sin embargo, se supone que los radicales monofluoruro de oxígeno no desempeñan un papel tan importante en el agotamiento de la capa de ozono porque se cree que los átomos de flúor libres en la atmósfera reaccionan con el metano para producir ácido fluorhídrico que precipita con la lluvia. Esto disminuye la disponibilidad de átomos de flúor libres para que los átomos de oxígeno reaccionen y destruyan las moléculas de ozono. [13]
Reacción neta:
A pesar de la baja solubilidad del O 3 F 2 en oxígeno líquido, se ha demostrado que es hipergólico con la mayoría de los combustibles propulsores de cohetes. El mecanismo implica la ebullición del oxígeno de la solución que contiene O 3 F 2 , haciéndola más reactiva para tener una reacción espontánea con el combustible del cohete. El grado de reactividad también depende del tipo de combustible utilizado. [3]