stringtranslate.com

Pentafluoruro de vanadio

El fluoruro de vanadio (V) es un compuesto inorgánico con la fórmula química VF 5 . Es un líquido volátil incoloro [1] que se congela cerca de la temperatura ambiente. Es un compuesto altamente reactivo, como lo indica su capacidad para fluorar sustancias orgánicas . [2]

Propiedades y estructura

El compuesto es exclusivamente un monómero en fase gaseosa. [3] En fase gaseosa adopta una geometría bipiramidal trigonal simétrica D 3h como lo indica la difracción de electrones . [4] Como sólido, VF 5 forma una estructura polimérica con centros octaédricos de vanadio con puentes de fluoruro . [3] [5]

La entalpía de formación de VF 5 es -1429,4 ± 0,8 kJ/mol. [6]

Es el único pentahaluro de vanadio conocido.

Síntesis

El pentafluoruro de vanadio se puede preparar mediante fluoración del metal vanadio: [7] [1]

2V+ 5F2 → 2VF5

Alternativamente, la desproporción del tetrafluoruro de vanadio produce cantidades iguales de trifluoruro sólido y pentafluoruro volátil: [8] [9] [1]

2FV4 → FV3 + FV5​

Esta conversión se lleva a cabo a 650 °C. También se puede sintetizar utilizando flúor elemental para fluorar concentrados industriales y materias primas con el fin de producir VF 5 a escala industrial. El VF 5 se puede sintetizar a partir de la reacción de materias primas como vanadio metálico , ferrovanadio , óxido de vanadio (V) y tetrafluoruro de vanadio con flúor elemental . [10]

El VF 5 se ioniza en estado líquido como lo reflejan los altos valores de la constante de Trouton y las conductividades eléctricas . [11]

Características y reactividad

El interés por este compuesto altamente corrosivo comenzó en los años cincuenta cuando se realizaron amplios estudios sobre sus propiedades fisicoquímicas . [10] Es un potente agente fluorante y oxidante. Oxida el azufre elemental a tetrafluoruro de azufre :.

S + 4 VF 5 → 4 VF 4 + SF 4

Al igual que otros haluros metálicos electrofílicos, se hidroliza, primero al oxihaluro :

VF5 + H2O → VOF3 + 2HF

Luego al óxido binario:

2 VOF 3 + 3 H 2 O → V 2 O 5 + 6 HF

La hidrólisis se acelera en presencia de una base. A pesar de su tendencia a hidrolizarse, puede disolverse en alcoholes.

Es un ácido de Lewis , como lo ilustra su formación del hexafluorovanadato: [12] [13] [14]

VF 5 + KF → KVF 6

El pentafluoruro de vanadio es un ácido más débil y sufre principalmente reacciones oxidativas y fluorantes. [15]

El compuesto fluora polifluoroolefinas insaturadas en polifluoroalcanos. [10]

El compuesto se disuelve sin reacción en Cl2 y Br2 líquidos . VF5 es moderadamente soluble en HF.

Referencias

  1. ^ abc Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Química de los elementos (2.ª ed.). Butterworth-Heinemann . pág. 989. ISBN 978-0-08-037941-8.
  2. ^ Canterford, JH; O'Donnell, Thomas A. (1967-03-01). "Reactividad de fluoruros de metales de transición. IV. Reacciones de oxidación-reducción del pentafluoruro de vanadio". Química inorgánica . 6 (3): 541–544. doi :10.1021/ic50049a025. ISSN  0020-1669.
  3. ^ ab Brownstein, S.; Latremouille, G. (15 de junio de 1974). "Fluoroaniones complejos en solución. V. Pentafluoruro de vanadio". Revista canadiense de química . 52 (12): 2236–2241. doi : 10.1139/v74-323 . ISSN  0008-4042.
  4. ^ Hagen, Kolbjoern.; Gilbert, Michael M.; Hedberg, Lise.; Hedberg, Kenneth. (1982-07-01). "Estructura molecular del pentafluoruro de vanadio gaseoso, VF5". Química inorgánica . 21 (7): 2690–2693. doi :10.1021/ic00137a031. ISSN  0020-1669.
  5. ^ Brownstein, S. (1 de junio de 1980). "La estructura de VF5 en solución". Journal of Fluorine Chemistry . 15 (6): 539–540. doi :10.1016/S0022-1139(00)85231-8.
  6. ^ Nikitin, MI; Zbezhneva, SG (16 de diciembre de 2014). "Termoquímica de fluoruros de vanadio: entalpías de formación de fluoruros de vanadio". High Temperature . 52 (6): 809–813. doi :10.1134/S0018151X14060108. ISSN  0018-151X. S2CID  98343689.
  7. ^ Trevorrow, LE; Fischer, J.; Steunenberg, RK (1957). "La preparación y propiedades del pentafluoruro de vanadio". Revista de la Sociedad Química Americana . 79 (19): 5167–5168. doi :10.1021/ja01576a023.
  8. ^ Ruff, Otto ; Lickfett, Herbert (1911). "Fluoruro de vanadin". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 44 (3): 2539–2549. doi :10.1002/cber.19110440379.
  9. ^ Cavell, RG; Clark, HC (1963). "Termoquímica de fluoruros de vanadio". Transactions of the Faraday Society . 59 : 2706. doi :10.1039/TF9635902706.
  10. ^ abc Krasil'nikov, VA; Andreev, GG; Karelin, AI; Guzeeva, TI; Furin, GG; Bardin, VV; Avramenko, AA (1995-10-17). "Resumen de ChemInform: Síntesis y uso de pentafluoruro de vanadio". ChemInform . 26 (42): no. doi :10.1002/chin.199542022. ISSN  1522-2667.
  11. ^ Clark, HC; Emeléus, HJ (enero de 1958). "40. Reacciones químicas con pentafluoruros de vanadio, niobio y tantalio". J. Chem. Soc. : 190–195. doi :10.1039/jr9580000190.
  12. ^ Nikolsky, B. P. [Никольский, Б.П.] et al , eds. (1971). Справочник химика [ El manual del químico ] (en ruso) . 3ª ed. (corregida). Leningrado : Jimiya .
  13. ^ Knunyants, I. L. [Кнунянц, И.Л.] et al , eds. (1995). Химическая энциклопедия [ Una enciclopedia química ] (en ruso) . Moscú: Enciclopedias soviéticas. ISBN 978-5-85270-092-6 
  14. ^ Lidin, R. A. [Лидин Р.А.] et al (2000). Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов [ Propiedades químicas de las sustancias inorgánicas: un libro de texto universitario ] (en ruso) . 3ª ed. (corregida). Moscú: Khimiya . ISBN 978-5-7245-1163-6 
  15. ^ Fowler, Brian R.; Moss, Kenneth C. (1979-12-01). "Un estudio de RMN de la química de la solución de pentafluoruro de vanadio". Journal of Fluorine Chemistry . 14 (6): 485–494. doi :10.1016/S0022-1139(00)82524-5.

Otras lecturas