stringtranslate.com

Гексафторарсенат

Анион гексафторарсената (иногда сокращается до фторарсената ) представляет собой химическое соединение с формулой AsF−6. Гексафторарсенат относительно инертен, являясь сопряженным основанием условной суперкислоты гексафтормышьяковой кислоты ( HAsF 6 ).

Синтез

Первый бесспорный синтез принадлежит Отто Руффу , Курту Штойберу и Хуго Графу, которые начали с трифторида мышьяка с более низкой валентностью , используя фторид серебра (I) как источник фтора и окислитель : [1] В следующей реакции один моль трифторида мышьяка, три моля фторида серебра и один моль хлорида нитрозила реагируют с образованием одного моля гексафторарсената нитрозила, одного моля хлорида серебра и двух молей элементарного серебра.

Современные синтезы обычно начинаются с пентафторида мышьяка ( AsF 5 ), который извлекает фторид из обычных доноров, таких как фтористый водород ( HF ) или цис - дифтордиазин ( N 2 F 2 ). [2] Хотя ион гексафторарсената стабилен к гидролизу, связанный с ним ион гидроксифторарсената ( AsF 5 OH − ) не является таковым; синтез гексафторарсенатов из оксидов пятивалентного мышьяка и водного фтористого водорода требует термической дегидратации или значительного стехиометрического избытка последнего. [3] [4]

Сопряженная кислота и другие соли

Как и его пниктогенные сородичи, гексафторарсенат является некоординирующим анионом , противоионом, используемым для стабильного хранения чрезвычайно реактивных катионов . [5] Благодаря соответствующему выбору донора фтора синтез гексафторарсената может также использоваться для получения экзотического катиона. [2] [6] Полученные соли обычно устойчивы к метатезису с ионами серебра (I), аммония , калия или цезия . [3] [2] В отличие от первых трех, гексафторарсенат цезия нерастворим в воде.

Гексафтормышьяковая кислота является чрезвычайно сильной кислотой . Безводное соединение было проанализировано методом рентгеновской кристаллографии , которая выявила гексафторарсенат с протоном, присоединенным к одному фториду. [7] Наиболее часто встречающийся гидрат изоструктурен с гидратами гексафторфосфорной кислоты и гексафторантимоновой кислоты . [8] Эти соли содержат MF 6 − (M = P, As, Sb), HF и воду.

Приложения

Интеркалированные соединения графита и гексафторарсеновой кислоты демонстрируют необычайно высокую проводимость, что привело к ранним предположениям о том, что кислота может служить электродом или электролитом в высокоэнергетических батареях. [9] [4] Последующие исследования показали, что высокая проводимость возникает из-за того, что как электронные дырки в графите, так и сами ионы гексафторарсената служат носителями заряда . [9] [10]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Ерш, Отто; Штойбер, Курт; Граф, Гюго (1 мая 1908 г.). «Über Verbindungen des Arsenpentafluorids und Antimonpentafluorids mit Nitrosylfluorid» [О сплавлении пентафторидов мышьяка и сурьмы с нитрозилфторидом]. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (на немецком языке). Уайли: 325–337. дои : 10.1002/zaac.19080580130.

    Десс 1955 цитирует Мариньяка, MC (1867). «Sur Quelques Fluosels de l'Antimoine et de l'Arsenic» [О некоторых фтористых солях сурьмы и мышьяка]. Annales de chimie et de Physique (на французском языке): 371–385 - через Галлику,но отвергает его, поскольку он описывает неправдоподобно простой синтез с гидролизуемым продуктом.

  2. ^ abc Moy, David; Young, Archie R. II (5 мая 1965 г.). «Получение гексафторарсената фтордиазония (N 2 F + AsF − [ sic ]) из цис -дифтордиазина». Журнал Американского химического общества . 87 (9): 1889–1892. doi :10.1021/ja01087a010.
  3. ^ ab Dess, Harry Martin (9 февраля 1955 г.). Получение и свойства сложных фторарсенатных соединений (диссертация). Мичиганский университет. Выдержка из журнала Американского химического общества , DOI 10.1021/ja01564a018.
  4. ^ ab Лоулесс, Эдвард В.; Виганд, К. Дж. Уэсли; Мизумото, Юкио; Вайс, Констанс (28 июля 1970 г.). «Гексафторарсенат лития и гексафторарсеновая кислота». Неорганическая химия . 10 (5) (опубликовано в 1971 г.): 1084–1086. doi :10.1021/ic50099a048.
  5. ^ Maia Melo, Sérgio; Sousa Silveira, Alexandre (3 февраля 1983 г.). «Гексафторарсенат как некоординирующий анион в комплексах лантаноидов с лигандом дифенилсульфоксида». Journal of the Less Common Metals . 94 (2). Нидерланды: Elsevier Sequoia: 305–308. doi :10.1016/0022-5088(83)90029-2.
  6. ^ Desmarteau, Darryl D.; Lam, William Y.; O'Brien, Brian A.; Shi-Ching Chang (5 декабря 1983 г.). "Новые соли гексафторарсената аммония, полученные в результате реакции (CF 3 ) 2 NH, CF 3 N(OCF 3 )H, CF 3 N[OCF(CF 3 ) 2 ]H, CF 3 NHF и SF 5 NHF с сильной кислотой HF/AsF 5 ". Журнал химии фтора . 25 (3). Нидерланды: Elsevier Sequoia SA (опубликовано в 1984 г.): 387–394. doi :10.1016/S0022-1139(00)81212-9.
  7. ^ Аксхаузен, Иоахим; Люкс, Карин; Корнат, Андреас (2014). «Существование гексафтормышьяковой (V) кислоты». Angewandte Chemie, международное издание . 53 (14). Уайли : 3720–3721. дои : 10.1002/anie.201308023. ПМИД  24446235.
  8. ^ Дэвидсон, Д.У.; Калверт, Л.Д.; Ли, Ф.; Рипмистер, Дж.А. (31 июля 1980 г.). «Фтористый водород, содержащий изоструктурные гидраты гексафторфосфорной, гексафтормышьяковой и гексафторантимоновой кислот». Inorg. Chem. 20 (опубликовано в 1981 г.): 2013–2016. doi :10.1021/ic50221a016. Также опубликовано как NRCC 18823.
  9. ^ ab Vogel, FL; Foley, GMT; Zeller, C.; Falardeau, ER; Gan, J. (1977). «Высокая электропроводность графита, интеркалированного фторидами кислот». Materials Science and Engineering . 31. Нидерланды/Лозанна, Швейцария: Elsevier Sequoia SA: 261–265. doi :10.1016/0025-5416(77)90043-X.
  10. ^ Milliken, JW; Fischer, JE (1 мая 1983 г.). «Ионный солевой предел в интеркалированных соединениях графита и фторарсената». J. Chem. Phys. 78 (9) (опубликовано 31 августа 1998 г.): 5800–5808. Bibcode :1983JChPh..78.5800M. doi :10.1063/1.445423.