Antimon(V)-fluorid

Strukturformel
Struktur von Antimon(V)-fluorid
Allgemeines
Name	Antimon(V)-fluorid
Andere Namen	Antimonpentafluorid
Summenformel	SbF5
Kurzbeschreibung	farblose, ölige Flüssigkeit mit stechendem Geruch<ref name="GESTIS" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 232-021-8 ECHA-InfoCard 100.029.110 PubChem 24557 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	216,74 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig<ref name="GESTIS" />
Dichte	2,99 g·cm−3 (20 °C)<ref name="GESTIS" />
Schmelzpunkt	7 °C<ref name="GESTIS" />
Siedepunkt	149,5 °C<ref name="GESTIS" />
Dampfdruck	13 hPa (25 °C)<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Löslichkeit	heftige Reaktion mit Wasser<ref name="GESTIS" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),<ref name="CLP_100.240.780">Nicht explizit in Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP) gelistet, fällt aber mit der angegebenen Kennzeichnung unter den Gruppeneintrag Vorlage:Linktext-Check in der Datenbank ECHA CHEM der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA)Vorlage:Abrufdatum Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.</ref> ggf. erweitert<ref name="GESTIS" /> Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahr H- und P-Sätze H: 301+311+331​‐​314​‐​411 EUH: 014 P: 260​‐​264​‐​273​‐​280​‐​305+351+338​‐​310<ref name="GESTIS" />
MAK	aufgehoben, da cancerogen<ref name="GESTIS" />
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0	−908,8 kJ·mol−1<ref>A. F. Holleman, N. Wiberg: Anorganische Chemie. 103. Auflage. 1. Band: Grundlagen und Hauptgruppenelemente. Walter de Gruyter, Berlin / Boston 2016, ISBN 978-3-11-049585-0, S. 952 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).</ref>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Antimonpentafluorid ist eine Verbindung aus den Elementen Antimon und Fluor. Bei Normalbedingungen liegt es als farblose ölige Flüssigkeit vor. Es besitzt die chemische Formel SbF₅.

Gewinnung und Darstellung

Antimonpentafluorid wird durch Reaktion von Antimon(III)-fluorid mit Fluor hergestellt.

<chem>SbF3 + F2 -> SbF5</chem>

Es wurde 1904 zuerst von Otto Ruff und Wilhelm Plato beschrieben.<ref>Otto Ruff, Wilhelm Plato: Ueber die Darstellung und die physikalische Beschaffenheit einiger neuer Fluorverbindungen. Titantetrafluorid, Zinntetrafluorid, Antimonpentafluorid, sowie gemischte Antimon-Trifluoride und -Pentafluoride. (Zum Theil gemeinschaftlich mit Hrn. Hugo Graf.). In: Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. Band 37, Nr. 1, 1904, S. 673–683, doi:10.1002/cber.190403701109. </ref>

Es kann auch aus Antimonpentachlorid und Flusssäure dargestellt werden:<ref>Karl O. Christe: Chemical synthesis of elemental fluorine. In: Inorganic Chemistry. Band 25, Nr. 21, Oktober 1986, S. 3721–3722, doi:10.1021/ic00241a001. </ref>

<chem>SbCl5 + 5 HF -> SbF5 + 5 HCl</chem>

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

In der Gasphase liegen die Moleküle einzeln in trigonal-bipyramidaler Struktur vor. In der flüssigen Phase liegt das Antimonpentafluorid jedoch als Kettenpolymer mit der Summenformel (SbF₅)_n (n meist zwischen 5 und 10) vor.

Datei:Antimony(V)fluroide liquid phase.svg

Bis zu einer Temperatur von 152 °C liegt Antimonpentafluorid als Trimer vor, bis 252 °C als Dimer, darüber als Monomer.

In der festen Phase bildet Antimonpentafluorid cyclische Tetramere.

Chemische Eigenschaften

Antimonpentafluorid ist eine sehr starke Lewis-Säure und ein starker F⁻-Akzeptor. Infolgedessen existieren diverse Addukte (zum Beispiel SbF₅·SO₂, SbF₅·NO₂) und Komplexe (Beispielsweise MF·SbF₅ = M⁺SbF₆⁻). Mit Xenondifluorid als Fluoriddonor werden in einer Fluoridtransferreaktion je nach Mischungsverhältnis verschiedene ionische Verbindungen gebildet.<ref name = "Steudel2014">Ralf Steudel: Chemie der Nichtmetalle. Synthesen – Strukturen – Bindung – Verwendung. 4. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin/Boston 2014, ISBN 978-3-11-030439-8, S. 570. </ref>

<chem>2XeF2 + SbF5 -> [Xe2F3][SbF6]</chem>

<chem>XeF2 + SbF5 -> [XeF][SbF6]</chem>

<chem>XeF2 + 2SbF5 -> [XeF][Sb2F11]</chem>

Antimonpentafluorid ist in der Lage, die Oxidationskraft von Fluor zu verstärken, so dass dieses in der Lage ist, Sauerstoff zu oxidieren.<ref>J. Shamir, J. Binenboym: Dioxygenyl Salts. In: Inorganic Syntheses. Band 14, 1. Januar 1973, S. 109–122, doi:10.1002/9780470132456.ch8. </ref>

<chem>2SbF5 + F2 + 2O2 -> 2[O2][SbF6]</chem>

Antimon(V)-fluorid greift Glas an, verhält sich gegen Kupfer und Blei aber nur leicht korrosiv. Quarz, Platin und Aluminium werden nicht angegriffen.<ref>Georg Brauer (Hrsg.): Handbook of Preparative Inorganic Chemistry. 2. Auflage. Band 1. Academic Press, 1963, S. 200. </ref>

Verwendung

Aufgrund seiner starken Lewis-Acidität lassen sich aus Antimonpentafluorid in Kombination mit starken Brønsted-Säuren sogenannte Supersäuren herstellen. Bekannt ist die „Magische Säure“ (Magic Acid), welche aus Antimonpentafluorid und Fluorsulfonsäure besteht. Das sauerste bisher bekannte Gemisch beider Stoffe besteht aus Fluorsulfonsäure mit 25 mol% Antimonpentafluorid und erreicht einen H₀-Wert von −21,5. Es ist somit rund 10¹⁰ mal stärker als reine Schwefelsäure. Sie ist in der Lage, Paraffine zu zersetzen und sehr schwache Basen, wie beispielsweise CH₄ zu CH₅⁺, zu protonieren. Ebenso vermag dies die Fluor-Antimonsäure, ein Gemisch aus Antimonpentafluorid und Fluorwasserstoff im Mischungsverhältnis 1:1. Sie hat einen H₀-Wert von −31,3 und ist somit rund 2 × 10¹⁹ mal stärker als reine Schwefelsäure.

Sicherheitshinweise

Aufgrund der hohen Reaktivität sollte Antimonpentafluorid sehr sorgfältig gehandhabt werden. Ungewollter Kontakt mit anderen Stoffen, besonders mit Feuchtigkeit, sollte in jedem Fall vermieden werden. Als Zersetzungsprodukte können Fluorwasserstoff und Stiban entstehen.

Der LD₅₀-Wert (Maus, inhalativ) liegt bei 270 mg/m³.

Literatur

• A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9.
• Eintrag zu Antimonfluoride. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum

Einzelnachweise

<references />