Fluoruro de criptón (II)

Difluoruro de criptón KrF 2 : cristales incoloros volátiles , el primer compuesto abierto de criptón. Una sustancia altamente reactiva. A temperaturas elevadas, se descompone en flúor y criptón .

Propiedades físicas y químicas

Propiedad	Valor [1]
Entalpía de formación (298 K, en fase gaseosa)	60,2 kJ/mol
Entalpía de formación (298 K, en fase sólida)	15,5 kJ/mol
Entropía de formación (300 K, en fase gaseosa)	253,6 J/(mol·K)
Entalpía de sublimación	37 kJ/mol
Capacidad calorífica (300 K, en fase gaseosa)	54,2 J/(mol·K)

Solubilidad

Solvente	Solubilidad (g/100 g disolvente)
Pentafluoruro de bromo (20 °C)	81
Fluoruro de hidrógeno (20 °C)	195
Agua	interactúa

Modificaciones de estructura y cristal

El difluoruro de criptón puede existir en una de dos modificaciones cristalinas: forma α y forma β. β-KrF 2 es estable a temperaturas superiores a −80 °C. A temperaturas más bajas, la forma α es estable.

La celda unitaria de la red cristalina de forma β es tetragonal con los siguientes parámetros de celda:

Parámetro	Sentido
a	0,458 nm
b	0,458 nm
C	0,583nm
Simetría del grupo espacial	P4 2 /mm

Obtener métodos

El difluoruro de criptón se puede obtener de muchas formas a partir de sustancias simples. A continuación se muestran los métodos para la síntesis de KrF 2 en orden de aumentar la velocidad de obtención del producto. El esquema general de reacción es el siguiente:

{\mathsf {Kr+F_{2}\rightarrow KrF_{2))}

Activación de descarga eléctrica

Este método también produce parcialmente tetrafluoruro de criptón . Una mezcla de flúor y criptón en una proporción de 1:1 a 1:2 bajo una presión de 40 a 60 mm. rt. Arte. activado por una potente descarga eléctrica (corriente 30 mA , voltaje 500-1000 V ). [2] La velocidad de dicha síntesis puede alcanzar un cuarto de gramo por hora, pero el método es bastante inestable y sensible a factores externos. [3] [4]

Bombardeo de protones

Utilizando el bombardeo de una mezcla de sustancias simples a una temperatura de 133 K con protones acelerados en un campo de 10 MV , se puede obtener difluoruro de criptón a razón de aproximadamente un gramo por hora. [2] Sin embargo, cuando se alcanza un cierto contenido de difluoruro de criptón en la mezcla, la velocidad de reacción se ralentiza significativamente hasta que la síntesis se detiene debido a la descomposición competitiva del producto de reacción bajo la acción del bombardeo.

Método fotoquímico

El método fotoquímico de obtención se basa en la acción de la radiación ultravioleta con una longitud de onda de 303-313 nm sobre una mezcla de flúor y criptón. En este caso, puedes conseguir el producto a razón de 1,22 gramos por hora. [3] La radiación más fuerte (con una longitud de onda de menos de 300 nm) activa el proceso inverso de descomposición del difluoruro. La temperatura más óptima es de 77 K, a esta temperatura el criptón se encuentra en estado sólido y el flúor en estado líquido.

Activación térmica

El criptón sólido debe estar a cierta distancia del flúor gaseoso, que se calienta hasta los 680 °C [2] , mientras que las moléculas de flúor se descomponen en radicales libres y el flúor oxida el criptón. El calentamiento se lleva a cabo con un alambre caliente, mientras que debido a un fuerte gradiente de temperatura (hasta 900 grados / cm), es posible elegir las condiciones en las que el criptón no pasa a la fase gaseosa. Este método puede producir fluoruro de criptón a una velocidad de hasta 6 gramos/hora. [2]

Propiedades químicas

Cuando se calienta bruscamente, se descompone con una explosión en sustancias simples:

{\mathsf {KrF_{2}\rightarrow Kr+F_{2))}

Reacciona violentamente con agua (explosivamente por encima de 10 °C):

{\mathsf {2KrF_{2}+2H_{2}O\rightarrow 2Kr+4HF+O_{2))}

Agente fluorante muy fuerte. Interactúa con la mayoría de los elementos, mientras que los fluoruros superiores de los elementos y el criptón se liberan como productos. Gracias al difluoruro de criptón, sustancias únicas como el pentafluoruro de oro (AuF 5 ), el tetrafluoruro de praseodimio (PrF 4 ), las sales de hexafluorobromo (ВrF 6 + ), las sales de hexafluorocloro (ClF 6 + ), las sales de tetrafluoroamonio (NF 4 + ) y algunas otras:

{\mathsf {2Au+5KrF_{2}\rightarrow 2AuF_{5}+5Kr))

Casi siempre es inadecuado para la fluoración de compuestos orgánicos, ya que la reacción de fluoración avanza muy rápidamente (a menudo con una explosión o ignición) con muy baja selectividad (produce hasta un 5% de la sustancia requerida). En este caso, una reacción de oxidación competitiva procede en paralelo con la fluoración, que normalmente procede con la destrucción del esqueleto de carbono de la molécula orgánica.

Muestra las propiedades de una base de Lewis débil . Por ejemplo, al interactuar con ácidos de Lewis, se forman compuestos complejos de la composición [KrF] + [EF 6 ] - (aquí Sb , Au , Pt y otros metales pueden usarse como elemento E ):

{\mathsf {SbF_{5}+KrF_{2}\rightarrow [KrF][SbF_{6}]}}

Los complejos con SbF 5 y AuF 5 son algo más estables térmicamente que el difluoruro de criptón.

Aplicación

Se usa más comúnmente como agente fluorante en síntesis inorgánica.
Una aplicación interesante es la producción de flúor atómico.

Almacenamiento

Dado que el difluoruro de criptón es un agente oxidante y fluorante bastante fuerte, se almacena en contenedores sellados de níquel o aluminio (ya que el níquel y el aluminio están pasivados por KrF 2 ) a temperaturas por debajo de 0 °C.

Literatura

Jolly W. I. Síntesis de compuestos inorgánicos. M: Mir., 440 p. — 1967
Nekrasov BV Fundamentos de Química General. En 2 tomos. M: Química, 1973

Véase también

difluoruro de xenón

Notas

↑ Rabinovich V. A., Khavin Z. Ya. "Una breve referencia química" L.: Química, 1977 p. 75.
↑ 1 2 3 4 Lehmann, John. F.; Mercier, Helene P. A.; Schrobilgen, Gary J. La química de Krypton. Revisiones de química de coordinación. 2002, 233-234, 1-39.
↑ 1 2 Kinkead, SA; Fitzpatrick, JR; Foropoulos, J. Jr.; Kissane, RJ; Purson, D. Síntesis por disociación fotoquímica y térmica del difluoruro de criptón. Química del flúor inorgánico: hacia el siglo XXI, Thrasher, Joseph S.; Strauss, Steven H.: Sociedad Química Estadounidense. San Francisco, California, 1994. 40-54.
↑ I. V. Nikitin y V. Ya. Rosolovsky, Uspekhi Khimiya, 39, 1161 (1970) .

Compuestos de criptón

Fluoruro de criptón (II) (KrF 2 )
Difluoruro de criptón-hexafluoruro de xenón (KrF 2 *XeF 6 )
Pentafluororthotelurato de criptón(II) (Kr(OTeF 5 ) 2 )
Hexafluoroantimonato de trifluorodicriptón (V) (Kr 2 F 3 [SbF 6 ])
Hexafluoroaurato(V) de fluorocriptón (KrF[AuF 6 ])
Hexafluoroantimonato(V) de fluorocriptón (KrF[SbF 6 ])
Undecafluorodiantimonato de fluorocriptón (V) (KrF[Sb 2 F 11 ])
Hexafluoroplatinato(V) de fluorocriptón (KrF[PtF 6 ])