Файл: Хардин, А. П. Химия четырехфтористой серы.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 105

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

B F 4- + F IF ^ B F 3+ FIF2-

B то же время промотируется

обмен между ионом SF3+ и

растворителем:

S F 4+ F IF .

S F 3++ H F 2- ^

Добавление небольшого избытка пятифтористого мышьяка ’ к раствору SF4-ASF5 дает пик SF3+, довольно-широкий, но на­ блюдаемый даже при комнатной температуре. Добавление 1 моля пятифтористого мышьяка на моль SFVAsFs дает ост-' рый пик SF3+ даже при комнатной температуре.

Растворы аддуктов четырехфтористой серы с трехфтори­ стым бором и пятифтористой сурьмой -обнаруживают электро­ проводность, сходную с проводимостью растворов тетрафторбората и гексафторантимоната калия, хотя и несколько мень­ шую. Это позволяет заключить, что эти аддукты в растворе фтористого водорода полностью ионизованы [21]:

S F 4-B F 3----^S F 3+ + B F 4-

Тйблицс 3.4

Спектры F19 магнитного резонанса растворов комплексов четырехфтористой серы в безводном фтористом водороде [21]

• Химический сдвиг3, м. д.

Растворенное вещество

SF,-BF3

SF4-BF3+KBF4

SF4-BF3+KF

S F 4-B F 3+ N H 4F

SF4-ASF56

SF4-ASF5

oо

J.

HF

BF,, SbF6,

 

 

SF3 '

SbsFu

 

 

 

25

 

195,3

_

0

195,3

—50

- 2 6 ,7

194,2

—70

25,9

193,2

—90

- 2 5 ,5

191,3

- 3 0

—26,9

194,5

—50

—26,1

194.5

0

191,6

153,5

—30

190,0

152,9

- 5 0 .

 

189,7

153,5

- 5 5

175,8

151,7

25

- 3 0 ,5

191,7

25

- 2 9 ,2

181,3

—‘5

—28,4

180,6

 

- 3 0

—27,5

181,5

/

- 6 0

—26,8

178,3

 

П р и м е ч а н и е : а — химический сдвиг относительно CFCb; 6 — небольшой избыток AsFs.‘

37


Электропроводность раствора чистой четырехфтористой се­ ры заметно меньше, чем растворов аддуктов. По-видимому, имеет место частичная диссоциация четырехфтористой серы как слабого основания. При сравнении проводимости указан­ ного раствора с проводимостью раствора фтористого калия получена константа равновесия диссоциации четырехфтори­ стой серы [21]:

I

К-

[SFs+][HFs-]

4 + 2-10-2.

 

[SFJ

 

Изучение расплавов

комплексов четырехфтористой серы

представляет

значительные

экспериментальные трудности

из-за их агрессивности и (в жидком состоянии) высокого дав­ ления, которое создается вследствие значительной диссоциации аддуктов при температурах плавления. Имеется лишь одно со­ общение о спектроскопическом исследовании соединения SF4-SbF5 в расплавленном состоянии [22]. Полученные спект­ ры комбинационного рассеяния интерпретированы о точки зре­ ния ионной структуры.

В газовой фазе все рассмотренные комплексы четырехфто­ ристой серы полностью диссоциированы на исходные вещества. Для двух соединений определены коэффициенты уравнения Вант-Гоффа и значение теплоты диссоциации-

Таблица 3.5

Параметры диссоциации некоторых комплексов четырехфтористой серы

Соединение

Уравнение Вант-Гоффа

Теплота дис­

Литера­

социации

тура

 

 

SF<-BF3

3230

29,6

[23]

logP (лдц)=12,8———

SFr BF3

2783

25,5

[19]

logP (.«л<)=11,34——

S F ,-A SF5

3373

31,0± 0,8

[24]

logP (.іш )=10,26——

SF<-BF3

2716

24,8± 0,2

[24]

logP (.ідц) = 11,11——

Химические свойства комплексов четырехфтористой серы почти не изучены. Установлено, что они разлагаются при раст­ ворении в сухом эфире и протонных растворителях. Взаимо­ действие с эфиром идет е образованием нового комплекса. При

38


действии воды, спиртов и других лротонсодержащнх веществ происходит гидролиз как четырехфтористой серы, так и фто­ рида. Четырехфтористая сера замещается в комплексах четы­ рехфтористым селеном, который образует более стойкие про­ дукты [23]. 'Выделение четырехфтористой серы происходит при действии фтористого натрия:

SFi-BFs+NaF---- *-SF4+N aBF4.

Менее стабильные комплексы могут превращаться в более стабильные при действии соответствующих фторидов, напри- . мер, трехфтористый бор или пятифтористый мышьяк могут •быть замещены на пятифтористую сурьму [24].

Получение SF.I-BF3. а) В с т е к л я н н о й с и с т е м е [24]. В стеклян­ ный 'сосуд емкостью 1 л, к которому присоединен ртутный манометр и два конденсационных отростка, один из которых снабжен краном, впускается четырехфтористая сера. Ее давление измеряется, и она конденсируется в отростке с краном, который затем закрывается. Трехфтористый бор отме­ ряется таким же образом и конденсируется во втором отростке. Четырех­ фтористая сера перегоняется на трехфтористый бор, и смесь реагирует при

температуре около —1100°.

[25].

В автоклав, изготовленный из нержавею­

б)

В а в т о к л а в е

щей стали емкостью 145 мл, отвакуумированный

и

охлажденный,

загру­

жается 66 г (0,6 моля) четырехфтористой серы и 26 г (0,383

моля)

трех-

фторнстого бора. Автоклав закрывается

и встряхивается

под

давлением

2 часа при 100°, 4 часа при 200°, 6 часов при

300°

и . 2 часа

при

350°.

После охлаждения из бомбы извлекают 60,8

г

белого

кристаллического

вещества, отвечающего формуле SF4-BF3.

 

 

описанной для

(б),

загру­

Получение SF4-SbFs

[25].

По методике,

жается 21,6 г пятифтористоп сурьмы и 44 г четырехфтористой серы.

Авто­

клав нагревается 2 часа при

100°, 1 час

при

200°

и

12

часов

при 250°.

Получается 21 г SF4 ■SbF3.

 

В

описанный

выше

автоклав

загружается

Получение SF4-PF5 [25].

55 г четырехфтористой серы

и

постепенно

добавляется

пятифтористый

фосфор. При этом температура поднимается

от

—45°

до

50°,

а

затем

уменьшается до 10°. После

добавления

78

г

пятифтористого

фосфора

автоклав закрывается и встряхивается при комнатной температуре 18

ча­

сов. Получается SF4-PF5 с 73% выходом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л И Т Е Р А Т У Р А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

іі. А. L. О р р е г g а г d,

ТУ. С. S mi t h ,

 

Е.

L. M u e t t e r t i e s ,

V.

А.

E n g e l h a r d t . J. Am. Chem. Soc., 82, 3835

(I960).

 

 

 

 

 

 

 

2.

W. C. S m i t h,

V. A. E n g e 1 h а r d t.

J. Am. Chem. Soc., 82, 3838

<1960).

 

Пат. США 2904398

(1959);

С. А.,

54, 3883

(1960).

 

3. W. C. S mi t h .

 

39



 

4.

С.

Е. J о п s о п, J. F i s c h e r , М. J. S t e i n d l e r .

J. Am. Chem,. Soc.,

S3,

1620

(1961).

 

Пат.

США 2904394

(4959);

С. А.,

54, 3889

(1960).

 

5. W. C. S m i t h .

 

6.

W. С. S m i t h .

Пат. США

2904403

(1959);

С. Л.,

54, 3884

 

(1960).

 

7.

Н. L. K r a u s s ,

F. S c h w a r z b a c h .

Chem. Вег.,

94,

1205

(1961).

 

8. F. S е е 1,

Н. D. G ö 1 i t z. Chimia, 17, 207

(1963).

 

327,

32

(1964).

 

9.

F. S e e l ,

H.

D.

G ö l i t z . Anorg. Allgem. Chem.,

 

 

10.

R. D. W. К e m i 11,

D.

W. S h a r p .

J. Chem.

Soc.,

1961,

2496.

 

l'l'.

N. B a r t l e t t ,

P.

L.

R o b i n s o n .

 

Chem.

and. Ind.,

1956,

1351.

 

12.

P. L. R о b i n s о n,

G. J. W e s 11 а n d. J. Chem. Soc.,

1956, 4481.

 

13.

F. A. C o t t o n ,

J. W. G e o r g e .

J. Inorg.

Nucl.

Chem.,

7,

397

(1958).

F. A. C o t t o n ,

J. W.

G e o r g e ,

J. S. W a u g h .

 

J. Chem. Physics,

 

14.

 

2S,

994

(1958).

 

 

s

 

W.

D.

P h i l l i p s .

J. Am.

Chem. Soc.,

81,

 

45.

E. L. M u e t t e r t i e s ,

1084

(1959).

 

 

 

Fluorine

Chemistry,

v.

1,

Acad.

Pr.

N.-Jv

1950,

 

16.

J. II. S i m o n s .

cfp.

230.

 

 

 

 

 

W.

D.

P h i l l i p s .

J. Am.

 

Chem.

Soc.,

79,

 

17.

E. L. M u e t t e r t i e s ,

 

3686

(1957).

 

 

 

 

D.

D.

C o f f m a n .

J. Am.

 

Chem. Soc.,

80,

 

18.

E. L. M u e t t e r t i e s ,

 

5914

(1958).

O. D e t m e r. Z. anorg. allg. Chem.,

301,

113

(1959).

 

 

19.

F. S e e l ,

 

 

20.

N. R. Bar r,

B. A. D u n c l l .

Can. J. Chem.,

48,

 

895

(1970).

 

 

21.

M. А z e e m,

M. В г о u e n s t e i n,

R. J. G i 11 e s p i e. Can. J. Chem.,

47,

4159

(1969).

 

 

D. A. L о n g. J. Chem. Soc.,

1968,

1688.

 

 

 

 

 

22. J. A. E V а n s,

 

 

12,

386

 

23.

F. A. C o t t o n ,

J. W. G e o r g e . J.

Inorg.

Nucl.

 

Chem.,

 

(1960).

N. В a r 11 e 11,

P. L. R о b i n s о n. J. Chem. Soc.,

1961, 3417.

 

 

24.

 

 

25.

W. C. S m i t h,

E. L. M u e 11 e г t i e s.

Пат.

США

3000694

(11961);

С. А., 56,

3123 (1962).