Fluorek srebra(II)

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Fluorek srebra (II) jest związkiem chemicznym o wzorze AgF2 . Jest to rzadki przykład związku srebra dwuwartościowego. Srebro w związkach chemicznych zwykle występuje w stopniu utlenienia +1. AgF2 znalazł zastosowanie jako czynnik fluorujący w niektórych reakcjach chemicznych.

Synteza[edytuj | edytuj kod]

AgF2 może zostać zsyntezowany przez fluorowanie Ag2O przy pomocy pierwiastkowego fluoru. W temperaturze 200 °C (473 K) możliwa jest również reakcja fluoru z AgF oraz AgCl skutkująca powstaniem AgF2[1][2].

Jako silny czynnik fluorujący AgF2 powinien być przechowywany w pojemnikach teflonowych lub pojemnikach metalowych poddanych pasywacji powierzchni. AgF2 jest związkiem światłoczułym, dlatego podczas magazynowania powinien być chroniony przed jego dostępem.

Istnieje kilku różnych dostawców AgF2 na rynku, przy czym popyt jest mniejszy niż 100 kg/rok. Podczas gdy AgF2 znajduje zastosowanie laboratoryjne, jest on zbyt drogi do stosowania w przemyśle wielkoskalowym. W 1993 r. Koszt AgF2 wynosił od 1000 do 1400 USD za kg.

Skład i struktura[edytuj | edytuj kod]

Czysty AgF2 jest białym krystalicznym proszkiem, ale zwykle jest czarny lub brązowy z powodu zanieczyszczeń. Stosunek F/Ag dla większości próbek wynosi <2, zwykle zbliżając się do 1,75 z powodu zanieczyszczenia srebrem, tlenkami lub węglem[3].

Przez pewien czas wątpiono, by srebro w AgF2 istotnie występowało w stanie utlenienia +2. Proponowano raczej w mieszaną walencyjność, jak na przykład AgI[AgIIIF4], które byłyby podobne do tlenku srebra (I, III). Badania dyfrakcji neutronów potwierdziły jednak jego opis jako srebro dwuwartościowe. Stwierdzono, że układ AgI[AgIIIF4] jest obecny w wysokich temperaturach, jednak jest niestabilny w odniesieniu do AgF2[4].

Uważa się, że w fazie gazowej AgF2 ma symetrię D∞h.

Energia wymagana do przejścia ze stanu podstawowego do pierwszych stanów wzbudzonych wynosi koło 14 kcal/mol (59 kJ/mol). Związek jest paramagnetyczny, ale staje się ferromagnetyczny w temperaturach poniżej -110 °C (163 K).

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

AgF2 jest silnym środkiem fluorującym i utleniającym. Powstaje jako półprodukt w katalizie reakcji gazowych z fluorem przez srebro. Z jonami fluoru tworzy złożone jony, takie jak AgF
3
, niebiesko-fioletowy AgF2−
4
, AgF4−
6
[5].

Związek ten jest używany w reakcjach fluorowania oraz syntezy organicznych związków perfluorowanych[6]. Reakcja tego typu może przebiegać na trzy sposoby (na przykładach poniżej Z oznacza dowolny pierwiastek lub grupę przyłączoną do węgla, X oznacza atom z grupy chlorowców).

  1. CZ3H + 2 AgF2 → CZ3F +HF + 2 AgF
  2. CZ3X + 2AgF2 → CZ3F +X2 + 2 AgF
  3. Z2C=CZ2 + 2 AgF2 → Z2CFCFZ2 + 2 AgF

Podobne przekształcenia można również przeprowadzić za pomocą innych fluorków metali o wysokiej walencyjności, takimi jak CoF3, MnF3, CeF4 lub PbF4.

AgF2 stosuje się również w reakcjach fluorowania związków aromatycznych, chociaż selektywne fluorowanie jest dość wymagające[7]:

C6H6 + 2 AgF2 → C6H5F + 2 AgF + HF

AgF2 utlenia ksenon do difluorku ksenonu w bezwodnych roztworach HF[8].

2 AgF2 + Xe → 2 AgF + XeF2

Związek ten utlenia również tlenek węgla do fluorku karbonylu .

2 AgF2 + CO → 2 AgF + COF2

W reakcji AgF2 z wodą powstaje tlenek srebra (I), kwas fluorowodorowy i gazowy tlen:

4 AgF2 + 4 H2O → 2 Ag2O + 8 HF + O2

AgF2 można również zastosować do selektywnego orto-fluorowania pirydyny w łagodnych warunkach[9].

Bezpieczeństwo[edytuj | edytuj kod]

AgF2 jest bardzo silnym utleniaczem, który gwałtownie reaguje z wodą[10]. Reaguje również z rozcieńczonymi kwasami z wytworzeniem ozonu, utlenia jodki do jodu[11], a w kontakcie z acetylenem tworzy kontakt wybuchowy acetylenek srebra[12]. Jest wrażliwy na światło, bardzo higroskopijny oraz żrący. Rozkłada się gwałtownie w kontakcie z nadtlenkiem wodoru, uwalniając gazowy tlen . Innymi produktami rozkładu jest zazwyczaj HF, F2 i srebro metaliczne.

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. Homer F. Priest, Carl F. Swinehert, Anhydrous Metal Fluorides, t. 3, 1950 (Inorganic Syntheses), s. 171-183, DOI10.1002/9780470132340.ch47, ISBN 978-0-470-13234-0.
  2. Kirk-Othermer, Encyclopedia of Chemical Technology, wyd. 4th Ed., t. 11, 1991.
  3. J.T. Wolan, G.B. Hoflund. Surface Characterization Study of AgF and AgF2 Powders Using XPS and ISS. „Applied Surface Science”. 125, s. 3-4, 1998. DOI: 10.1016/S0169-4332(97)00498-4. 
  4. Hans-Christian Miller, Axel Schultz, Magdolna Hargittai. Structure and Bonding in Silver Halides. A Quantum Chemical Study of the Monomers: Ag2X, AgX, AgX2, and AgX3(X = F, Cl, Br, I). „J. Am. Chem. Soc.”. 127, s. 22, 2005. DOI: 10.1021/ja051442j. PMID: 15926841. 
  5. Egon Wiberg, Nils Wiberg, Arnold Frederick Holleman, Inorganic chemistry, Academic Press, 2001, s. 1272–1273, ISBN 0-12-352651-5.
  6. Douglas A. Rausch, Ralph A. Davis, D. Wendell Osborne, The Addition of Fluorine to Halogenated Olefins by Means of Metal Fluorides, „Journal of Organic Chemistry”, 28 (2), 1963, s. 494–497, DOI10.1021/jo01037a055.c?
  7. A. Zweig, R.G. Fischer, J. Lancaster. New Methods for Selective Monofluorination of Aromatics Using Silver Difluoride. „J. Org. Chem.”. 18, s. 3597, 1980. DOI: 10.1021/jo01306a011. 
  8. Levec, J.; Slivnik, J.; Zemva, B.. On the Reaction Between Xenon and Fluorine. „Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry”. 36 (5), s. 997, 1974. DOI: 10.1016/0022-1902(74)80203-4. Sprawdź autora:1.
  9. P.S. Fier, J.F. Hartwig. Selective C-H Fluorination of Pyridines and Diazines Inspired by a Classic Amination Reaction. „Science”. 342, s. 956, 2013. DOI: 10.1126/science.1243759. PMID: 24264986. 
  10. Dale L. Perry, Sidney L. Phillips: Handbook of inorganic compounds. CRC Press, 1995, s. 352. ISBN 0-8493-8671-3.
  11. W.L.F. Armarego, Christina Li Lin Chai: Purification of Laboratory Chemicals (6th ed.). Butterworth-Heinemann, 2009, s. 490. ISBN 1-85617-567-7.
  12. Richard P. Pohanish, Stanley A. Greene: Wiley Guide to Chemical Incompatibilities (3rd ed.). John Wiley and Sons, 2009, s. 93. ISBN 0-470-38763-7.

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]