Hexafluorkiezelzuur

Hexafluorkiezelzuur
Structuurformule en molecuulmodel
Structuurformule van hexafluorkiezelzuur
Algemeen
Molecuul­formule	H2SiF6
Molmassa	144,0922 g/mol
CAS-nummer	16961-83-4
EG-nummer	241-034-8
Wikidata	Q411250
Beschrijving	Kleurloze waterige oplossing met prikkelende geur
Waarschuwingen en veiligheids­maatregelen
Gevaar
H-zinnen	H314
EUH-zinnen	geen
P-zinnen	P280 - P305+P351+P338 - P310
EG-Index-nummer	009-011-00-5
VN-nummer	1778
MAC-waarde	3,0 ml/m^3 2,0 mg/m³[1]
Fysische eigenschappen
Dichtheid	(25%-oplossing) 1,22 g/cm³
Smeltpunt	< −20[1] °C
Kookpunt	(ontleedt)[2] 108,5 °C
Goed oplosbaar in	water
Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal    Scheikunde

Hexafluorkiezelzuur is een anorganische verbinding van silicium, met als brutoformule H₂SiF₆. In waterige oplossing is het een sterk anorganisch zuur. Het vrije zuur komt slechts in evenwicht voor met het hexafluorsilicaat-anion (SiF₆^2−) bij lage pH, in oplossingen van oplosmiddelen die protondonoren zijn, zoals water of alcoholen.[3] Bij indamping van een waterige oplossing vindt ontleding van H₂SiF₆ plaats in HF en SiF₄ gevolgd door verdamping van SiF₄. De stof is wel met twee moleculen kristalwater als dihydraat te isoleren. Er zijn zouten bekend van het zuur, bijvoorbeeld magnesiumfluorosilicaat en zinkfluorosilicaat.

Synthese

Hexafluorkiezelzuur kan bereid worden wanneer siliciumdioxide wordt behandeld met waterstoffluoride of uit reactie van siliciumtetrafluoride met water:[4]

${\displaystyle {\ce {SiO2 + 6HF -> H2SiF6 + 2H2O}}}$

Hexafluorkiezelzuur is een bijproduct van de reactie van fluorapatiet met zwavelzuur. Daarbij komt waterstoffluoride vrij, dat op zijn beurt weer met het mineraal reageert.

Eigenschappen

Waterige oplossingen van hexafluorkiezelzuur bevatten het hexafluorosilicaat-anion (SiF₆^2−). Dit anion heeft een octaëdrische structuur, waarbij de bindingslengte van de silicium-fluorbinding 171 pm bedraagt.[5] De damp van hexafluorkiezelzuur is 4,98 keer zo zwaar als lucht. Het hexafluorosilicaat-anion is - in tegenstelling tot de andere hexahalogeensilicaationen - stabiel tegenover hydrolyse.

Toepassing

Hexafluorkiezelzuur wordt in een aantal landen (Verenigde Staten, Verenigd Koninkrijk en Ierland) gebruikt voor de fluoridering van drinkwater.

De stof wordt ook als reagens gebruikt in de organische chemie, met name voor het splitsen van de Si-O-bindingen van silylenolethers. Voor dit doel is het werkzamer dan waterstoffluoride. Het reageert sneller met tert-butyldimethysilylethers (TBDMS) dan met tri-isopropylsilylethers (TIPS).[6]

Hexafluorkiezelzuur en zijn aluminium- en magnesiumzouten worden gebruikt als houtconserveringsmiddelen.[7]

Ook wordt het bij de reiniging van koperen en messing ketels in bierbrouwerijen en het reinigen van kristalglas gebruikt.[8] Een andere toepassing is de behandeling van het oppervlak van beton. Het maakt het oppervlak harder en beter bestand tegen water.[9]

Veiligheid

Hexafluorkiezelzuur vormt waterstoffluoride bij verdamping. Het is corrosief en kan tot fluoridevergiftiging leiden. Inademing van de dampen kan longoedeem veroorzaken. Net als waterstoffluoride tast de stof glas en aardewerk aan, met vorming van het gasvormige siliciumtetrafluoride.[10]

Externe links

• (en) MSDS van hexafluorkiezelzuur
• (en) Gegevens van hexafluorkiezelzuur in de GESTIS-stoffendatabank van het IFA

Bronnen, noten en/of referenties

1. (de) Veiligheidsinformatieblad van Fluorchemie Dohna GmbH
2. Gegevensfiche van Physical & Theoretical Chemistry Lab. Safety (Engels)
3. J. P. Nicholson (2005). Electrodeposition of Silicon from Nonaqueous Solvents. J. Electrochem. Soc. 152 (12): C795–C802. DOI: 10.1149/1.2083227.
4. G. Brauer (Hrsg.), Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 2nd ed., vol. 1, Academic Press 1963, S. 214-5.
5. Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5
6. Pilcher, A. S.; DeShong, P. “Fluorosilicic Acid” in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 2001 John Wiley & Sons. DOI: 10.1002/047084289X.rf013
7. Carsten Mai, Holger Militz (2004). Modification of wood with silicon compounds. inorganic silicon compounds and sol-gel systems: a review. Wood Science and Technology 37 (5): 339. DOI: 10.1007/s00226-003-0205-5.
8. (de) Beschrijving van het gebruikt in de glasindustrie
9. (de) Productbeschrijving van een hexafluorosilicaatmengsel
10. Hexafluorosilicic acid Chemical Safety Card https://web.archive.org/web/20081217123821/http://www.cdc.gov/niosh/ipcsneng/neng1233.html