Reacties
- Waar heb je zelfs maar gehoord over zoiets onheiligs als O3F2?! Zelfs als het bestaat, zou het zijn als het meest reactieve ding op aarde! En in geen geval zon smpt.
- Technisch gezien vormt fluor geen oxiden. Het vormt zuurstoffluoriden. Fluor bovenaan zuurstof in IUPAC ' s elektronegativiteitspikvolgorde.
- Weet u zeker van dat smeltpunt? In dit boek staat dat O3F2 smelt bij 84 K of -189 C. Het rapporteert ook " milde explosies " in reacties van O3F2 bij 90K, wat niet het kenmerk is van een stabiele verbinding.
Antwoord
Late editie:
Tot onze verbazing (de meesten van ons, blijkbaar ), bestaat de verbinding $ \ ce {O3F2} $, althans bij lagere temperaturen. De synthese van $ \ ce {O3F2} $ werd geclaimd door twee Japanse wetenschappers tijdens de Tweede Wereldoorlog [Ref. 1], maar hun beweringen zijn niet aanvaard vanwege een gebrek aan kwantitatieve analyse van de verbinding om de molecuulformule te bewijzen. Ongeveer 20 jaar later werd het bestaan ervan bevestigd door een publicatie in de Journal of American Chemical Society in 1959 getiteld Ozonfluoride of trioxygen-difluoride, $ \ ce {O3F2} $ [Ref . 2], wat een gedetailleerde analyse van de verbinding opleverde. De samenvatting van het artikel stelt dat:
Het bestaan van ozonfluoride , $ \ ce {O3F2} $, is leg een solide basis door de zuivere verbinding te isoleren en te analyseren. $ \ ce {O3F2} $ is een diepbloedrode vloeistof die stolt bij $ \ pu {83 ^ \ circ K} $. en ontbinden bij ongeveer $ \ mathrm116 ^ \ circ $ of hoger in een zuivere reactie op $ \ ce {O2} $ en $ \ ce {O2F2} $. Het is een endotherme verbinding en is een van de krachtigste oxidatiemiddelen die we kennen. Het is reactiever dan $ \ ce {F2} $, $ \ ce {OF2} $ of mengsels van $ \ ce {O2} $ en $ \ ce {F2} $.
De beschrijving van fysische eigenschappen stelt dat:
Het is een bloedrode stroperige vloeistof die kan worden gerefluxt en gedestilleerd met slechts een geringe ontleding in het bereik van $ 96 $ tot $ \ pu {114 ^ \ circ K} $ en bij een druk van $ 0,1 $ tot $ \ pu {1,5 mm} $. Het blijft vloeibaar op $ \ pu {90 ^ \ circ K} $ en kan dus gemakkelijk worden onderscheiden van $ \ ce {O2F2} $.
Opmerking: $ \ ce {O2F2} $ is een oranje vaste stof ontdekt in 1933, die smelt bij $ \ pu {109,7 ^ \ circ K} $ in een rode vloeistof. Dus bij $ \ pu {90 ^ \ circ K} $ zou het nog steeds een vaste waarde moeten zijn.
De paper stelde ook dat, net als $ \ ce {O2F2} $, met warmte-ontwikkeling $ \ ce {O3F2} $ ontleedt ook kwantitatief in $ \ ce {O2F2} $ en $ \ ce {O2} $ bij ongeveer $ \ pu {115 ^ \ circ K} $ ($ \ ce {2 O3F2 – > O2 + 2 O2F2} $).
Ik denk dat deze reactie een reden kan zijn om freon en andere gefluoreerde verbindingen te verbieden van algemeen gebruik om de ozonlaag te redden. Maar het geclaimde smeltpunt $ \ pu {363 ° C} $ door Pakistan Zindabad klopt niet helemaal. Volgens de ontdekker bestaat de verbinding niet na $ \ pu {115 ^ \ circ K} $. Bij die temperatuur wordt het geconverteerd naar $ \ ce {O2F2} $ (en $ \ ce {O2} $). Bij ongeveer $ \ pu {200 ^ \ circ K} $, zal $ \ ce {O2F2} $ kwantitatief verder dissociëren tot $ \ ce {O2 + F2} $, opnieuw onder warmte-ontwikkeling.
Referenties:
-
Gmelin Handbook of Anorganic Chemistry: Fluor – Compounds met zuurstof en stikstof ; Suppliment Vol 4, 8th Edn., Susanne Jager, et al. , Eds., Springer-Verlag: Berlin, Germany, 1986, p. 103-104 (Hoofdstuk 3. Verbindingen van fluor: fluor en zuurstof: 3.13. Trioxygen Difluoride, $ \ ce {O3F2} $).
-
Ozonfluoride of trioxygen Difluoride, $ \ ce {O3F2} ^ 1 $: AD Kirshenbaum, AV Grosse, J. Ben. Chem. Soc. , 1959 , 81 (6) , 1277-1279 ( https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01515a003 ).