Fluoruro de antimonio(V) (SbF5): definición, propiedades y usos

Descubre el pentafluoruro de antimonio (SbF5): definición, propiedades, usos, reactividad y aplicaciones industriales del potente ácido de Lewis.

El pentafluoruro de antimonio, también conocido como fluoruro de antimonio (V), es un compuesto químico molecular cuya fórmula es SbF₅. En este compuesto el antimonio forma cinco enlaces antimonio-flúor y el átomo de antimonio está en su estado de oxidación +5.

Descripción y estructura

SbF₅ es un agente fuertemente lewisiano (aceptor de pares de electrones). En fases gaseosa y en disoluciones diluidas suele describirse como monómero con geometría trigonal bipiramidal alrededor del átomo de antimonio. En estado condensado (líquido o sólido) muestra tendencia a formar asociaciones o complejos con especies donadoras de electrones y, en presencia de aniones fluoruro, da lugar al anión estable hexafluoroantimoniato, SbF₆⁻.

Propiedades físicas y químicas

• Apariencia: líquido incoloro a ligeramente amarillo, de olor irritante en concentraciones altas.
• Reactividad: muy corrosivo y extremadamente sensible a la humedad; reacciona con el agua para producir ácidos fluorhídricos y productos de hidrólisis del antimonio.
• Acidez: posee una elevada capacidad para aceptar pares de electrones y, en combinación con ácidos de Brønsted fuertes (por ejemplo HSO₃F o HF), forma superácidos potentes como el llamado "ácido hexafluoroantimónico" (HSbF₆) y mezclas súper ácidas utilizadas en investigación y síntesis.
• Formación de aniones estables: la reacción con un ion fluoruro produce el anión SbF₆⁻, un anión ampliamente usado como contrapartida no coordenante en química de iones.

Obtención y manipulación (concepto general)

Industrialmente y para fines de investigación, SbF₅ se obtiene por fluoración de compuestos de antimonio o por intercambio halógeno-flúor a partir de haluros de antimonio. Debido a su alta reactividad y toxicidad, su manipulación se realiza en atmósfera controlada (glovebox o bajo atmósfera de gas inerte) y en campana extractora adecuada, utilizando materiales y recipientes resistentes a los fluoruros (por ejemplo, materiales con recubrimientos inertes como PTFE).

Usos y aplicaciones

• Generación de superácidos: combinación con ácidos de Brønsted para obtener medios extremadamente ácidos empleados en protonaciones difíciles y en estudios de carbocationes.
• Catalizador de reacciones orgánicas: usado en reacciones de isomerización, alquilación y en algunos procesos de polimerización como catalizador leonino y como agente activador por su carácter lewisiano.
• Preparación de sales de hexafluoroantimoniato (SbF₆⁻): estas sales actúan como contrapartes aniónicas débilesmente coordinantes en catálisis y en química de iones y complejos metálicos.
• Investigación fundamental: estudio de especies altamente protonadas, reactividad en medios superácidos y propiedades electrónicas de compuestos inusuales.

Peligros y medidas de seguridad

• SbF₅ es extremadamente corrosivo y puede causar quemaduras graves por contacto con piel y ojos. Además, su reacción con agua libera ácido fluorhídrico (HF), extremadamente tóxico y capaz de causar daños profundos en tejidos y huesos.
• La manipulación debe realizarse en campana extractora y con protección personal adecuada: guantes resistentes a fluoruros (p. ej. de PTFE o doble guante con protección química), gafas de seguridad o pantalla facial, batas de laboratorio y protección respiratoria si se estiman vapores.
• En caso de contacto con la piel o exposición a HF generado por hidrólisis, buscar atención médica inmediata; el tratamiento de quemaduras por fluoruro puede incluir gel de gluconato de calcio y atención especializada.
• Almacenamiento en recipientes apropiados, secos y bajo atmósfera inerte; evitar materiales que puedan ser atacados por flúor o ácido fluorhídrico.

Reactividad destacada

• Reacciona vigorosamente con agua y con nucleófilos, liberando HF y originando productos de hidrólisis del antimonio.
• Al combinarse con bases de Lewis o con compuestos orgánicos ricos en electrones puede formar complejos estables o promover la generación de carbocationes cuando se emplea en medios superácidos.
• La capacidad de formar el anión SbF₆⁻ lo convierte en un agente útil para estabilizar especies catiónicas en química sintética y en química de coordinación.

Consideraciones ambientales y eliminación

Los residuos que contienen SbF₅ o productos fluorados deben tratarse como residuos peligrosos y disponerse conforme a la normativa local, evitando vertidos a sistemas de aguas. La neutralización y eliminación deben ser realizadas por personal cualificado y con procedimientos que controlen la liberación de HF y compuestos de antimonio.

En resumen, SbF₅ es un compuesto químico de gran utilidad en química teórica y aplicada por su intensidad como ácido de Lewis y su papel en la generación de medios superácidos, pero su manejo exige estrictas medidas de seguridad debido a su alta corrosividad y la formación potencial de HF.

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