過塩素酸フッ化物

過塩素酸フッ化物
過塩素酸フッ化物
名前
	IUPAC名過塩素酸フッ化物
	その他の名前塩素オキシフッ化物、過塩素フッ化物、塩素フッ素酸化物、トリオキシクロロフッ化物、過塩素酸フッ化物
識別子
CAS番号	7616-94-6 ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
ケムスパイダー	22680 ;
ECHA 情報カード	100.028.660
EC番号	231-526-0;
パブケム CID	24258;
RTECS番号	SD1925000;
ユニ	73NC8XM516 ;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	ＤＴＸＳＩＤ６０８９４１６９;
	InChI InChI=1S/ClFO3/c2-1(3,4)5 キー: XHFXMNZYIKFCPN-UHFFFAOYSA-N ; InChI=1/ClFO3/c2-1(3,4)5 キー: XHFXMNZYIKFCPN-UHFFFAOYAO;
	笑顔 FCl(=O)(=O)=O;
プロパティ
化学式	塩素3 F
モル質量	102.4496グラム/モル
外観	無色のガス
臭い	甘い香り
密度	1.434グラム/ cm3
融点	−147.8 °C (−234.0 °F; 125.3 K)
沸点	−46.7 °C (−52.1 °F; 226.5 K)
臨界点( T , P )	95.2 °C (203.4 °F; 368.3 K)、53標準気圧 (5,400 kPa; 780 psi)
水への溶解度	0.06 g/100 ml (20 °C)、緩やかな加水分解
蒸気圧	10.5気圧（20℃）
粘度	3.91 x 10 −3 Pa.s（融点）
構造
分子の形状	四面体
熱化学
標準モル; エントロピー ( S ⦵ 298 )	278.97 J/(モル*K)
; 標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 )	-21.42 kJ/モル
危険
	労働安全衛生（OHS/OSH）：
主な危険	酸化性、毒性。非腐食性。
NFPA 704 (ファイアダイヤモンド)	3 0 3 牛
閾値制限値（TLV）	3ppm
	致死量または濃度（LD、LC）：
LC 50 (中央濃度)	385 ppm（ラット、4時間）; 451 ppm（イヌ、4時間）
LC Lo (公表最低額)	2000 ppm（ラット、40分）; 451 ppm（イヌ、4時間）
	NIOSH（米国健康暴露限界）：
PEL (許可)	TWA 3 ppm（13.5 mg/m 3）
REL (推奨)	TWA 3 ppm (14 mg/m 3 ) ST 6 ppm (28 mg/m 3 )
IDLH（差し迫った危険）	100ppm
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

過塩素酸フッ化物^[6]は、化学式 ClOの反応性ガスである。
₃F . ガソリンや灯油に似た特徴的な甘い匂い^[7]を持つ。有毒であり、強力な酸化剤およびフッ素化剤である。過塩素酸の酸性フッ化物である。

生成エンタルピーが小さいにもかかわらず（Δ _fH ° = −5.2 kcal/mol（−22 kJ/mol））、速度論的に安定しており、400 °Cでのみ分解します。^[3]^{: 380}ただし、塩素原子が求電子剤として作用するため、還元剤や陰イオンに対しては非常に反応性があります。^[3]^{: 382}金属アミド、金属、水素化物などの還元剤と爆発的に反応します。 ^{[7]水中での加水分解は、}フッ化クロリルとは異なり、非常にゆっくりと起こります。

合成と化学

過塩素酸フッ化物は主に過塩素酸塩のフッ素化によって生成される。1950年代初頭の初期の合成ではフッ素化剤としてフッ素ガスまたはフッ化物と陽極酸化が使用されたが、これらは爆発性のガス混合物を生成した。^[8] 現代の合成で一般的なフッ素化剤は五フッ化アンチモンである: ^[3]^{: 372–373}

塩素⁻
₄+ 3 HF + 2 SbF
₅→塩素
₃F + H
₃お⁺
+ 2 SBF⁻
₆

あるいは、過塩素酸カリウムは過剰のフルオロ硫酸と反応して重硫酸カリウムと過塩素酸フッ化物を生成する： ^[8]

KClO ₄ + HFSO ₃ → KHSO ₄ + FClO ₃

塩素
₃Fはアルコールと反応してアルキル過塩素酸塩を生成するが、これは極めて衝撃に敏感な爆発物である。^[9] ルイス酸の存在下では、-ClO
₃求電子芳香族置換反応により芳香族環に変化する。^[10]

アプリケーション

過塩素酸フッ化物は、有機化学において穏やかなフッ素化剤として使用されています。^[3]^{: 383}これは、1960年代からフッ素化ステロイドの製造に使用されている、産業上重要な最初の求電子フッ素化剤でした。^[9] 三塩化アルミニウムの存在下では、芳香族化合物の求電子過塩素化試薬としても使用されています。^[11]

過塩素酸フッ化物は、高性能液体ロケット燃料酸化剤として研究された。^[12]五フッ化塩素や五フッ化臭素と比較すると、比推力は大幅に低いが、タンクを腐食する傾向はない。極低温貯蔵も必要ありません。ロケット燃料化学者ジョン・ドゥルーリー・クラークは著書『Ignition! 』で、過塩素酸フッ化物は三フッ化塩素や五フッ化塩素などの全ハロゲン酸化剤と完全に混和し、そのような混合物は炭素含有燃料を適切に燃焼させるために必要な酸素を供給すると報告しました。^{[13]また、}炎光測光法の励起源としても使用できます。 ^[14]

安全性

過塩素酸フッ化物は毒性があり、TLVは3 ppmです。^[15]肺と目に強い刺激を与え、皮膚に接触すると火傷を引き起こす可能性があります。IDLHレベルは100 ppmです。^[16]暴露の症状には、めまい、頭痛、失神、チアノーゼなどがあります。毒性レベルに暴露すると、重度の呼吸器系の炎症や肺水腫を引き起こします。^[12]

参照

参考文献

^ Budavari, Susan 編 (1989)。「7297. ペルクロリルフッ化物」。メルクインデックス - 化学物質、医薬品、生物製剤百科事典。ニュージャージー州ラーウェイ：メルク。p. 1231。IA147021。
^ abcd NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド。「#0490」。国立労働安全衛生研究所(NIOSH)。
^ abcde ハリー・ジュリアス・エメレウス、AGシャープ（1976年）。無機化学と放射化学の進歩、第18巻。アカデミックプレス。ISBN 0-12-023618-4。
^ Chase, MW (2018). 「ペルクロリルフルオリド」 NIST Chemistry WebBook、SRD 69。pp. 1–1951。
^ ab 「過塩素酸フッ化物」。生命または健康に直ちに危険となる濃度（IDLH）。国立労働安全衛生研究所（NIOSH）。
^ 化学科学技術研究所。「ペルクロリルフルオリド」。米国国立標準技術研究所。 2009年11月28日閲覧。
^ ab Jared Ledgard (2007).爆発物準備マニュアル（第3版）. Lulu.com. p. 77. ISBN 978-0-615-14290-6。
^ クラーク2018、80ページ。
^ ab Peer Kirsch (2004).現代のフッ素有機化学: 合成、反応性、応用. Wiley-VCH. p. 74. ISBN 3-527-30691-9。
^ Peter Bernard David De la Mare (1976).求電子ハロゲン化: 不飽和化合物に対する求電子ハロゲンの攻撃を伴う反応経路。CUP アーカイブ。p. 63。ISBN 0-521-29014-7。
^ Inman, CE; Oesterling, RE; Tyczkowski, EA (1958-10-01). 「過塩素酸フッ化物と有機化合物の反応。I. 芳香族化合物の過塩素化1」。アメリカ化学会誌。80 (19): 5286–5288. doi :10.1021/ja01552a069. ISSN 0002-7863.
^ ab John Burke Sullivan、Gary R. Krieger (2001)。臨床環境衛生と毒性暴露（第2版）。Lippincott Williams & Wilkins。p. 969。ISBN 0-683-08027-X。
^ クラーク、ジョン・ドゥルーリー（2018年5月23日）。『イグニッション！：液体ロケット推進剤の非公式な歴史』ラトガース大学出版局。302ページ。ISBN 978-0-8135-9918-2. OCLC 281664.
^ Schmauch, GE; Serfass, EJ (1958). 「炎光光度法における過塩素酸フッ化物の使用」.応用分光法. 12 (3): 98–102. Bibcode :1958ApSpe..12...98S. doi :10.1366/000370258774615483. S2CID 95615583.
^ 国立労働安全衛生研究所。「NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド」。疾病管理予防センター。2013年 10 月 31 日閲覧。
^ 国立労働安全衛生研究所。「生命または健康に直ちに危険となる濃度（IDLH）に関する文書」。疾病管理予防センター。2013年10月31日閲覧。

[1] Budavari, Susan 編 (1989)。「7297. ペルクロリルフッ化物」。メルクインデックス - 化学物質、医薬品、生物製剤百科事典。ニュージャージー州ラーウェイ：メルク。p. 1231。IA147021。

[PGCH-2] NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド。「#0490」。国立労働安全衛生研究所(NIOSH)。

[emeleus1976-3] ハリー・ジュリアス・エメレウス、AGシャープ（1976年）。無機化学と放射化学の進歩、第18巻。アカデミックプレス。ISBN 0-12-023618-4。

[NIST-4] Chase, MW (2018). 「ペルクロリルフルオリド」 NIST Chemistry WebBook、SRD 69。pp. 1–1951。

[IDLH-5] 「過塩素酸フッ化物」。生命または健康に直ちに危険となる濃度（IDLH）。国立労働安全衛生研究所（NIOSH）。

[6] 化学科学技術研究所。「ペルクロリルフルオリド」。米国国立標準技術研究所。 2009年11月28日閲覧。

[ledgard2007-7] Jared Ledgard (2007).爆発物準備マニュアル（第3版）. Lulu.com. p. 77. ISBN 978-0-615-14290-6。

[FOOTNOTEClark201880-8] クラーク2018、80ページ。

[kirsch2004-9] Peer Kirsch (2004).現代のフッ素有機化学: 合成、反応性、応用. Wiley-VCH. p. 74. ISBN 3-527-30691-9。

[10] Peter Bernard David De la Mare (1976).求電子ハロゲン化: 不飽和化合物に対する求電子ハロゲンの攻撃を伴う反応経路。CUP アーカイブ。p. 63。ISBN 0-521-29014-7。

[11] Inman, CE; Oesterling, RE; Tyczkowski, EA (1958-10-01). 「過塩素酸フッ化物と有機化合物の反応。I. 芳香族化合物の過塩素化1」。アメリカ化学会誌。80 (19): 5286–5288. doi :10.1021/ja01552a069. ISSN 0002-7863.

[sullivan2001-12] John Burke Sullivan、Gary R. Krieger (2001)。臨床環境衛生と毒性暴露（第2版）。Lippincott Williams & Wilkins。p. 969。ISBN 0-683-08027-X。

[Clark2018-13] クラーク、ジョン・ドゥルーリー（2018年5月23日）。『イグニッション！：液体ロケット推進剤の非公式な歴史』ラトガース大学出版局。302ページ。ISBN 978-0-8135-9918-2. OCLC 281664.

[14] Schmauch, GE; Serfass, EJ (1958). 「炎光光度法における過塩素酸フッ化物の使用」.応用分光法. 12 (3): 98–102. Bibcode :1958ApSpe..12...98S. doi :10.1366/000370258774615483. S2CID 95615583.

[15] 国立労働安全衛生研究所。「NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド」。疾病管理予防センター。2013年 10 月 31 日閲覧。

[16] 国立労働安全衛生研究所。「生命または健康に直ちに危険となる濃度（IDLH）に関する文書」。疾病管理予防センター。2013年10月31日閲覧。