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| 名前 | |
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| 推奨されるIUPAC名
ヘキサフルオロケイ酸 | |
| 体系的なIUPAC名
六フッ化ケイ酸二水素 | |
| その他の名前
フルオロケイ酸、フルオロケイ酸、ハイドロフルオロケイ酸、ケイフッ化物、ケイフッ化酸、オキソニウムヘキサフルオロシランジフルオリド、オキソニウムヘキサフルオロケイ酸(2−)
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.037.289 |
| EC番号 |
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パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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| 国連番号 | 1778 |
CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| F 6 H 2シリコン | |
| モル質量 | 144.091 グラムモル−1 |
| 外観 | 透明、無色、発煙性の液体 |
| 臭い | 酸っぱい、辛い |
| 密度 | 1.22 g/cm 3 (25%溶液) 1.38 g/cm 3 (35%溶液) 1.46 g/cm 3 (61%溶液) |
| 融点 | 約19 °C (66 °F; 292 K) (60～70% 溶液) < −30 °C (−22 °F; 243 K) (35% 溶液) |
| 沸点 | 108.5 °C (227.3 °F; 381.6 K) (分解) |
| 混ざる | |
| 酸性度（p Ka） | 1.92 [1] |
屈折率( n D )
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1.3465 |
| 構造 | |
| 八面体SiF 6 2− | |
| 危険 | |
| GHSラベル: | |
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| 危険 | |
| H314 | |
| P260、P264、P280、P301+P330+P331、P303+P361+P353、P304+P340、P305+P351+P338、P310、P321、P363、P405、P501 | |
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |
| 引火点 | 不燃性 |
| 致死量または濃度（LD、LC）： | |
LD 50 (平均投与量)
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430 mg/kg（経口、ラット） |
| 安全データシート（SDS） | 外部MSDS |
| 関連化合物 | |
その他の陰イオン
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六フッ化チタン酸 六フッ化ジルコン酸 |
その他の陽イオン
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ヘキサフルオロケイ酸アンモニウム |
関連化合物
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六フッ化リン酸 フッ化ホウ酸 |
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。
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 インフォボックス参照
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ヘキサフルオロケイ酸は、化学式Hの無機化合物である。
2シフ
6ヘキサフルオロケイ酸の水溶液は、陽イオンとヘキサフルオロケイ酸陰イオンの塩で構成されています。これらの塩とその水溶液は無色です。
ヘキサフルオロケイ酸は、火山で大規模に自然に生成されます。[2] [3]リン酸肥料の製造における副産物として製造されます。生成されたヘキサフルオロケイ酸は、アルミニウム処理に使用される三フッ化アルミニウムと合成氷晶石の前駆体としてほぼ独占的に消費されます。ヘキサフルオロケイ酸から生成された塩は、ヘキサフルオロケイ酸塩と呼ばれます。
構造
2SiF6,_ICSDcode_40388full.png/500px-(H5O2)2SiF6,_ICSDcode_40388full.png)
ヘキサフルオロケイ酸は様々な水和物として結晶化されている。これらには、( H 5 O 2 ) 2 SiF 6、より複雑な(H 5 O 2 ) 2 SiF 6 ·2H 2 O、および(H 5 O 2 )(H 7 O 3 )SiF 6 ·4.5H 2 Oが含まれる。これらすべての塩において、八面体ヘキサフルオロケイ酸アニオンはカチオンと水素結合している。[4]
ヘキサフルオロケイ酸の水溶液は、Hと表記されることが多い。
2シフ
6。
生成と主な反応
ヘキサフルオロケイ酸は、フッ化物を含む鉱物から商業的に生産されています。フッ化物を含む鉱物にはケイ酸塩も含まれています。具体的には、アパタイトとフルオロアパタイトを硫酸で処理して、いくつかの水溶性肥料の前駆体であるリン酸を生成します。これは湿式リン酸プロセスと呼ばれます。[5]副産物として、シリカを含む鉱物不純物を含む反応により、HF 1トンあたり約50 kgのヘキサフルオロケイ酸が生成されます。[6] : 3
このプロセス中に生成されるフッ化水素(HF)の一部は、鉱物原料の不可避的な成分である二酸化ケイ素(SiO 2 ) 不純物と反応して四フッ化ケイ素を生成します。このようにして生成された四フッ化ケイ素はさらに HF と反応します。[要出典] 全体的なプロセスは次のように説明できます。[7] [要ページ]
- 6 HF + SiO 2 → SiF2−6+ 2 H 3 O +
六フッ化ケイ素酸は、四フッ化ケイ素をフッ化水素酸で処理することによっても生成できます。[7]
反応
ヘキサフルオロケイ酸はフッ化水素または酸性水溶液中でのみ安定である。その他の状況では、フッ化水素酸の供給源として作用する。したがって、例えば、純粋なヘキサフルオロケイ酸または発煙硫酸溶液では、残留フッ化水素が再び平衡に達するまで四フッ化ケイ素が発生する。 [7]
- H 2 SiF 6 ⇌ 2 HF( l ) + SiF 4 ( g )
アルカリ性から中性の水溶液では、ヘキサフルオロケイ酸は容易に加水分解されてフッ化物イオンと非晶質の水和シリカ（「SiO 2」）になる。強塩基は最初はフルオロケイ酸塩を与えるが、化学量論的過剰になると加水分解が始まる。[7]水のフッ化物添加に通常使用される濃度では、99%の加水分解が起こる：[6] [8]
- シフ2−6
... + 2 H 2 O → 6 F − + SiO 2 + 4 H +
アルカリおよびアルカリ土類金属塩
六フッ化ケイ酸溶液をアルカリ金属塩基で中和すると、対応するアルカリ金属フッ化ケイ酸塩が生成される。
- H 2 SiF 6 + 2 NaOH → Na 2 SiF 6 + 2H 2 O
得られた塩Na 2 SiF 6は主に水のフッ素化に使用されます。関連するアンモニウム塩やバリウム塩も同様に他の用途に使用されます。室温で15〜30％の濃度のヘキサフルオロケイ酸は、アルカリ金属やアルカリ土類金属の塩化物、水酸化物、炭酸塩と同様の反応を起こします。[9]
例えば、ヘキサフルオロケイ酸ナトリウムは、塩化ナトリウム（NaCl）をヘキサフルオロケイ酸で処理することによって生成されます：[6] ：3 [10] ：7
- 2NaCl + H 2 SiF 6 Na 2 SiF 6 ↓ + 2 HCl
- BaCl 2 + H 2 SiF 6 BaSiF 6 ↓ + 2 HCl
六フッ化ケイ酸ナトリウムを加熱すると四フッ化ケイ素が得られる：[10] ：8
- ナトリウム2シリサイド6 SiF4 +2NaFの
用途
ヘキサフルオロケイ酸の大部分はフッ化アルミニウムと合成氷晶石に変換されます。これらの材料はアルミニウム鉱石をアルミニウム金属に変換する上で中心的な役割を果たします。三フッ化アルミニウムへの変換は次のように説明されます。[7]
- H 2 SiF 6 + Al 2 O 3 → 2 AlF 3 + SiO 2 + H 2 O
ヘキサフルオロケイ酸は、さまざまな有用なヘキサフルオロケイ酸塩にも変換されます。カリウム塩であるフッ化ケイ酸カリウムは磁器の製造に使用され、マグネシウム塩は硬化コンクリートや殺虫剤として使用され、バリウム塩は蛍光体として使用されます。
ヘキサフルオロケイ酸とその塩は木材防腐剤として使用されます。[11]
鉛精錬
ヘキサフルオロケイ酸は、鉛を精錬するためのベッツ電解プロセスの電解質としても使用されます。
錆落とし
ヘキサフルオロケイ酸（ラベルにはハイドロフルオロケイ酸と記載）とシュウ酸は、本質的には洗濯用サワーの一種であるIron Out の錆取り洗浄製品に使用されている有効成分です。
ニッチなアプリケーション
H 2 SiF 6は有機合成においてシリルエーテルのSi-O結合を切断するための特殊な試薬である。この目的にはHFよりも反応性が高い。トリイソプロピルシリル（TIPS ）エーテルよりもt-ブチルジメチルシリル（TBDMS）エーテルと速く反応する。[12]
コンクリートの処理
コンクリートのようなカルシウムを多く含む表面にヘキサフルオロシリカ酸を塗布すると、その表面に酸による攻撃に対する耐性が付与されます。[13]
- CaCO 3 + H 2 O → Ca 2+ + 2 OH − + CO 2
- H 2 SiF 6 → 2 H + + SiF2−6
... - シフ2−6
... + 2 H 2 O → 6 F − + SiO 2 + 4 H + - Ca 2+ + 2 F − → CaF 2
フッ化カルシウム(CaF 2 ) は、耐酸性のある不溶性の固体です。
天然塩
火山や石炭の噴気孔で見つかる希少鉱物の中には、ヘキサフルオロケイ酸の塩があります。例としては、天然にクリプトハライトとバラライトという2つの多形体として存在するヘキサフルオロケイ酸アンモニウムがあります。[14] [15] [16]
安全性
ヘキサフルオロケイ酸は蒸発するとフッ化水素（HF）を放出するため、同様のリスクがあります。蒸気を吸入すると肺水腫を引き起こす可能性があります。フッ化水素と同様に、ガラスや陶器を侵します。[17] ヘキサフルオロケイ酸のLD50値は430 mg / kgです。[6]
参照
参考文献
- ^ Perrin , D. D. 編 (1982) [1969].水溶液中の無機酸および塩基のイオン化定数。IUPAC化学データ (第 2 版)。オックスフォード: ペルガモン (1984 年出版)。エントリ91。ISBN 0-08-029214-3LCCN 82-16524 。
- ^ Palache, C., Berman, H., and Frondel, C. (1951) Dana's System of Mineralogy, Volume II: Halides, Nitrates, Borates, Carbonates, Sulfates, Phosphates, Arsenates, Tungstates, Molybdates, etc. John Wiley and Sons, Inc., New York, 7th edition.
- ^ Anthony, JW, Bideaux, RA, Bladh, KW, および Nichols, MC (1997) 鉱物学ハンドブック、第 3 巻: ハロゲン化物、水酸化物、酸化物。Mineral Data Publishing、ツーソン。
- バラライト
- クリプトハライト
- ^ ab ムーツ、D.;オーラーズ、E.-J. （1988年）。 「ヘキサフルオロケイ酸の結晶水和物: 相分析と構造を組み合わせた研究」。有機体と化学の研究。559 : 27-39。土井：10.1002/zaac.19885590103。
- ^ USGS. 蛍石。
- ^ abcd 「ヘキサフルオロケイ酸ナトリウム[CASRN 16893-85-9]およびフルオロケイ酸[CASRN 16961-83-4]毒性文献レビュー」(PDF)。米国国立毒性プログラム。 2012年10月22日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。 2017年7月13日閲覧。
- ^ abcde Aigueperse, J.; Mollard, P.; Devilliers, D.; Chemla, M.; Faron, R.; Romano, R.; Cuer, JP (2005). 「フッ素化合物、無機」。Ullmann 's Encyclopedia of Industrial Chemistry。Weinheim: Wiley-VCH。doi : 10.1002 /14356007.a11_307。ISBN 978-3527306732。
- ^ Finney, William F.; Wilson, Erin; Callender, Andrew; Morris, Michael D.; Beck, Larry W. (2006). 「19 F NMR および pH 測定によるヘキサフルオロケイ酸塩加水分解の再検討」Environ. Sci. Technol . 40 (8): 2572–2577. Bibcode :2006EnST...40.2572F. doi :10.1021/es052295s. PMID 16683594.
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- ^ ab 米国特許 A345458、Keith、C. Hansen および L. Yaws、Carl、「特許 四フッ化ケイ素の生成」、1982 年 1 月 3 日発行、1982 年発行
- ^ Carsten Mai、Holger Militz (2004)。「シリコン化合物による木材の改質。無機シリコン化合物とゾルゲルシステム：レビュー」。木材科学技術。37 (5): 339。doi :10.1007/s00226-003-0205-5。S2CID 9672269 。
- ^ Pilcher, AS; DeShong, P. (2001). 「フルオロケイ酸」。有機合成試薬百科事典。John Wiley & Sons。doi :10.1002/ 047084289X.rf013。ISBN 0471936235。
- ^ コンクリートの特性、AM ネヴィル著
- ^ 「クリプトハライト」.
- ^ 「バラリテ」。
- ^ クルシェフスキー、ウカシュ;ファビアンスカ、モニカ J.セギット、トマシュ。クシー、ダヌータ。モティリンスキ、ラファウ。チェシエルチュク、ユスティナ。副、エワ (2020)。 「上シレジア石炭盆地（ポーランド）の採炭廃棄物の山における炭素窒素化合物、アルコール、メルカプタン、モノテルペン、酢酸塩、アルデヒド、ケトン、SF6、PH3、およびその他の火災ガス - 現場での再調査FTIR 外部データベース アプローチ」。トータル環境の科学。698 : 134274。ビブコード:2020ScTEn.698m4274K。土井：10.1016/j.scitotenv.2019.134274。PMID 31509784。S2CID 202563638 。
- ^ 「フルオロケイ酸 - 国際化学物質安全カード」NIOSH . 2015年3月10日閲覧。