Schwefeltetrafluorid

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Strukturformel
Strukturformel von Schwefeltetrafluorid
Allgemeines
Name Schwefeltetrafluorid
Andere Namen

Schwefel(IV)-fluorid

Summenformel SF4
Kurzbeschreibung

farbloses Gas mit stechendem Geruch[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 7783-60-0
EG-Nummer 232-013-4
ECHA-InfoCard 100.029.103
PubChem 24555
Wikidata Q414732
Eigenschaften
Molare Masse 108,05 g·mol−1
Aggregatzustand

gasförmig

Dichte

1,919 g·cm−3 (flüssig bei −73 °C)[2]

Schmelzpunkt

−121 °C[2]

Siedepunkt

−40,4 °C[2]

Dampfdruck

10 bar (20 °C)[2]

Löslichkeit

Zersetzt sich in Wasser mit heftiger Reaktion[2]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [2]
06 – Giftig oder sehr giftig 05 – Ätzend 04 – Gasflasche

Gefahr

H- und P-Sätze H: 280​‐​330​‐​314
EUH: 071
P: 260​‐​280​‐​304+340​‐​303+361+353​‐​305+351+338​‐​315​‐​405​‐​403 [3]
MAK

Schweiz: 0,1 ml·m−3 bzw. 0,4 mg·m−3[4]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Schwefeltetrafluorid ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der anorganischen Schwefelverbindungen und Fluoride.

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Schwefeltetrafluorid wurde 1929 von Joseph Fischer und Werner Jaenckner entdeckt. Die Darstellung gelang aus Cobalt(III)-fluorid und Schwefel, wobei der Reaktionsmischung zur Herabsetzung der Reaktivität Flussspat zugesetzt wurde. Das entstandene Schwefeltetrafluorid kondensierten sie in flüssiger Luft.[5]

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Schwefeltetrafluorid wird durch direkte Fluorierung von Schwefel mit Fluor in einem schmalen Temperaturbereich hergestellt.[1] Die Fluorierung kann auch bei −78 °C in Trichlorfluormethan erfolgen.[6]

Im Labor kann es auch durch Reaktion von Schwefeldichlorid mit Natriumfluorid (bzw. zusätzlich mit Chlor) hergestellt werden.[1]

oder nach einer neueren Reaktion aus Brom, Schwefel und Kaliumfluorid:

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Schwefeltetrafluorid ist ein farbloses, nicht brennbares Gas mit stechendem Geruch. Es zersetzt sich in Wasser mit heftiger Reaktion sowie bei Erhitzung, wobei Fluorwasserstoff und Schwefeldioxid entstehen[7]. Es besitzt eine kritische Temperatur von 91 °C, der Tripelpunkt liegt bei einer Temperatur von −121 °C und einem Druck von 1,7 mbar.[2] Es wirkt als schwache Lewis-Säure und bildet zum Beispiel 1:1 Addukte mit organischen Basen wie Pyridin und Triethylamin.

Struktur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bindungslängen und Winkel im Schwefeltetrafluorid-Molekül

Schwefeltetrafluorid besitzt neben seinen Fluorsubstituenten ein nicht bindendes Elektronenpaar und bildet somit insgesamt eine – auf die axialen Positionen bezogene – verzerrte trigonale Bipyramide. Das freie Elektronenpaar besetzt hierbei eine der drei äquatorialen Position und zwei Fluorsubstituenten die beiden anderen. Im 19F-NMR-Spektrum wird bei Raumtemperatur jedoch nur ein einziges F-Signal beobachtet, da alle Fluoratome zu schnell ihre Plätze tauschen.[8]

Verwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Schwefeltetrafluorid wird als Fluorierungsmittel anorganischer Oxide, Sulfide oder Carbonyle[9] bzw. besonders der Ketogruppe >C=O zu >CF2 verwendet.[2]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b c Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band I, Ferdinand Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 183–184.
  2. a b c d e f g h Eintrag zu Schwefeltetrafluorid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 23. Juli 2016 (JavaScript erforderlich).
  3. Datenblatt Schwefeltetrafluorid bei Multigas, abgerufen am 23. Oktober 2016.
  4. Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (SUVA): Grenzwerte am Arbeitsplatz 2015 – MAK-Werte, BAT-Werte, Grenzwerte für physikalische Einwirkungen, abgerufen am 2. November 2015.
  5. Joseph Fischer, Werner Jaenckner: Eine neue Fluor-Schwefelverbindung, das Schwefel-4-fluorid (vorläufige Mitteilung). In: Zeitschrift für Angewandte Chemie. Band 42, Nr. 31, 3. August 1929, S. 810–811, doi:10.1002/ange.19290423105.
  6. D. Naumann 1, Dr. (Mrs.) D. K. Padma: Die Darstellung von Schwefeltetrafluorid aus den Elementen bei tiefer Temperatur in einem inerten Lösungsmittel. In: Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 1973, 401, 1, S. 53–56, doi:10.1002/zaac.19734010108.
  7. Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan: Chemistry of the Elements. Band 2. Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-08-037941-9.
  8. M. Pavone, V. Barone, I. Ciofini, C. Adamo: First-principle molecular dynamics of the Berry pseudorotation: insights on 19F NMR in SF4. In: The Journal of chemical physics. Band 120, Nummer 19, Mai 2004, S. 9167–9174, doi:10.1063/1.1707012, PMID 15267853.
  9. A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9, S. 564.