اقرأ في هذا المقال
- فلوريد أنتيموان خماسي
- التركيب والتفاعلات الكيميائية لخماسي فلوريد الأنتيمون
- ملخص المخاطر خماسي فلوريد الأنتيمون
- معدات الحماية الشخصية من مركب خماسي فلوريد الأنتيمون
في الكيمياء يعد مركب الأنتيمون خماسي فلوريد عبارة عن مصدر الأنتيمون غير القابل للذوبان في الماء لاستخدامه في التطبيقات الحساسة للأكسجين مثل عمليات إنتاج المعادن، وفي تركيزات منخفضة للغاية (جزء في المليون) تستخدم مركبات الفلوريد في التطبيقات الصحية.
فلوريد أنتيموان خماسي
إن مركب خماسي فلوريد الأنتيمون هو عبارة عن مركب كيميائي يمتلك الصيغة الكيميائية التالية SbF5، وهو على شكل سائل لزج عديم اللون، والذي هو عبارة عن حمض لويس ذو قيمة ومكون من حمض الفلورانتيمونيك فائق الحموضة وهو أقوى حمض معروف، وبعض الميزات التي تعطي أهمية علمية للمركب هي بسبب حموضة لويس بالإضافة إلى أنه يتفاعل أيضًا مع جميع المركبات المعروفة تقريبًا.
إن لمركبات الفلوريد بشكل عام استعمالات مهمة في الكيمياء العضوية التركيبية، كما وأنها تدخل بشكل شائع في صناعة السبائك المعدنية وللترسيب البصري، حيث أنه من الممكن أن يتم إنتاج مركبات فلوريد معينة بمقياس نانوي وبأشكال عالية النقاء.
يتوفر مركب خماسي فلوريد الأنتيمون بشكل عام على الفور في معظم الأحجام، علما أن التراكيب عالية النقاء تقوم بتطوير وتحسين الجودة البصرية بالإضافة إلى الفائدة كمعايير علمية، ويمكن النظر في مساحيق العناصر النانوية والمعلقات كأشكال بديلة لمساحة السطح العالية.
خماسي فلوريد الأنتيمون هو عبارة عن سائل زيتي عديم اللون، يتم استخدامه كأحد المحفزات في التفاعلات الكيميائي بشكل عام، ويتم استعماله كمصدر العنصر الفلور في تفاعلات الفلورة، علما أن مركب خماسي فلوريد الأنتيمون هو رباعي فلوريد الأنتيمون في الحالة الصلبة مع تنسيق ثماني السطوح يتحقق من خلال تجسير رابطة الفلور ويوجد في رباعي الأسطوانات زاويتان مختلفتان من Sb – F – Sb تبلغ 170 درجة و 141 درجة.
كان جورج أولاه وزملاؤه، في البداية في شركة داو كيميكال ثم في جامعة كيس ويسترن ريزيرف (كليفلاند)، يبحثون عن طرق من أجل صنع ودراسة الكربوهيدرات المستقرة، من أجل استخراج مجموعات الهيدريد (أنيون الهيدروجين) من المركبات العضوية، وكانوا بحاجة إلى حمض قوي، ولكن ضعيف النواة.
في كيس ويسترن اكتشف الباحثون أن خليطًا من مركبي (HSO3F) و (SbF5) يذوب البارافين بسهولة أظهرت أطياف المحاليل بالرنين المغناطيسي النووي أن التركيبة الحمضية شقت الألكانات طويلة السلسلة وأن الأجزاء متزامنة لتكوين كاتيونات ثلاثية البيوتيل مستقرة (Me3C +)، ولقد كانت هذه النتيجة مذهلة لدرجة أن الكيميائيين أطلقوا على الخليط اسم “الحمض السحري”، علما أن النسبة المولية المعتادة للمكونات هي 1: 1، لكن التوليفات الأخرى كانت مفيدة أيضًا، ذهب أولاه لإجراء بحث مكثف حول الكربوهيدرات، وحصل على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1994 لعمله الرائد.
التركيب والتفاعلات الكيميائية لخماسي فلوريد الأنتيمون
في المرحلة الغازية يتبنى مركب خماسي فلوريد الأنتيمون بنية ثلاثية الهرمونات لتماثل مجموعة نقاط (D3h)، الهيكل أكثر تعقيدًا في الحالة السائلة والصلبة، كما ويحتوي السائل على بوليمرات حيث يكون كل Sb ثماني السطوح، ويتم وصف الهيكل بالصيغة [SbF4 (μ-F) 2] n.
المادة البلورية هي عبارة عن مادة رباعية أي أن لها الصيغة [SbF4 (μ-F)]4، وروابط (Sb-F) هي 2.02 Å داخل حلقة (Sb4F4) المكونة من ثمانية أعضاء، كما وتكون روابط الفلورايد المتبقية المشعة من أربعة مراكز Sb أقصر عند 1.82 Å، والأنواع ذات الصلة (PF5) و (AsF5) أحادية اللون في الحالة الصلبة والسائلة ربما بسبب الأحجام الأصغر للذرة المركزية مما يحد من رقم التنسيق بينهما.
إن مركب خماسي فلوريد الأنتيمون هو عبارة عن حمض لويس قوي بشكل استثنائي تجاه مصادر أيون الفلور من أجل إعطاء الأنيون المستقر للغاية -[SbF6]، حيث يتفاعل الأخير مع مركب (SbF5) إضافي ليعطي المركب الأيوني -[Sb2F11]، وبنفس الطريقة التي يعزز بها مركب (SbF5) حموضة برونستيد لمركب HF فإنه يعزز القدرة المؤكسدة لـ F2، ويتضح هذا التأثير من خلال أكسدة الأكسجين، عبر المعادلة التالية:
-SbF5 + ½F2 + O2 → [O2] + [SbF6]
لقد تم استخدام مركب خماسي فلوريد الأنتيمون أيضًا في أول تفاعل كيميائي تم اكتشافه ينتج غاز الفلور من مركبات الفلوريد:
2SbF5 + K2MnF6 → 2 KSbF6 + MnF3 + 0.5 F2
القوة الدافعة لهذه التفاعلات هي التقارب العالي لـ SbF5 لـ -F وهي نفس الخاصية التي توصي باستخدام مركب الأنتيمون خماسي فلوريد من أجل توليد حموضة فائقة.
ملخص المخاطر خماسي فلوريد الأنتيمون
- من الممكن أن يؤثر مركب خماسي فلوريد الأنتيمون على الجسم عند استنشاقه ويمكن أن يمتص من خلال الجلد.
- مركب الأنتيمون خماسي فلوريد هو عبارة عن مادة كيميائية مسببة للتآكل ويمكن أن يؤدي التلامس إلى تهيج شديد وحرق الجلد والعينين، مع احتمال تلف العين.
- من الممكن أن يؤدي التعرض لخماسي فلوريد الأنتيمون إلى تهيج الأنف والفم والحلق والرئتين يسبب السعال والصفير أو ضيق في التنفس.
- من الممكن أن يسبب خماسي فلوريد الأنتيمون الصداع والغثيان بالإضافة إلى التقيؤ وفقدان الشهية.
- قد يؤدي التعرض الشديد إلى التسمم بالفلورايد إلى آلام في المعدة وضعف وتشنجات وانهيار وموت.
- قد يؤدي التعرض المطول أو المتكرر إلى تقرحات وتقرحات في الأنف.
- قد يؤثر التعرض المتكرر على الرئتين ويسبب التهابًا.
- قد يؤدي الأنتيمون خماسي فلوريد إلى تلف الكلى والكبد والقلب.
- يمكن أن يتسبب التعرض العالي المتكرر في ترسبات من الفلوريد في العظام والأسنان، وهي حالة تسمى “التسمم بالفلور”.
- هناك خطر السرطان أيضا، وحسب المعلومات المتوفرة حاليا لم يتم اختبار خماسي فلوريد الأنتيمون لقدرته على إحداث السرطان في الحيوانات.
- هناك خطر الإنجاب، وحسب المعلومات المتوفرة حاليا لم يتم اختبار خماسي فلوريد الأنتيمون لقدرته للتأثير على التكاثر.
- يتفاعل بعنف مع العديد من المركبات، وغالبًا ما يطلق فلوريد الهيدروجين الخطير.
معدات الحماية الشخصية من مركب خماسي فلوريد الأنتيمون
- يجب أن يكون هناك ضوابط لمكان العمل أفضل من معدات الحماية الشخصية، ومع ذلك ومن أجل بعض الوظائف (مثل العمل الخارجي ودخول الأماكن الضيقة والوظائف، حيث يتم القيام به مرة واحدة فقط كل فترة أو المهام التي يتم إجراؤها أثناء العمل ويتم تثبيت عناصر التحكم)، ومعدات الحماية الشخصية قد يكون مناسبا.
- تتطلب OSHA 1910.132 من أصحاب العمل تحديد معدات الحماية الشخصية المناسبة لكل خطر ولتدريب الموظفين على كيفية ووقت استخدام الحماية.
- تجنب ملامسة الجلد لمادة الأنتيمون خماسي فلوريد، ويجب أن ترتدي القفازات والملابس الواقية، ومعدات السلامة.
- ارتدِ نظارات واقية غير مباشرة ذات فتحات تهوية وتأثير ورذاذ عند العمل مع السوائل.
- ارتدِ واقيًا للوجه مع نظارات واقية عند العمل بها.
- إن المواد المسببة للتآكل أو شديدة التهيج أو السامة.
