Heptafluorotantalato de potasio

 
Heptafluorotantalato de potasio
General
Fórmula estructural Imagen de la estructura
Fórmula molecular K2[TaF7]
Identificadores
Número CAS 16924-00-8[1]​
ChemSpider 28541740
PubChem 13848139, 131668391 28146, 13848139, 131668391
InChI=InChI=1S/7FH.2K.Ta/h7*1H;;;/q;;;;;;;2*+1;+5/p-7
Key: DPXAUKPQZOAHGF-UHFFFAOYSA-G
Propiedades físicas
Masa molar 391,864232 g/mol
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El heptafluorotantalato de potasio es un compuesto inorgánico de fórmula K2[TaF7]. Es la sal potásica del anión heptafluorotantalato [TaF7]2-. Este sólido blanco soluble en agua es un producto intermedio en la purificación del tántalo a partir de sus minerales y es el precursor del metal.[2]​

Preparación

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Industrial

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El heptafluorotantalato de potasio es un producto intermedio en la producción industrial de tántalo metálico. Su producción implica la lixiviación de minerales de tántalo, como la columbita y la tantalita, con ácido fluorhídrico y ácido sulfúrico para producir el heptafluorotantalato de hidrógeno soluble en agua.[2]​

Ta2O5 + 14 HF → 2 H2[TaF7] + 5 H2O

Esta solución se somete a una serie de pasos de extracción líquido-líquido para eliminar las impurezas metálicas (la más importante, el niobio) antes de ser tratada con fluoruro de potasio para producir K2[TaF7]

   H2[TaF7] + 2 KF → K2[TaF7] + 2 HF

A escala de laboratorio

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El ácido fluorhídrico es corrosivo y tóxico, por lo que resulta poco atractivo para trabajar con él; por ello, se han desarrollado varios procesos alternativos para síntesis a pequeña escala. El heptafluorotantalato de potasio puede producirse por métodos anhidro y húmedo. El método anhidro implica la reacción del óxido de tántalo con bifluoruro de potasio o bifluoruro de amonio según la siguiente ecuación:[3]​

Ta2O5 + 4 KHF2 + 6 HF → 2 K2[TaF7] + 5 H2O

El método fue comunicado originalmente por Berzelius.[4]​

El K2[TaF7] también puede precipitarse a partir de soluciones en ácido fluorhídrico siempre que la concentración de HF sea inferior a aproximadamente el 42%. Las soluciones con concentraciones más altas de HF producen hexafluorotantalato de potasio [KTaF6]. La sal K también puede precipitarse a partir de una solución en ácido fluorhídrico de pentacloruro de tántalo:

   5 HF + 2 KF + TaCl5 → K2[TaF7] + 5 HCl

Reacciones

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El K2[TaF7] se utiliza principalmente para producir tántalo metálico mediante reducción con sodio. Esto tiene lugar a aproximadamente 800 °C en sal fundida y se produce a través de una serie de vías potenciales.[5]​

K2[TaF7] + 5 Na → Ta + 5 NaF + 2 KF

El K2[TaF7] es susceptible de hidrólisis. Por ejemplo, una solución acuosa en ebullición de K2[TaF7] produce oxifluorotantalato de potasio (K2Ta2O3F6), conocido como "sal de Marignac". Para evitar la hidrólisis y la coprecipitación del oxifluorotantalato de potasio, se añade un pequeño exceso de HF a la solución.

Referencias

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  1. ↑ Número CAS
  2. ↑ a b Anthony Agulyanski (2004). «Fluorine chemistry in the processing of tantalum and niobium». En Anatoly Agulyanski, ed. Chemistry of Tantalum and Niobium Fluoride Compounds (1st edición). Burlington: Elsevier. ISBN 9780080529028. 
  3. ↑ Agulyansky, A. "Potassium fluorotantalate in solid, dissolved and molten conditions" J. Fluorine Chemistry 2003, 155-161. doi 10.1016/S0022-1139(03)00190-8
  4. ↑ J. J. Berzelius Pogg. Ann. 4, 6 (1825#.
  5. ↑ Okabe, Toru H.; Sadoway, Donald R. (1998). «Metallothermic reduction as an electronically mediated reaction». Journal of Materials Research 13 (12): 3372-3377. Bibcode:1998JMatR..13.3372O. doi:10.1557/JMR.1998.0459. 

Enlaces externos

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