Decafluoruro di dizolfo

Decafluoruro di dizolfo
	Struttura del decafluoruro di dizolfo
	Modello del decafluoruro di dizolfo
Nome IUPAC
	decafluoruro di dizolfo
Nomi alternativi
	pentafluoruro di zolfo
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	F10S2
Peso formula (u)	254,12
Aspetto	liquido incolore
Numero CAS	5714-22-7
Numero EINECS	227-204-4
PubChem	62586
SMILES	FS(F)(F)(F)(F)S(F)(F)(F)(F)F
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	2,08
Solubilità in acqua	praticamente insolubile
Temperatura di fusione	−55 °C (218 K)
Temperatura di ebollizione	28,7 °C (302 K)
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)	-1903
Indicazioni di sicurezza
Frasi H	--
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Il decafluoruro di dizolfo è il composto inorganico con formula S₂F₁₀, dove lo zolfo è nello stato di ossidazione +5. In condizioni normali è un liquido incolore, volatile, con un odore simile a quello del diossido di zolfo, praticamente insolubile in acqua. È un composto fortemente tossico.^[1] Durante la seconda guerra mondiale fu studiato come possibile arma chimica, dato che è difficile rivelarne la presenza poiché non produce né lacrimazione né irritazione cutanea.^[5] S₂F₁₀ si forma come prodotto secondario indesiderato durante la sintesi industriale di SF₆, ma viene isolato e distrutto.^[6]^[7]

Sintesi

Il decafluoruro di dizolfo fu preparato per la prima volta da Kenneth Denbigh e Robert Whytlaw-Gray nel 1934.^[8] Si forma come sottoprodotto della reazione di sintesi dell'SF₆ a partire da zolfo e fluoro. Un metodo più conveniente è la reazione fotochimica^[9]

{\ce {2 SF5Cl + H2 + h \nu -> S2F10 + 2HCl}}

Struttura

S₂F₁₀ è un composto molecolare, costituito da due gruppi ottaedrici SF₅, uniti da un legame S–S. La simmetria molecolare risulta D_4d, con i due gruppi SF₅ sfalsati di 45° lungo l'asse S–S.^[9]^[10] Calcoli teorici indicano che la barriera torsionale del legame S–S è 40±5 kJ/mol, rendendo trascurabile questo movimento di rotazione a temperatura ambiente.^[2]

Proprietà e reattività

Il decafluoruro di dizolfo è un composto stabile, ma si decompone a 200 ºC formando SF₄ e SF₆; questa reazione è sfruttata per eliminare S₂F₁₀ durante il processo di sintesi di SF₆:^[6]^[9]

{\ce {S2F10 -> SF4 + SF6}}

S₂F₁₀ risulta poco reattivo a temperatura ambiente, ma a caldo tende a reagire rompendo in modo omolitico il legame S–S; i radicali ·SF₅ formati possono dar luogo a varie reazioni.^[11] Ad esempio S₂F₁₀ reagisce con cloro, bromo e tetrafluoroidrazina:^[7]^[9]

{\ce {S2F10 + Cl2 -> 2SF5Cl}}

{\ce {S2F10 + Br2 -> 2SF5Br}}

{\ce {S2F10 + N2F4 -> 2SF5NF2}}

In acqua non viene idrolizzato, ma viene lentamente decomposto in presenza di NaOH.^[7]

Tossicità

Il decafluoruro di dizolfo è un gas o liquido incolore con un odore simile a quello di SO₂.^[12] È circa 4 volte più velenoso del fosgene. Si pensa che la sua tossicità sia causata dalla sua disproporzione nei polmoni in SF₆, che è inerte, e SF₄, che reagisce con l'umidità presente formando acido solforoso e acido fluoridrico, provocando così danni polmonari molto gravi (edema ed emorragia).^[13] Non è tossico di per se stesso a causa dei prodotti di idrolisi, poiché è difficilmente idrolizzato dall'acqua e dalla maggior parte delle soluzioni acquose.

Note

^ ^a ^b ^c ^d ^e GESTIS 2018
^ ^a ^b Irikura 1995
^ Questa sostanza non è stata ancora classificata in termini di pericolosità o non è stata ancora trovata una fonte affidabile e citabile.
^ scheda del composto su [1]
^ Johnston 2003
^ ^a ^b Devilliers et al. 2002
^ ^a ^b ^c Atwood 2006
^ Denbigh e Whytlaw-Gray 1934
^ ^a ^b ^c ^d Holleman e Wiberg 2007
^ Harvey e Bauer 1953
^ Cohen e MacDiarmid 1965
^ Sulfur Pentafluoride, in 1988 OSHA PEL Project, CDC NIOSH.
^ Johnston, H., A Bridge not Attacked: Chemical Warfare Civilian Research During World War II, World Scientific, 2003, pp. 33-36, ISBN 978-981-238-153-8.

Bibliografia

(EN) D. A. Atwood, Fluorine: Inorganic Chemistry, in Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2ª ed., John Wiley & Sons, 2006, DOI:10.1002/0470862106.ia076, ISBN 978-0-470-86210-0.
(EN) B. Cohen e A. G. MacDiarmid, Chemical Properties of Disulfur Decafluoride, in Inorg. Chem., vol. 4, n. 12, 1965, pp. 1782-1785, DOI:10.1021/ic50034a025.
(EN) K. G. Denbigh e R. Whytlaw-Gray, The preparation and properties of disulphur decafluoride, in J. Chem. Soc., 1934, pp. 1346-1352, DOI:10.1039/JR9340001346.
(EN) D. Devilliers, M. Chemla, R. Faron e R. Romano, Fluorine Compounds, Inorganic, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, 2002, DOI:10.1002/14356007.a11_307.
GESTIS, Disulfur decafluoride, su gestis-en.itrust.de, 2018. URL consultato il 24 novembre 2018. Pagina del decafluoruro di dizolfo nel data base GESTIS.
(EN) R. B. Harvey e S. H. Bauer, An Electron Diffraction Study of Disulfur Decafluoride, in J. Am. Chem. Soc., vol. 75, n. 12, 1953, pp. 2840-2846, DOI:10.1021/ja01108a015.
(DE) A. F. Holleman e N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Berlino, Walter de Gruyter, 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.
(EN) K. K. Irikura, Thermochemistry of disulfur decafluoride, S₂F₁₀, in J. Chem. Phys., vol. 103, 1995, p. 10162, DOI:10.1063/1.469918.
(EN) H. Johnston, A Bridge not Attacked: Chemical Warfare Civilian Research During World War II, World Scientific, 2003, ISBN 978-981-238-153-8.

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[GESTIS-1] GESTIS 2018

[Iri95-2] Irikura 1995

[3] Questa sostanza non è stata ancora classificata in termini di pericolosità o non è stata ancora trovata una fonte affidabile e citabile.

[4] scheda del composto su [1]

[5] Johnston 2003

[Ull02-6] Devilliers et al. 2002

[EIC06-7] Atwood 2006

[8] Denbigh e Whytlaw-Gray 1934

[Hol07-9] Holleman e Wiberg 2007

[10] Harvey e Bauer 1953

[11] Cohen e MacDiarmid 1965

[12] Sulfur Pentafluoride, in 1988 OSHA PEL Project, CDC NIOSH.

[13] Johnston, H., A Bridge not Attacked: Chemical Warfare Civilian Research During World War II, World Scientific, 2003, pp. 33-36, ISBN 978-981-238-153-8.

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