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]
Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahrensymbol

Gefahr

H- und P-Sätze H: 280​‐​330​‐​314
EUH: 071
P: 260​‐​280​‐​303+361+353+315​‐​304+340+315​‐​305+351+338+315​‐​403​‐​405 [2]
MAK

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

Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

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

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.[4]

Gewinnung und Darstellung

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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.[5]

S + 2   F 2 ⟶ S F 4 {\displaystyle \mathrm {S+2\ F_{2}\longrightarrow SF_{4}} } {\displaystyle \mathrm {S+2\ F_{2}\longrightarrow SF_{4}} }

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

3   S C l 2 + 4   N a F ⟶ S F 4 + 4   N a C l + S 2 C l 2 {\displaystyle \mathrm {3\ SCl_{2}+4\ NaF\longrightarrow SF_{4}+4\ NaCl+S_{2}Cl_{2}} } {\displaystyle \mathrm {3\ SCl_{2}+4\ NaF\longrightarrow SF_{4}+4\ NaCl+S_{2}Cl_{2}} }
S C l 2 + 4   N a F + C l 2 ⟶ S F 4 + 4   N a C l {\displaystyle \mathrm {SCl_{2}+4\ NaF+Cl_{2}\longrightarrow SF_{4}+4\ NaCl} } {\displaystyle \mathrm {SCl_{2}+4\ NaF+Cl_{2}\longrightarrow SF_{4}+4\ NaCl} }

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

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[6] . 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.

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 schnell ihre Plätze tauschen.[7]

Schwefeltetrafluorid wird als Fluorierungsmittel anorganischer Oxide, Sulfide oder Carbonyle [8] bzw. besonders der Ketogruppe >C=O zu >CF2 verwendet.[2]

Einzelnachweise

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  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 i Eintrag zu Schwefeltetrafluorid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 8. Januar 2021. (JavaScript erforderlich)
  3. ↑ Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 7783-60-0 bzw. Schwefeltetrafluorid), abgerufen am 2. November 2015.
  4. ↑ 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 . 
  5. ↑ 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.
  6. ↑ Norman N. Greenwood; Alan Earnshaw: Chemistry of the Elements. Band 2. Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-08-037941-9. 
  7. ↑ 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.
  8. ↑ A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9, S. 564.
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