中文名称:五氟化碘
CAS No:7783-66-6
EINECS号:232-019-7
分子式:F5I
沸点:104.5℃
闪光点:无意义
密度:3,2 g/cm3
外观淡黄色 液体
用途:用作氟化剂和燃烧剂。
安全说明:7/9-17-36/37/39-45
危险品运输编号:UN 2495
五氟化碘的热稳定性较好,是最稳定的卤素间化合物。
IF5的反应活性比其他卤素间化合物弱得多,与硅 、镁 、铜 、铁 、铬 在常温下不发生作用,在强热时才与钼 、钨 、磷 、砷 、锑 、硼 等发生作用,生成相应的氟化物 ,如:
2 IF5 + 2 Sb → 2 SbF5 + I2
6 IF5 + 10 B → 10 BF3 + 15 I2
在水中能很快水解 生成氢氟酸 和碘酸 :
IF5 + 3 H2O → HIO3 + 5 HF
IF5是一个很好的溶剂,具有如下自电离作用:
2 IF5 ? IF4+ + IF6-
IF5作为溶剂时,KF·IF5是一种路易斯碱,SbF5、BF3、HF、SO3为路易斯酸,此两类物质间的中和反应同发生在BrF3中的情况类似:
KF + IF5 → K+ + IF6-
SbF5 + IF5 → IF4+SbF6- ? IF4+ + SbF6-
晶体结构分析和振动光谱表明 IF5 同 SbF5 作用,生成了[IF4]+[SbF6]- 类型的化合物。碱金属氟化物和 IF5 能发生作用,生成了 M+IF6- 形式的固体衍生物,其中M为碱金属、Ag、NO等。
熔融态碘在氟气中燃烧法
熔融态碘与氟气的反应中,由于液体碘在反应器底部结晶,阻碍了反应器的换热,氟气与熔融状态的碘反应时反应速度快,放热量大,使得反应温度难以控制,且碘在高温时易产生大量碘蒸气,导致管道堵塞,同时温度过高,氟气与五氟化碘极易生成七氟化碘 ,导致收率降低和副反应偏高;连续通入反应器的大量氟气,其中过量 的氟气将造成很大浪费和污染,不符合清洁生产的要求;液态碘腐蚀性较大,对反应釜材质的要求较为苛刻。
John Theodore Lileck 等将固体碘置于镍 反应器中经电加热线圈加热至高于114℃,得到熔融状态的碘;然后将氟气通过喷射器(喷射器放置在碘液面以下)均匀地分散在反应器中,在反应器下部鼓风冷却,反应器中的压力等于或大于五氟化碘的蒸气压,来阻止产物五氟化碘的挥发,以及减少副产物七氟化碘的生成。该工艺解决了反应中存在的上述管道堵塞以及副反应产物多等问 题,该工艺中五氟化碘的产率 相对较高,以碘计高达 98%,以氟气计为 92%
氟气处理烷基碘化物法
当用氟气处理烷基碘化物时,氟气会与之反应,生成碘的氟化物,以五氟化碘为主。该方法相对于碘在氟气中燃烧法要温和很多,但是该法的主要目的在于得到氟化后的氟碳化合物,五氟化碘只是作为副产物得到,数量较为有限,无论从原料成本还是产量来说都难以作为生产五氟化碘的主要方法。
氟化银与碘单质反应法
该法是将 AgF 与 I2 混合,在适当的条件下使之反应,制取五氟化碘,理论上反应是可行的,但是考虑到氟化银 的原料成本因素,该方法同上一种方法一样难以成为主要的制备方法。
碘酸钾与四氟化硫反应法
William Channing Smith 等将 KIO3 与 SF4 的混合物阶梯式地加热保温使之反应后再分离得到 IF5 和 KIF6。 混合物先加热到60℃后保温2小时,再加热到120℃保温2小时,后又加热到140℃再保温4小时,*加热到240℃保温6小时。收集反应生成的黄色挥发性组分,冷冻到-78℃,分离后加热到室温,所留下的液体即为五氟化碘。反应体系中的 KIO3 具有爆炸危险,因此操作过程中应当格外小心,尚未见到工业应用的报道。
五氧化二碘与四氟化硫反应法
该方法是将 I2O5 在二氧化碳-丙酮混合物中冷却,抽真空到1mmHg,加人 SF4 后封闭,再进行阶梯式升温,后冷却分离,升温程序与上一种方法基本相同,产物分馏即可得到较高纯度的五氟化碘。该方法也尚未见到工业化的报道