Fluoruro di tantalio(V)

Il fluoruro di tantalio(V) o pentafluoruro di tantalio è il composto inorganico di formula TaF₅. In condizioni normali è un solido cristallino bianco, che si idrolizza rapidamente a contatto con l'acqua rilasciando acido fluoridrico. In questo composto il tantalio è nello stato di ossidazione +5.

Fluoruro di tantalio(V)
Schema di struttura del fluoruro di tantalio(V) solido
Nomi alternativi
pentafluoruro di tantalio
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	TaF5
Massa molecolare (u)	275,95
Aspetto	solido bianco
Numero CAS	7783-71-3
Numero EINECS	232-022-3
PubChem	82218 e 9860379
SMILES	F[Ta](F)(F)(F)F
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	4,74
Solubilità in acqua	si decompone
Temperatura di fusione	96,8 °C (370,0 K)
Temperatura di ebollizione	229,5 °C (502,7 K)
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)	-1905
S0m(J·K−1mol−1)	378
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
Frasi H	314, 302, 312, 332
Consigli P	260, 303+361+353, 305+351+338, 301+330+331, 405, 501

Struttura

Allo stato solido e allo stato fuso il composto consiste di tetrameri, costituiti da quattro unità TaF₄ connesse da atomi di fluoro a ponte. Allo stato gassoso TaF₅ è monomerico, con struttura di bipiramide trigonale e simmetria molecolare D_3h.

Sintesi

TaF₅ si prepara trattando il tantalio metallico con fluoro gassoso, o per reazione tra TaCl₅ e acido fluoridrico:

TaCl₅ + 5HF → TaF₅ + 5HCl

Reattività

TaF₅ è un composto stabile, ma bisogna evitare il contatto con acqua e umidità, che ne provocano la decomposizione con rilascio di acido fluoridrico. La tendenza di TaF₅ a formare tetrameri allo stato solido indica che il monomero si comporta da acido di Lewis. Analogamente, TaF₅ reagisce con donatori di ioni fluoruro per formare gli anioni [TaF₆]^–, [TaF₇]^2– e [TaF₈]^3–, a seconda della natura del controione e della concentrazione di HF. Con basi di Lewis neutre come etere dietilico forma addotti.

Uso

TaF₅ è usato assieme a HF come catalizzatore superacido per l'alchilazione di alcani e alcheni e per la protonazione di composti aromatici. Il sistema TaF₅/HF è stabile in ambiente riducente, a differenza del sistema SbF₅/HF.

Nel processo Marignac per separare niobio e tantalio si sfrutta la cristallizzazione frazionata di K₂TaF₇ da soluzioni di acido fluoridrico. In queste condizioni il niobio forma K₂NbOF₅ che è più solubile di K₂TaF₇. Riducendo K₂TaF₇ con sodio si ottiene tantalio metallico.

Indicazioni di sicurezza

TaF₅ è disponibile in commercio. Il composto è nocivo se ingerito o inalato. Per contatto provoca gravi ustioni cutanee e gravi lesioni agli occhi. Non ci sono dati che indichino proprietà cancerogene. Viene considerato poco pericoloso per le acque e l'ambiente.

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