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Hexafluorophosphate

Les hexafluorophosphates sont des composĂ©s chimiques contenant l'anion de formule PF6−, base conjuguĂ©e de l'acide hexafluorophosphorique HPF6. L'anion hexafluorophosphate PF6− prĂ©sente une gĂ©omĂ©trie octaĂ©drique et est isoĂ©lectronique avec l'hexafluorure de soufre SF6 et le dianion hexafluorosilicate SiF62−, ainsi qu'avec l'anion fluoroantimoniate SbF6−. L'atome de phosphore y est prĂ©sent Ă  l'Ă©tat d'oxydation +5.

L'anion PF6− porte une charge positive sur l'atome de phosphore et deux charges nĂ©gatives dĂ©localisĂ©es sur les six atomes de fluor.
Hexafluorophosphate
Structure et représentation tridimensionnelle de l'anion hexafluorophosphate
Identification
No CAS 16919-18-9
No ECHA 100.111.656
No CE 605-543-2
PubChem 9886
ChEBI 30201
SMILES
InChI
Propriétés chimiques
Formule F6PPF6−
Masse molaire[1] 144,964 181 ± 5,0E−6 g/mol
F 78,63 %, P 21,37 %,
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

L'anion hexafluorophosphate est faiblement nuclĂ©ophile, Ă©tant Ă©galement faiblement coordinant. Il est susceptible de se dĂ©composer en libĂ©rant du fluorure d'hydrogĂšne dans les liquides ioniques[2], mais est gĂ©nĂ©ralement trĂšs stable en solution. L'hydrolyse est trĂšs lente, mĂȘme dans les acides concentrĂ©s chauffĂ©s[3] et encore plus lente en milieu basique[4]. Il est un peu plus stable Ă  l'oxydation anodique que l'anion tĂ©trafluoroborate BF4− et l'anion perchlorate ClO4−[5]. La solubilitĂ© des hexafluorophosphates suit celle des perchlorates. Par exemple, l'hexafluorophosphate de potassium KPF6 et l'hexafluorophosphate de tĂ©tramĂ©thylammonium NMe4PF6 sont faiblement solubles dans l'eau tandis que l'hexafluorophosphate de sodium NaPF6, l'hexafluorophosphate d'ammonium NH4PF6 et les hexafluorophosphates de mĂ©taux alcalino-terreux sont trĂšs solubles dans l'eau[6].

Les hexafluorophosphates de mĂ©taux alcalins comme le sodium et le potassium ainsi que l'hexafluorophosphate d'ammonium peuvent ĂȘtre prĂ©parĂ©s en faisant rĂ©agir les chlorures ou les fluorures correspondants avec l'acide fluorhydrique HF et le pentachlorure de phosphore[7] PCl5 :

MCl + 6 HF + PCl5 ⟶ MPF6 + 6 HCl.

La réaction des fluorures, par exemple du fluorure de potassium KF et du fluorure de césium CsF, avec le trifluorure de phosphore (en) PF3, donne également l'hexafluorophosphate correspondant[7] :

3 MF + 5 PF3 (en) ⟶ 3 MPF6 + 2 P.

Il est également possible de faire réagir de l'hexachlorophosphazÚne (NPCl2)3 avec du fluorure d'hydrogÚne HF pour obtenir de l'hexafluorophosphate d'ammonium[7] NH4PF6 :

(NPCl2)3 + 18 HF ⟶ 2 NH4PF6 + 6 HCl.

Les hexafluorophosphates de nitrosonium NOPF6 et de nitronium NO2PF6 peuvent ĂȘtre prĂ©parĂ©s en faisant rĂ©agir du pentabromure de phosphore PBr5 et du trifluorure de brome BrF3 avec respectivement du chlorure de nitrosyle NOCl et du dioxyde d'azote NO2.

La rĂ©action de l'hexafluorophosphate d'argent AgPF6 avec des halogĂ©nures permet Ă©galement de produire des hexafluorophosphates. Les halogĂ©nures d'argent forment des prĂ©cipitĂ©s qui permettent Ă  la rĂ©action de se poursuivre. Dans la mesure oĂč les sels d'hexafluorophosphate sont souvent insolubles dans l'eau mais solubles dans les solvants organiques polaires, l'addition d'hexafluorophosphate d'ammonium Ă  des solutions aqueuses de nombreux sels inorganiques donne des prĂ©cipitĂ©s solides de sels d'hexafluorophosphate. C'est par exemple le cas de la synthĂšse de sels de rhodocĂ©nium[8] :

RhCl3⋅xH2O + 2 C5H6 + NH4PF6 ⟶ [(η5−C5H5)2Rh]PF6↓ + 2 HCl + NH4Cl + x H2O.

Articles connexes

Notes et références
  1. Masse molaire calculĂ©e d’aprĂšs « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. (en) Paul J. Dyson, Tilmann J. Geldbach, Metal Catalysed Reactions in Ionic Liquids, Springer Science & Business Media, 2006, p. 27. (ISBN 978-1-4020-3915-7)
  3. (en) Allen E. Gebala et Mark M. Jones, « The acid catalyzed hydrolysis of hexafluorophosphate », Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, vol. 31, no 3,‎ , p. 771-776 (DOI 10.1016/0022-1902(69)80024-2, lire en ligne)
  4. (en) In Sung Chun, Sung Jin Moon, Young Mee Na, Young-A. Lee, Kyung Ho Yoo et Ok-Sang Jung, « Selective and sensitive recognition of hexafluorophosphate via an unusual equilibrium between a cationic square host and a PF6− guest », Inorganic Chemistry Communications, vol. 10, no 9,‎ , p. 967-970 (DOI 10.1016/j.inoche.2007.05.008, lire en ligne)
  5. (en) Ole Hammerich et Bernd Speiser, Organic Electrochemistry, 5e Ă©dition, CRC Press, 2015, p. 326. (ISBN 978-1-4200-8402-3)
  6. (en) Arthur D. F. Toy, The Chemistry of Phosphorus, Pergamon Texts in Inorganic Chemistry, Elsevier, 1973, p. 537. (ISBN 978-1-4831-4741-3)
  7. (en) J. H. Simons, Fluorine Chemistry, Elsevier, 2012, p. 56. (ISBN 0-323-14724-0)
  8. (en) David R. Baghurst, D. Michael, P. Mingos et Michael J. Watson, « Application of microwave dielectric loss heating effects for the rapid and convenient synthesis of organometallic compounds », Journal of Organometallic Chemistry, vol. 368, no 3,‎ , C43-C45 (DOI 10.1016/0022-328X(89)85418-X, lire en ligne)
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