Decafluoruro di dizolfo

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. 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. S₂F₁₀ si forma come prodotto secondario indesiderato durante la sintesi industriale di SF₆, ma viene isolato e distrutto.

Sintesi

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

$2\mathrm{S}\mathrm{F}{\phantom{A}}_5\mathrm{C}\mathrm{l}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2+\mathrm{h}\mathrm{\nu }⟶\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}_{10}+2\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

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. 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.

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:

$\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}_{10}⟶\mathrm{S}\mathrm{F}{\phantom{A}}_4+\mathrm{S}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6$

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. Ad esempio S₂F₁₀ reagisce con cloro, bromo e tetrafluoroidrazina:

$\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}_{10}+\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{S}\mathrm{F}{\phantom{A}}_5\mathrm{C}\mathrm{l}$

$\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}_{10}+\mathrm{B}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{S}\mathrm{F}{\phantom{A}}_5\mathrm{B}\mathrm{r}$

$\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}_{10}+\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}_4⟶2\mathrm{S}\mathrm{F}{\phantom{A}}_5\mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2$

In acqua non viene idrolizzato, ma viene lentamente decomposto in presenza di NaOH.

Tossicità

Il decafluoruro di dizolfo è un gas o liquido incolore con un odore simile a quello di SO₂. 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). 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.

Bibliografia

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