Esafluorofosfato di litio
L'esafluorofosfato di litio è un composto ionico del catione litio con l'anione esafluorofosfato (PF6−), che si forma dalla complessazione di uno ione fluoruro (F−) con il pentafluoruro di fosforo (PF5), un forte acido di Lewis, sebbene meno di AsF5, e questo di SbF5.[1]
La sua formula minima è quindi LiPF6.[2] Per evidenziare gli ioni e le loro cariche viene meglio rappresentato come Li+[PF6]−. Formalmente è anche il sale di litio dell'acido esafluorofosforico HPF6,[3] acido che però è instabile in assenza di acqua.[4]
Proprietà
A temperatura ambiente si presenta come una polvere cristallina incolore, o bianca se in forma finemente suddivisa, inodore e igroscopica.[5] In acqua si scioglie, ma subisce idrolisi; l'infiltrazione di umidità nei solventi organici usati nelle batterie al litio può rappresentare un problema per sistemi che impiegano LiPF6.[6]
L'esafluorofosfato di litio cristallizza nel sistema cubico, gruppo spaziale Fm3m, con una unità formula nella cella elementare e può essere considerato isostrutturale con NaPF6 e KPF6.[7]
Da esperimenti di termogravimetria risulta che in campioni rigorosamente anidri LiPF6 mostra decomposizione termica a 134,84 °C, mentre in campioni commerciali questa inizia già a 114,5 °C.[7]
È un composto tossico, corrosivo, dannoso per le mucose, pericoloso se ingerito, inalato o assorbito attraverso la cute.
Preparazione e applicazioni
L'esafluorofosfato di litio anidro, con purezza raggiungibile del 99,98% e adatto per batterie al litio, può essere preparato facendo reagire fluoruro di litio e pentafluoruro di fosforo (a sua volta preparato a parte da fluoruro di calcio e anidride fosforica) in acetonitrile come solvente a temperatura ambiente (20-30 °C) per 4 ore:[8]
LiF + PF5 → PF6
Le soluzioni di esafluorofosfato di litio in miscele di diesteri dell'acido carbonico (carbonati dialchilici o carbonati di alchilene), quali etilencarbonato, dimetil carbonato, dietil carbonato e/o etilmetil carbonato, in presenza di una piccola quantità di altri come additivi (fluoroetilen carbonato e vinilen carbonato) fungono da soluzioni elettrolitiche di elezione per le batterie agli ioni di litio.[9][10] Questa applicazione sfrutta anche l'inerzia dell'anione esafluorofosfato verso agenti riducenti forti, come il litio metallico.
Reattività
Il sale è relativamente stabile termicamente, ma perde il 50% in peso a 200 °C. Si idrolizza vicino a 70 °C[11] formando acido fluoridrico (HF) altamente tossico:
A causa dell'acidità di Lewis degli ioni Li+, LiPF6 catalizza anche la tetraidropiranilazione degli alcoli terziari.[12]
Nelle batterie agli ioni di litio, LiPF6 reagisce con Li2CO3, reazione che può essere catalizzata da piccole quantità di HF:[13]
Note
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- ↑ 7,0 7,1 Template:Cita pubblicazione
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Voci correlate
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