Hexafluoridokieselsäure

Strukturformel
Datei:2.svg Wasserstoffion Strukturformel der Hexafluorokieselsäure
Allgemeines
Name	Hexafluoridokieselsäure
Andere Namen	Kieselfluorwasserstoff Hexafluorokieselsäure Fluorkieselsäure Fluorsiliciumwasserstoff Kieselflusssäure Kieselfluorwasserstoffsäure
Summenformel	H2[SiF6]
Kurzbeschreibung	farblose Flüssigkeit<ref name="GESTIS" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 241-034-8 ECHA-InfoCard 100.037.289 PubChem 21863527 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	144,09 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig<ref name="GESTIS" />
Dichte	1,38 g·cm−3 (35proz. Lösung)<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Schmelzpunkt	−30 °C (35proz. Lösung)<ref name="GESTIS" />
Siedepunkt	110 °C (Zersetzung)<ref name="GESTIS" />
Löslichkeit	mischbar mit Wasser<ref name="GESTIS" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),<ref name="CLP_100.037.289">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der Datenbank ECHA CHEM der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA)Vorlage:Abrufdatum Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.</ref> ggf. erweitert<ref name="GESTIS" /> Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahr H- und P-Sätze H: 302​‐​311​‐​314 P: 270​‐​280​‐​301+312​‐​303+361+353​‐​304+340+310​‐​305+351+338<ref name="GESTIS" />
Toxikologische Daten	430 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref>Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Fisher ScientificVorlage:Abrufdatum (PDF).</ref>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Hexafluoridokieselsäure ist eine chemische Verbindung, die nur in wässriger Lösung bekannt ist und stark sauer reagiert. Beim Versuch der vollständigen Entwässerung zersetzt sie sich zu Flusssäure und Siliciumtetrafluorid. Sie lässt sich als Dihydrat isolieren, das bei 60 °C unter Zersetzung schmilzt.<ref>Eintrag zu Fluorokieselsäure. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref> Die Salze der Hexafluoridokieselsäure werden Hexafluoridosilicate genannt.

Gewinnung und Darstellung

Hexafluoridokieselsäure entsteht bei Reaktion von Flusssäure mit Siliciumdioxid (Quarz, Sand, …)

<math>\mathrm{SiO_2\ +\ 6\ HF\ \longrightarrow\ H_2[SiF_6]\ +\ 2\ H_2O}</math>

oder durch Versetzen von Wasser mit Siliciumtetrafluorid.<ref name="brauer">G. Brauer (Hrsg.): Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd ed., vol. 1, Academic Press 1963, S. 214–215.</ref>

<math>\mathrm{3\ SiF_4\ +\ 2\ H_2O\ \longrightarrow\ 2\ H_2[SiF_6]\ +\ SiO_2}</math>

Es entsteht auch als Nebenprodukt beim Aufschluss (der Reaktion zur Herstellung von Phosphorsäure) von Fluorapatit mit Schwefelsäure, wobei Flusssäure entsteht, welche mit den im Fluorapatit in unterschiedlicher Menge als Beimischung enthaltenen Silikaten reagiert. Da die Hexafluoridokieselsäure vom Phosphor getrennt werden muss, hat sie als billiges Koppelprodukt verschiedene Anwendungen gefunden.

Eigenschaften

Hexafluoridokieselsäure ist eine farblose Flüssigkeit, die in wasserfreiem Zustand bei Raumtemperatur bereits zu etwa 50 % in Siliciumtetrafluorid und Fluorwasserstoff gespalten ist. Unzersetzt destillierbar ist sie nur als 13,3%ige wässrige Lösung.<ref name="brauer" /> Das Hexafluoridosilikatanion SiF₆²⁻ ist im Gegensatz zu den anderen Hexahalogenidosilikaten hydrolysestabil. Hexafluoridokieselsäure ähnelt in seiner Stärke der Schwefelsäure, was die erste Stufe angeht (pK₁<0), bzgl. der zweiten Stufe gibt es in der Literatur unterschiedliche Angaben (pK₂ = 0,65 oder pK₂ = 1,83).<ref>Edward Todd Urbansky: Fate of Fluorosilicate Drinking Water Additives. In: Chemical Reviews. Band 102, Nr. 8, 1. August 2002, S. 2837–2854, doi:10.1021/cr020403c. </ref>

Verwendung

Hexafluoridokieselsäure wird als Desinfektions- bzw. Konservierungsmittel von Holzmasten und Gerbebrühen, zur Reinigung von Kupfer- und Messing-Kesseln in Bierbrauereien, beim Säurepolieren von Kristallglas<ref>e-kunststoffhandel.de: Beschreibung von Gaswäschern für die Glasindustrie (Memento vom 24. August 2007 im Internet Archive).</ref> und zur Herstellung von Metalloxid-Filmen verwendet. Weiterhin dient sie als Reagenz bei organischen Synthesen zum Aufspalten von Si–O-Bindungen bei Silylethern. In den USA wird die Verbindung häufig zur Fluoridierung von Wasser (zwecks Kariesprophylaxe) verwendet. Die Säure und ihre Salze werden als Fluate zur Oberflächenbehandlung von Natur- und Kunststeinen (Fluatierung von Beton) eingesetzt, um die Oberfläche zu härten und wasserundurchlässiger zu machen.<ref>sorglosweb.de: Produktbeschreibung einer Hexafluorosilikatmischung (Memento vom 28. Februar 2014 im Internet Archive) (PDF; 93 kB); (Seite dauerhaft nicht mehr aufrufbar).</ref> Man bezeichnet sie deshalb auch als Steinkristallisatoren. Die Wirkung beruht auf der Bildung unlöslicher Fluoride (Calciumfluorid) aus löslichen Calciumverbindungen des Materials der Oberfläche, sowie von Siliciumdioxid durch Hydrolyse des SiF₆²⁻-Anions.<ref>Otto Hähnle (Hrsg.): Baustoff-Lexikon. Deutsche Verlags-Anstalt, Stuttgart 1961, S. 333. </ref>

Einzelnachweise

<references />