Фтори́д хло́ра(V) ( пентафтори́д хло́ра , пятифто́ристый хлор ) — Cl F ₅ , соединение хлора с фтором , представляющее собой при комнатной температуре бесцветный ядовитый тяжёлый газ с сильным раздражающим запахом. Конденсируется при охлаждении до −13 °C (или при увеличении давления) в бесцветную жидкость. Впервые синтезирован в 1963 году .

Физические свойства

Температура плавления −103 °C, кипения −13,1 °C. В газовой фазе бесцветен, конденсируется в мутно-белую жидкость и в белые кристаллы. Давление паров в диапазоне от −80 до +25 °C зависит от абсолютной температуры как lg P _{мм рт.ст.} = 7,2683 − 1137,16/ T . Плотность в жидкой фазе при −23 °C равна 1,922 г/см ³ , в диапазоне от −80 до −23 °C изменяется как 2,696 г/см ³ − 3,08⋅10 ⁻³ T (K) .

Химические свойства

Сильный окислитель и очень сильный фторирующий агент. Реагирует с водой, взаимодействует со всеми элементами, кроме фтора , кислорода , азота и инертных газов :

${\displaystyle {\mathsf {ClF_{5}+3H_{2}O\ \xrightarrow {} \ 5HF+HClO_{3}}}}$

• При нагревании разлагается в ClF ₃ и F ₂ :

${\displaystyle {\mathsf {ClF_{5}\rightarrow ClF_{3}\uparrow +F_{2}\uparrow }}}$

• С диоксидом кремния при комнатной температуре переходит во фторид кремния(IV) :

${\displaystyle {\mathsf {4ClF_{5}+5SiO_{2}\rightarrow 5SiF_{4}+2Cl_{2}+5O_{2}}}}$

• Под действием ультрафиолетового излучения вступает во взаимодействие с PtF ₆ , при этом образуется смесь ClF ₆ PtF ₆ и ClF ₄ PtF ₆ :

${\displaystyle {\mathsf {2PtF_{6}+2ClF_{5}\rightarrow ClF_{6}[PtF_{6}]+ClF_{4}[PtF_{6}]}}}$

Получение

• Реакция трифторида хлора с газообразным фтором при высоких температуре и давлении:

${\displaystyle {\mathsf {ClF_{3}+F_{2}\longrightarrow ClF_{5}\uparrow }}}$

• Синтез из элементов при 350 °C и давлении 250 атм (фотохимическая активация позволяет снизить давление синтеза до 1 атм).
• Фторирование соединений вида Me[ClF ₄ ] (Me = K, Rb, Cs).
• Электролиз раствора ClF ₃ в HF.

Применение

Применяется как фторирующий агент, но используется редко, так как не имеет преимуществ перед трифторидом хлора. В США было предложено использовать его как компонент ракетного топлива, высококипящий окислитель, однако по данным на 1981 года работы по этой теме находились на стадии стендовых и лабораторных испытаний .

Токсичность

Очень токсичен, ядовитый (удушающий) газ.

Примечания

Литература

• Николаев Н. С., Суховерхов В. Ф., Шишков В. Д., Аленчикова И. Ф. Химия галоидных соединений фтора. М.: Наука, 1968.
• Лидин Р. А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М. : Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0 .