五氟化銻(銻 Pentafluoride)是金屬銻的氟化物，為無機化合物，化學式為SbF?。五氟化銻外觀呈無色油狀液體，有刺激性氣味，具有高粘性與吸濕性，可溶于過量水和乙酸，也可溶于氟化鉀、液態二氧化硫等。其分子量為216.74，密度為2.99 g/cm3(23 ℃)。五氟化銻受熱或遇酸時會分解放出劇毒氣體氟氣。五氟化銻也具有酸性，是一種路易斯酸，其可與水反應，發出聲響并生成五氟化銻二水合物，也可與鹵族元素、亞硝酰[xiān]氟、硫和碳酸鈉等物質反應，易生成穩定的加合物。
五氟化銻可與氟硫酸、氟化氫等反應制備氟銻磺酸；可在有機化學中用作氟化劑、催化劑，用于制備碳正離子；可在有機高分子化合物領域用作聚合物摻雜劑，用于橡膠的制備與表面處理；還可用于石墨插層及氟化石墨的制備等。五氟化銻具有腐蝕性與刺激性，易對人體健康造成傷害。短期接觸五氟化銻，會刺激眼睛、皮膚和呼吸道，吸入可能引起肺水腫等；長期接觸五氟化銻，可能會引起皮膚過敏，還可能導致肺纖維化或支氣管炎等。
分子結構
五氟化銻分子中，以銻原子為中心連接五個氟原子。銻占56.17%，氟元素占43.38％，其球棍模型如下圖所示：
在氣相狀態下，五氟化銻為三角雙錐結構，而在液態和固態時，五氟化銻屬單斜晶系，B2?/m空間群，分子以四聚體的形式呈之字鏈接排列，具有順氟橋結構，兩個小單元中的銻原子由順氟橋連接形成扭曲的八面體配位結構。兩種Sb-F鍵平均鍵長分別為1.82 ?和2.02 ?，兩種Sb-F-Sb鍵角分別為170°和141°。四聚體結構如下圖所示：
理化性質
物理性質
五氟化銻外觀呈無色油狀液體，有刺激性氣味，具有高粘性與吸濕性，溶于過量水和乙酸，亦溶于氟化鉀、液態二氧化硫等。其分子量為216.74，密度為2.99 g/cm3(23 ℃)，熔點為8.3 ℃，沸點為149.5 ℃，蒸氣壓為1.33 kPa(25 ℃)，黏度為0.768 cP(24.4 ℃)，表面張力為0.20 N/m(20 ℃）。
化學性質
五氟化銻是一種強氧化劑，具有腐蝕性，能緩慢腐蝕玻璃等物質，受熱或遇酸時會分解放出劇毒氣體氟氣。五氟化銻也具有酸性，是一種路易斯酸，其可與水反應，發出聲響并生成五氟化銻二水合物，也可與鹵族元素、亞硝酰氟、硫和碳酸鈉等物質反應。
與水反應
五氟化銻可與水反應，與水接觸時發出聲響，生成二水合物SbF?·2H?O，反應方程式如下：
與鹵素反應
五氟化銻可與鹵素反應，生成混合的五鹵化物，如將其與碘加熱至碘沸點以上時，生成暗棕色的SbF?I；加熱至160-220 ℃時，生成暗綠色的(SbF?I)?I晶體，反應方程式如下。五氟化銻還可與其他鹵族元素反應，如與氯反應可生成SbCI?F、SbCI?F?和SbCI?F?。
與亞硝酰氟反應
五氟化銻可與亞硝酰氟(NOF)反應，生成穩定的加合物SbF?·NOF。反應方程式如下：
與硫反應
五氟化銻可與硫反應。硫溶解在五氟化銻中，形成深藍色溶液，可析出SbF?S結晶。SbF?S可進一步與水反應，生成三氟化銻、硫沉淀、氟化氫和氟化亞硫酰，氟化亞硫酰再與水反應可生成二氧化硫氣體。反應方程式如下：
與碳酸鈉反應
五氟化銻可與碳酸鈉、氟化氫共同反應，放出二氧化碳并生成氟化鈉和SbOF?·NaF·H?O沉淀。反應方程式如下：
與氟化鉀反應
五氟化銻可與氟化鉀反應。與氟化鉀反應時，生成KF·SbF?；與氟化鉀和水共同反應時，生成閃光晶體SbF?·(KF)?·H?O。反應方程式如下：
與六氟合錳酸鉀反應
五氟化銻可在150 ℃條件下與六氟合錳酸鉀反應，生成氟銻酸鉀、三氟化錳和氟氣。反應方程式如下：
制備方法
五氯化銻-氟化氫
五氟化銻可由五氯化銻與氟化氫反應制得。首先向裝有氣體導入管、回流冷凝器、溫度計套管的鋁制反應器中投入五氯化銻，導入氟化氫氣體，加熱至停止產生氯化氫后進行冷卻，接著將回流冷凝器升溫，以蒸出未反應的氟氣，最后加熱除盡氟化氫。此時反應器中的剩余物即為粗五氟化銻，將其分餾即得五氟化銻成品。反應方程式如下：
三氧化二銻-過氧化氫-氟化氫
五氟化銻可由三氧化二銻與過氧化氫和氟化氫反應制得。三氧化二銻與過氧化氫和氟化氫反應，生成H?OSbF?，再將H?OSbF?與COF?反應即可制得五氟化銻。反應方程式如下：
三氧化二銻-氟氣
五氟化銻可由三氧化二銻與氟氣反應制得。首先使原料氟氣凈化，去除氟氣中含有不能冷凝的高沸點雜質氣體，然后將氟氣和三氧化二銻進行合成反應生成液態五氟化銻粗產品，再通過精餾工藝，使液態五氟化銻粗產品氣化、冷凝，去除粗產品中的雜質氣體后得到高純度的液態五氟化銻產品。該法設備簡單、操作方便、設備運行安全，產品質量穩定、純度高。反應方程式與流程圖如下：
金屬銻-氟氣
五氟化銻可由金屬銻與氟氣反應制備得。將金屬銻塊進行破碎，加入反應器中，反應器抽負壓并加熱，以除去反應器和物料中的水份。再向反應器中通入氮氣加壓到常壓，緩慢通入氟氣，反應生成五氟化銻蒸汽，反應開始升溫，經多次放空直到緩沖罐壓力不再上升為止，將五氟化銻蒸汽通過冷凝回流的方式制得五氟化銻成品。反應方程式與裝置圖如下：
三氟化銻-氟氣
五氟化銻可由三氟化銻與氟氣反應制得。將氟氣通入氣態三氟化銻中，在加熱狀態下可緩慢生成五氟化銻，反應方程式如下：
檢測方法
電感耦合等離子體發射光譜法
五氟化銻可由電感耦合等離子體發射光譜法進行檢測。由于五氟化銻中銻存在三價和五價兩個價態，通過檢測三氟化銻的含量即可間接實現對五氟化銻純度的檢測。利用氧化還原滴定法對三價銻含量進行測量，再將樣品溶液在206.836 nm處用電感耦合等離子體發射光譜儀進行分析得銻元素總含量。由銻元素總含量中減去三價銻含量，即得五價銻含量。該法簡便易行、便于操作，測量精度高，適用于以氟氣和單質銻為原料制備的五氟化銻產品純度的檢測。
試紙檢測法
五氟化銻含量可由試紙進行檢測。將苯芴酮、十六烷基三甲基溴化銨、維生素c及草酸與無水酒精配制成四種溶液，再將上述四種溶液混合即配制成浸漬液，濾紙浸泡于浸漬液中，取出干燥即得檢測試紙。使用時將檢測試紙浸入樣品溶液中，試紙取出后經顯色反應變為橘紅色，隨著待測液中銻離子濃度的增加，所顯顏色從淺橘紅色逐漸加深為深橘紅色，根據顏色的深淺即可半定量檢測銻離子的含量，進一步可得五氟化銻含量。
其他檢測方法
此外，還可由AA分光光度法檢測銻含量，由離子選擇電極或離子色譜法檢測氟含量。
應用領域
制備超強酸
五氟化銻可用于制備超強酸氟磺酸-五氟化銻、氟化氫-五氟化銻等。在氟磺酸中加入作為路易斯酸的五氟化銻，反應生成HSO?F·SbF?超強酸，酸性極大增強。當氟磺酸和五氟化銻物質的量比為1:1時，所生成的超強酸H?值為﹣25。在無水氫氟酸中加入五氟化銻時生成HF·SbF?超強酸，簡稱氟銻酸。反應方程式如下：
有機化學領域
氟化劑
五氟化銻可在有機反應中作氟化劑。如用于鹵化物的鹵置換反應中，即有機鹵化物與無機化合物鹵化物之間進行鹵原子的交換，又稱Finkelstein鹵族元素交換反應。使用五氟化銻的特點是其可以選擇性作用于同一碳的多鹵原子，而不與單鹵原子交換。如CCl?CH?CH?Cl在五氟化銻和三氟化銻的共同作用下，生成CF?CH?CH?Cl和CF?ClCH?CH?Cl，反應方程式如下。此外，五氟化銻還能通過其他取代或加成等反應向有機化合物分子中引入氟原子，也是合成含氟炸藥及其中間體的重要原料。
催化劑
五氟化銻可在有機反應中作催化劑，如烷烴的異構化、芳香烴的基化以及氧化、化、聚合等反應。烷烴在一般條件下活性很低，難以發生離子型反應，但在五氟化銻形成的氟銻磺酸中，其在較低溫度下也能發生質子化，從而引起各種化學反應。超強酸能使烷烴發生縮聚反應，可用于天然氣中甲烷、乙烷等簡單烷烴制取燃料汽油。超強酸還可在室溫下使烷烴異構化，如己烷、庚烷等，可用于提高汽油的辛烷值。
形成碳正離子
五氟化銻可用于有機化合物中碳正離子的形成，以研究碳正離子其結構與穩定性的關系。如將叔丁基氟溶于過量五氟化銻中，可形成叔丁基正離子。由于碳正離子可穩定地長期存在于超強酸中，所以五氟化銻形成的超強酸如HSO?F·SbF?、HF·SbF?也可用于碳正離子的形成，反應方程式如下：
高分子領域
五氟化銻可用于高分子領域。當五氟化銻作摻雜劑對導電聚合物或導電高分子化合物進行摻雜時，因其為易接受電子的電子受體物質，所以可通過形成電荷轉移配位化合物而提高聚合物或高分子化合物的導電性。此外，五氟化銻可用于硫化膠表面的處理，用液態五氟化銻或氣態五氟化銻處理丁橡膠硫化膠表面時，可使其摩擦系數和摩擦溫度降低。五氟化銻還可用于制備韌性熱固化環氧膠等。
石墨處理
五氟化銻可用于石墨處理，制備GIC、氟化石墨等。石墨經鹽酸、過氧化氫的浸泡后得膨脹石墨，抽真空后將五氟化銻作插層劑周期性插入于墨汐層，可形成石墨層間化合物(GIC)，得到插層石墨。再把插層石墨放入封閉的反應爐中，通入氟氣可制得氟化石墨。
其他應用
此外，五氟化銻還可用于制備五氟化金，反應方程式如下；用作三氧化硫生產過程中的穩定劑；用作抗癌藥物的添加劑，及專用膜、塑料、潤滑劑、醫用麻醉劑、血液替代品等產品的中間體等。
安全事宜
毒理學數據
LC50：小鼠 吸入 270 mg/cm3
LD50：小鼠 皮下 270 mg/kg
職業接觸極限
0.5 mg/立方米(以時間加權平均值計)
健康危害
五氟化銻具有腐蝕性與刺激性，易對人體健康造成傷害。短期接觸五氟化銻，會刺激眼睛、皮膚和呼吸道，吸入可能引起肺水腫。五氟化銻與血液發生作用，可能導致鈣血癥、心臟及腎臟衰竭，嚴重時可致死亡；長期接觸五氟化銻，可能會引起皮膚過敏，還可能導致肺纖維化或支氣管炎。五氟化銻不易從體內排出，在接觸其一個月以后還能在臟器中檢出。銻主要從糞便中排出，氟主要從尿液中排出。
應對措施
急救
泄露
如發生五氟化銻泄露，應疏散泄漏污染區人員至安全區，禁止無關人員進入污染區。應急處理人員應戴好防毒面具，穿化學防護服，不要直接接觸泄漏物，在確保安全情況下進行堵漏。可噴灑霧狀水以減少其蒸發，再利用沙土、蛭石或其他惰性材料吸收，隨后轉移到安全場所。如大量泄漏，可利用圍堤收容，然后經收集、轉移、回收或無害處理后廢棄。轉移過程中應遠離易燃、可燃物，避免與水、醇類物質接觸。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。
處理五氟化銻時，可將其分批次倒入至大量水中，并用碳酸鈉中和，稀釋后的污水經廢水系統排放。或將五氟化銻用鹽酸溶解后，用硫化氫飽和，過濾出硫酸銻沉淀，淋洗干燥后用空氣氣提溶液中溶解的硫化氫，然后送入裝有生石灰淋洗器的焚燒裝置中，經氣提的濾液同石灰反應，生成的沉淀物用土地填埋處置。
火災
五氟化銻不可燃，但可增強其它物質的燃燒，在火災中禁止使用水、泡沫滅火劑，可使用二氧化碳、干粉或干沙滅火劑。
儲存與貯運
五氟化銻應儲存于陰涼、干燥和通風良好處，遠離火種、熱源并與易(可)燃物、水、醇類及食用化學品分開存放，切忌混儲，保持容器密封。儲存區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。
參考資料 >
Antimony pentafluoride | SbF5 - PubChem.PubChem.2023-03-19
Antimony Pentafluoride.CameoChemicals.2023-04-18