Trifluoruro de bromo (7787-71-5) Propiedades físicas y químicas
Trifluoruro de bromo
Un agente fluorante interhalógeno altamente reactivo y solvente inorgánico ionizante utilizado en operaciones industriales especializadas de fluoración y síntesis.
| Número CAS | 7787-71-5 |
| Familia | Fluoruros interhalógenos |
| Forma típica | Líquido incoloro a amarillo pálido |
| Grados comunes | EP |
El trifluoruro de bromo es un compuesto interhalógeno inorgánico de la familia de los halógenos, formalmente descrito por la fórmula molecular \(\ce{BrF3}\). Estructuralmente, es un centro de bromo(III) con coordinación trigonal, unido a tres átomos de flúor; la geometría electrónica deriva de una disposición bipiramidal trigonal con dos pares solitarios en el bromo, dando lugar a una geometría molecular en forma de T en fases gaseosa y líquida molecular. La combinación de un conjunto de ligandos altamente electronegativos y un centro de bromo polivalente produce una molécula con fuerte carácter polar, alta afinidad electrónica hacia nucleófilos (notablemente aceptores/donadores de fluoruro) y marcada acidez de Lewis en las químicas de transferencia de fluoruro.
Químicamente, \(\ce{BrF3}\) es un agente fluorante y oxidante potente y funciona como solvente inorgánico ionizante para química de fluoruro. Es altamente hidrolítico y reactivo con sustratos que contienen hidrógeno: el contacto con agua conduce a una hidrólisis vigorosa y la evolución de gases corrosivos como fluoruro de hidrógeno e hidruro de bromo. Estas propiedades también hacen que \(\ce{BrF3}\) sea corrosivo para muchos metales y materiales orgánicos, y capaz de reacciones violentas o explosivas con compuestos combustibles o que contienen hidrógeno. Industrialmente, se usa donde se requiere fluoración agresiva o formación de fluoruros metálicos, incluyendo aplicaciones en química del fluoruro de uranio y procesos especializados de fluoración.
Los grados comerciales comunes reportados para esta sustancia incluyen: EP.
Propiedades físicas básicas
Densidad
- Densidades reportadas: 2.81 a 68 \(\mathrm{^\circ F}\) (USCG, 1999), más denso que el agua; se hundirá.
- Valor reportado en laboratorio: 2.8030 \(\mathrm{g}\,\mathrm{cm}^{-3}\) a 25 \(\mathrm{^\circ C}\).
Comentarios: La densidad del líquido excede sustancialmente a la del agua; en el manejo y contención a granel se debe considerar el comportamiento de inmersión y hundimiento. Los valores reportados arriba son datos experimentales para muestras típicas.
Punto de fusión o descomposición
- Fusión/solidificación: 47.8 \(\mathrm{^\circ F}\) (USCG, 1999).
- Valor equivalente reportado: 8.77 \(\mathrm{^\circ C}\).
Comentarios: El \(\ce{BrF3}\) sólido forma prismas largos a baja temperatura. El comportamiento térmico está dominado por sus fuertes interacciones intermoleculares y la energetica del cambio de fase para un líquido molecular altamente polar.
Solubilidad en agua
No es apropiado reportar una solubilidad convencional: \(\ce{BrF3}\) reacciona con agua en lugar de disolverse benignamente. La hidrólisis es vigorosa y puede ser violenta, produciendo fluoruro de hidrógeno (HF), bromuro de hidrógeno (HBr) y evolución de oxígeno; por lo tanto, la "solubilidad" acuosa queda sustituida por una reacción química destructiva.
pH de la solución (comportamiento cualitativo)
El contacto acuoso produce ácidos hidrohalogénicos fuertes (HF, HBr) y especies ácidas secundarias; el pH no es un descriptor significativo ni seguro para sistemas donde \(\ce{BrF3}\) está presente porque la hidrólisis es rápida y corrosiva. Cualquier exposición acuosa debe tratarse como fuertemente ácida y peligrosa.
Propiedades químicas
Comportamiento ácido-base
El trifluoruro de bromo no es un ácido de Brønsted en sentido convencional, pero se comporta como un ácido de Lewis fuerte y agente fluorante. Puede aceptar o donar fluoruro en equilibrios de transferencia de fluoruro y actúa como oxidante en procesos redox. En medios ricos en fluoruro o coordinadores, la disociación a especies iónicas (ver Parámetros moleculares e iónicos) es químicamente accesible; en ambientes próticos se hidroliza inmediatamente, generando productos fuertemente ácidos.
Reactividad y estabilidad
- Altamente reactivo, fuerte oxidante y reactivo fluorante.
- Reacciona violentamente con agua (se reportan interacciones explosivas), generando HF y HBr y evoluciona oxígeno; emite vapores en aire.
- Reacciones explosivas o violentas con materiales orgánicos, muchos metales, haluros de amonio y una amplia variedad de agentes reductores y sustratos que contienen hidrógeno.
- Los humos y productos de descomposición son altamente corrosivos y tóxicos (HF, HBr); la descomposición térmica durante incendios produce los mismos gases peligrosos.
- Higroscópico y sensible al aire: las muestras pueden emitir vapores y corroer metales en exposición. El manejo y diseño de procesos deben asumir una reactividad rápida y exotérmica frente a humedad y compuestos orgánicos; se requieren protocolos de compatibilidad para materiales de construcción y control riguroso de atmósfera inerte.
Parámetros moleculares e iónicos
Fórmula y peso molecular
- Fórmula molecular: \(\ce{BrF3}\).
- Peso molecular: 136.90.
Parámetros computados adicionales (según reportes): - Masa exacta: 135.91355 - Masa monoisotópica: 135.91355 - XLogP3-AA: 2.6 - Área polar superficial topológica (TPSA): 0 - Complejidad: 8 - Conteo de átomos pesados: 4 - Carga formal: 0 - Conteo de donadores de enlace de hidrógeno: 0 - Conteo de aceptores de enlace de hidrógeno: 3 - Conteo de enlaces rotables: 0
Iones constituyentes
- Especie molecular neutra bajo condiciones estándar; no posee iones constituyentes fijos en \(\ce{BrF3}\) molecular puro.
- En medios ricos en fluoruro o fuertemente coordinadores, \(\ce{BrF3}\) puede sufrir equilibrios de ionización que dan lugar a especies descritas formalmente en la literatura de química del fluoruro (por ejemplo, fragmentos iónicos catiónicos y aniónicos de fluoruro de bromo). En términos prácticos, la solvatación iónica y formación de complejos de fluoruro son centrales para su función como solvente inorgánico ionizante y reactivo de transferencia de fluoruro.
Identificadores y sinónimos
Números de registro y códigos
- Número CAS: 7787-71-5
- CAS obsoleto: 12524-63-9
- Número Comunidad Europea (EC): 232-132-1
- Número ONU: 1746
- Nombre para transporte ONU/NA: Bromine trifluoride
- UNII: BD697HEL7X
- ID Sustancia DSSTox: DTXSID70894170
- InChI:
InChI=1S/BrF3/c2-1(3)4 - InChIKey:
FQFKTKUFHWNTBN-UHFFFAOYSA-N - SMILES:
FBr(F)F
Sinónimos y nombres comunes
Sinónimos y etiquetas reportadas que aparecen en listados de proveedores/regulatorios: - trifluoruro de bromo - fluoruro de bromo (BrF3) - trifluoro-λ3-bromano - BrF3 - Brominetrifluoruro - UN-1746 - BD697HEL7X
(Solo se muestran los identificadores y sinónimos listados arriba, tomados de nombres reportados en registros y suministrados por depositantes.)
Aplicaciones industriales y comerciales
Funciones y sectores de uso
- Agente fluorante potente en síntesis inorgánicas y orgánicas especializadas.
- Solvente inorgánico ionizante para reacciones basadas en fluoruro y para preparar fluoruros metálicos superiores.
- Empleada en procesos de química del uranio, incluida la formación de hexafluoruro de uranio durante operaciones de enriquecimiento y reprocesamiento.
- Usos listados incluyen roles como oxidante en sistemas de alta energía y contextos especializados de investigación de propelentes/oxidantes.
Ejemplos Típicos de Aplicación
- Fluoración directa de sustratos orgánicos robustos y precursores inorgánicos donde se requiere una fluoración agresiva y puede ser controlada.
- Etapas de producción y purificación en la conversión de materias primas que contienen bromo o metales a los correspondientes fluoruros.
- Como reactivo para síntesis a escala de laboratorio que requieren un medio anhidro de fluoruro altamente oxidante. Si no hay un resumen específico de la aplicación por sitio disponible, la selección para su uso se basa en la combinación de un fuerte poder fluorante, comportamiento de solvente ionizante para la química del fluoruro y la capacidad para formar fluoruros metálicos bajo condiciones controladas e inertes.
Resumen de Seguridad y Manipulación
Riesgos para la Salud y el Medio Ambiente
- Extremadamente peligroso por inhalación y contacto: corrosivo para la piel, ojos y mucosas; puede causar quemaduras severas y lesiones permanentes, incluyendo ceguera.
- La inhalación aguda puede producir irritación severa de las vías respiratorias superiores, edema pulmonar y muerte en altas concentraciones.
- Exposiciones crónicas pueden conllevar acumulación sistémica de haluros y efectos neurológicos asociados con bromuro.
- Los productos de descomposición o hidrólisis (HF, HBr) son agudamente tóxicos y altamente corrosivos.
- IDLH reportado: 12 ppm.
- Niveles de Guía para Exposición Aguda (AEGLs) reportados (ppm):
- 10 min: AEGL-1 = 0.12; AEGL-2 = 8.1; AEGL-3 = 84
- 30 min: AEGL-1 = 0.12; AEGL-2 = 3.5; AEGL-3 = 36
- 60 min: AEGL-1 = 0.12; AEGL-2 = 2.0; AEGL-3 = 21
- 4 hr: AEGL-1 = 0.12; AEGL-2 = 0.70; AEGL-3 = 7.3
- 8 hr: AEGL-1 = 0.12; AEGL-2 = 0.41; AEGL-3 = 7.3
- El incendio y la descomposición producen gases corrosivos y tóxicos; el escurrimiento puede contaminar cursos de agua.
Las medidas de emergencia y primeros auxilios deben asumir lesiones graves por inhalación y contacto corrosivo. Se requiere atención médica inmediata para todas las exposiciones significativas; la descontaminación con abundante agua y la gestión médica especializada para lesiones por HF/HBr es estándar.
Consideraciones de Almacenamiento y Manipulación
- Almacenar bajo condiciones secas, inertes y bien ventiladas, lejos de humedad, ácidos, bases, sales de haluros, materiales orgánicos, combustibles y metales y óxidos metálicos incompatibles.
- Evitar materiales conocidos por reaccionar violentamente (haluros de amonio, sales de antimonio, muchos metales, materia orgánica). Usar materiales de contención compatibles e instalaciones eléctricas a prueba de explosiones.
- No permitir contacto con agua; los recipientes expuestos al calor pueden romperse o “lanzarse” debido a la acumulación de presión por gases de descomposición.
- Para derrames e incendios: no aplicar agua directamente al material; usar agentes químicos secos (arena seca, carbonato sódico, cal, dióxido de carbono) para incendios puntuales y seguir procedimientos especializados de respuesta para incidentes mayores. Enfriar los recipientes expuestos con aspersión de agua desde una posición segura y remota sólo para evitar la rotura del recipiente, pero evitar dirigir agua sobre la sustancia derramada.
- EPI: aparato de respiración autónoma con presión positiva (SCBA), ropa de protección química completa, gafas de protección contra salpicaduras y protección facial; protección respiratoria especializada para los respondedores de emergencia.
- Para información detallada sobre peligros, transporte y regulación, los usuarios deben consultar la Hoja de Datos de Seguridad (SDS) específica del producto y la legislación local.
