Trifluoreto de bromo (7787-71-5) Propriedades Físicas e Químicas
Trifluoreto de bromo
Agente fluorante inter-halogenado altamente reativo e solvente inorgânico ionizante usado em operações industriais especializadas de fluorinação e síntese.
| Número CAS | 7787-71-5 |
| Família | Fluoretos inter-halogenados |
| Forma típica | Líquido incolor a amarelado pálido |
| Grades comuns | EP |
O trifluoreto de bromo é um composto inter-halogenado inorgânico da família dos halogênios, formalmente descrito pela fórmula molecular \(\ce{BrF3}\). Estruturalmente, apresenta um centro brometo(III) coordenado por três átomos de flúor; a geometria eletrônica deriva de um arranjo bipiramidal trigonal com dois pares isolados no bromo, levando a uma geometria molecular observada em forma de T nas fases gasosa e líquida molecular. A combinação de um conjunto de ligantes altamente eletronegativos com um centro de bromo polivalente produz uma molécula com forte caráter polar, alta afinidade eletrônica para nucleófilos (notadamente aceitos/doadores de fluoreto) e acentuada acidez de Lewis em química de transferência de fluoreto.
Quimicamente, \(\ce{BrF3}\) é um agente fluorante e oxidante poderoso e funciona como solvente inorgânico ionizante para química de fluoretos. É fortemente hidrolítico e reativo com substratos contendo hidrogênio: o contato com água provoca hidrólise vigorosa e evolução de gases corrosivos como fluoreto de hidrogênio e brometo de hidrogênio. Essas características também tornam \(\ce{BrF3}\) corrosivo para muitos metais e materiais orgânicos, e capaz de reações violentas ou explosivas com compostos combustíveis ou contendo hidrogênio. Industrialmente, é usado quando são necessárias fluorinações agressivas ou formação de fluoretos metálicos, incluindo aplicações em química de fluoretos de urânio e processos especializados de fluorinação.
As grades comerciais comuns relatadas para esta substância incluem: EP.
Propriedades Físicas Básicas
Densidade
- Densidades relatadas: 2,81 a 68 \(\mathrm{^\circ F}\) (USCG, 1999) — mais denso que a água; afunda.
- Valor laboratorial relatado: 2,8030 \(\mathrm{g}\,\mathrm{cm}^{-3}\) a 25 \(\mathrm{^\circ C}\).
Comentários: A densidade do líquido excede substancialmente a da água; o manuseio em grande volume e contenção devem considerar o comportamento de afundamento e imersão. Os valores relatados são dados experimentais para amostras típicas.
Ponto de Fusão ou Decomposição
- Fusão/solidificação: 47,8 \(\mathrm{^\circ F}\) (USCG, 1999).
- Valor relatado equivalente: 8,77 \(\mathrm{^\circ C}\).
Comentários: \(\ce{BrF3}\) sólido forma prismas longos em baixas temperaturas. O comportamento térmico é dominado por fortes interações intermoleculares e pela energia da mudança de fase para um líquido molecular altamente polar.
Solubilidade em Água
Não há valor convencional de solubilidade apropriado: \(\ce{BrF3}\) reage com água ao invés de dissolver-se de forma inofensiva. A hidrólise é vigorosa e pode ser violenta, produzindo fluoreto de hidrogênio (HF), brometo de hidrogênio (HBr) e evolução de oxigênio; portanto, a “solubilidade” aquosa é substituída pela reação química destrutiva.
pH da Solução (Comportamento Qualitativo)
O contato aquoso produz ácidos hidrohalogênicos fortes (HF, HBr) e espécies ácidas secundárias; o pH não é um descritor significativo ou seguro para sistemas onde \(\ce{BrF3}\) está presente porque a hidrólise é rápida e corrosiva. Qualquer exposição aquosa deve ser tratada como fortemente ácida e perigosa.
Propriedades Químicas
Comportamento Ácido-Base
O trifluoreto de bromo não é um ácido de Brønsted no sentido convencional, mas comporta-se como um ácido de Lewis forte/agente fluorante. Pode aceitar ou doar fluoreto em equilíbrios de transferência de fluoreto e atua como oxidante em processos redox. Em meios ricos em fluoreto ou coordenantes, a dissociação em espécies iônicas (ver Parâmetros Moleculares e Iônicos) é acessível quimicamente; em ambientes próticos é imediatamente hidrolisado, gerando produtos fortemente ácidos.
Reatividade e Estabilidade
- Altamente reativo, forte oxidante e agente fluorante.
- Reage violentamente com água (interação explosiva relatada), gerando HF e HBr e evoluindo oxigênio; emite fumos no ar.
- Reações explosivas ou violentas com materiais orgânicos, muitos metais, haletos de amônio e uma ampla variedade de agentes redutores e substratos contendo hidrogênio.
- Os fumos e produtos da decomposição são altamente corrosivos e tóxicos (HF, HBr); a decomposição térmica durante incêndios produz os mesmos gases perigosos.
- Higroscópico e sensível ao ar: amostras podem emitir fumos e corroer metais com a exposição. O manuseio e o projeto do processo devem assumir reatividade rápida e exotérmica com umidade e orgânicos; são necessários protocolos de compatibilidade para materiais de construção e controle rigoroso de atmosfera inerte.
Parâmetros Moleculares e Iônicos
Fórmula e Massa Molecular
- Fórmula molecular: \(\ce{BrF3}\).
- Massa molecular: 136,90.
Parâmetros computacionais adicionais (relatados): - Massa exata: 135,91355 - Massa mono isotópica: 135,91355 - XLogP3-AA: 2,6 - Área polar de superfície topológica (TPSA): 0 - Complexidade: 8 - Contagem de átomos pesados: 4 - Carga formal: 0 - Contagem de doadores de ligação de hidrogênio: 0 - Contagem de aceptores de ligação de hidrogênio: 3 - Contagem de ligações rotativas: 0
Ions Constituintes
- Espécie molecular neutra em condições padrão; não existem íons constituintes fixos no \(\ce{BrF3}\) molecular puro.
- Em meios ricos em fluoreto ou fortemente coordenantes, \(\ce{BrF3}\) pode sofrer equilíbrios de ionização que produzem espécies formalmente descritas na literatura de química de fluoretos (por exemplo, fragmentos catiônicos e aniônicos de fluoreto de bromo). Na prática, a solvatação iônica e formação de complexos de fluoreto são centrais para sua função como solvente inorgânico ionizante e reagente para transferência de fluoreto.
Identificadores e Sinônimos
Números de Registro e Códigos
- Número CAS: 7787-71-5
- CAS obsoleto: 12524-63-9
- Número da Comunidade Europeia (EC): 232-132-1
- Número ONU: 1746
- Nome ONU/NA para transporte: Bromine trifluoride
- UNII: BD697HEL7X
- ID da substância DSSTox: DTXSID70894170
- InChI:
InChI=1S/BrF3/c2-1(3)4 - InChIKey:
FQFKTKUFHWNTBN-UHFFFAOYSA-N - SMILES:
FBr(F)F
Sinônimos e Nomes Comuns
Sinônimos e etiquetas selecionados relatados que aparecem em listagens de fornecedores/regulatórias: - trifluoreto de bromo - Fluoreto de bromo (BrF3) - trifluoro-λ3-bromano - BrF3 - Brominetrifluoride - UN-1746 - BD697HEL7X
(Apenas os identificadores e sinônimos listados acima são extraídos dos nomes relatados em registros e fornecidos pelo depositante.)
Aplicações Industriais e Comerciais
Funções e Setores de Uso
- Agente fluorante potente em sínteses inorgânicas e orgânicas especializadas.
- Solvente inorgânico ionizante para reações baseadas em fluoretos e para preparo de fluoretos metálicos superiores.
- Empregado em etapas de processamento da química do urânio, incluindo a formação de hexafluoreto de urânio durante operações de enriquecimento e reprocessamento.
- Usos listados incluem papéis como oxidante em sistemas de alta energia e contextos de pesquisa especializada de propelentes/oxidantes.
Exemplos Típicos de Aplicação
- Fluoração direta de substratos orgânicos robustos e precursores inorgânicos onde é requerida uma fluorinação agressiva e controlável.
- Etapas de produção e purificação na conversão de matérias-primas contendo bromo ou metais para os fluoretos correspondentes.
- Como reagente para sínteses em escala laboratorial que requerem um meio fluoretado anidro e altamente oxidante. Se nenhum resumo específico da aplicação estiver disponível, a seleção para uso é guiada pela combinação de forte poder fluorante, comportamento de solvente ionizante para química do fluoreto, e a capacidade de formar fluorretos metálicos sob condições controladas e inertes.
Visão Geral de Segurança e Manuseio
Perigos para a Saúde e Meio Ambiente
- Extremamente perigoso por inalação e contacto: corrosivo para a pele, olhos e mucosas; pode causar queimaduras graves e lesões permanentes, incluindo cegueira.
- Inalação aguda pode provocar irritação severa do trato respiratório superior, edema pulmonar e morte em altas concentrações.
- Exposições crônicas podem levar ao acúmulo sistêmico de haletos e efeitos neurológicos associados ao brometo.
- Produtos de decomposição ou hidrólise (HF, HBr) são altamente tóxicos e corrosivos.
- Valor IDLH relatado: 12 ppm.
- Níveis de Diretrizes para Exposição Aguda (AEGLs) relatados (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 h: AEGL-1 = 0,12; AEGL-2 = 0,70; AEGL-3 = 7,3
- 8 h: AEGL-1 = 0,12; AEGL-2 = 0,41; AEGL-3 = 7,3
- Fogo e decomposição produzem gases tóxicos e corrosivos; o escoamento pode contaminar cursos d’água.
Medidas de emergência e primeiros socorros devem considerar graves lesões corrosivas por inalação e contacto. Atenção médica imediata é obrigatória para todas as exposições significativas; descontaminação com grande quantidade de água e manejo médico especializado para lesões por HF/HBr são padrão.
Considerações de Armazenamento e Manuseio
- Armazenar em condições secas, inertes e bem ventiladas, longe de umidade, ácidos, bases, sais halogenados, compostos orgânicos, materiais combustíveis e metais e óxidos metálicos incompatíveis.
- Evitar materiais que reagem violentamente (haletos de amônio, sais de antimônio, muitos metais, matéria orgânica). Utilizar materiais de contenção compatíveis e instalações elétricas à prova de explosão.
- Não permitir contato com água; recipientes expostos ao calor podem romper-se ou “lançar” devido ao aumento de pressão por gases de decomposição.
- Para derramamentos e incêndios: não aplicar água diretamente sobre o material; usar agentes químicos secos (areia seca, carbonato de sódio, cal, dióxido de carbono) para incêndios menores ao redor e seguir procedimentos especializados de resposta a emergências para incidentes maiores. Resfriar recipientes expostos com spray de água de uma posição segura e remota somente para evitar o rompimento do recipiente, mas evitar direcionar água diretamente sobre a substância derramada.
- Equipamento de proteção individual (EPI): aparelho respiratório autônomo com pressão positiva (SCBA), vestimenta química completa, óculos de proteção contra respingos e proteção facial; proteção respiratória especializada para socorristas.
- Para informações detalhadas sobre perigos, transporte e regulamentação, os usuários devem consultar a Ficha de Dados de Segurança (SDS) específica do produto e a legislação local.
