Ácido Perfluorohexanossulfônico (355-46-4) Propriedades Físicas e Químicas
Ácido Perfluorohexanossulfônico
Um ácido sulfonado perfluorado comumente usado como padrão analítico e intermediário em P&D, desenvolvimento de materiais e teste de formulações relacionados a PFAS.
| Número CAS | 355-46-4 |
| Família | Ácidos sulfonados perfluoroalquílicos (PFAS) |
| Forma Típica | Pó ou sólido cristalino |
| Classes Comerciais Comuns | EP, Grau Técnico, USP |
O ácido perfluorohexanossulfônico é um ácido perfluoroalcanossulfônico (um ácido perfluorosulfônico) no qual o esqueleto de seis carbonos possui substituintes totalmente fluorados e uma funcionalidade terminal de ácido sulfônico. Estruturalmente, é representado pela fórmula molecular \(\ce{C6HF13O3S}\), e seu nome sistemático é ácido 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-tridecafluorohexano-1-sulfônico. A cadeia perfluoroalquílica confere polarizabilidade extremamente baixa ao esqueleto hidrocarbonado, mas caráter fortemente retirador de elétrons devido aos doze a treze átomos de flúor; o grupo ácido sulfônico fornece um sítio fortemente ácido e altamente polar que domina o comportamento ácido-base e a ionização em fases condensadas.
O composto ioniza-se facilmente (estimativa \(\mathrm{p}K_a \approx 0,14\)) formando o ânion perfluorohexanossulfonato correspondente sob condições típicas de pH ambiental e fisiológico; portanto, em meios neutros e básicos, ele existe predominantemente como ânion e comporta-se como uma espécie persistente, altamente móvel, similar a um surfactante. A combinação de uma cauda hidrofóbica fluorada e um grupo sulfonato carregado e altamente hidratado confere comportamento anfifílico (atividade superficial, formação de micelas em sistemas concentrados) e propensão ao particionamento em interfaces e revestimentos orgânicos, exibindo baixa volatilidade e resistência à hidrólise e fotólise. Tendências persistentes de bioacumulação e longas meias-vidas biológicas de eliminação em humanos e fauna são características dessa classe de ácido perfluoroalquílico C6.
As classes comerciais comuns relatadas para essa substância incluem: EP, Grau Técnico, USP.
Propriedades Físicas Básicas
Densidade
Densidade medida: \(1,841\ \mathrm{g}\,\mathrm{cm}^{-3}\).
Comentário: A alta densidade em relação a líquidos orgânicos típicos reflete o elevado teor de flúor e a estrutura perfluoroalquílica compacta. Líquidos e sólidos fluorados densos frequentemente exibem baixa compressibilidade e alta inércia química.
Ponto de Fusão
Não há valor experimentalmente estabelecido para esta propriedade disponível no contexto de dados atual.
Ponto de Ebulição
Ponto de ebulição relatado: \(238\text{–}239\,^\circ\mathrm{C}\).
Comentário: A faixa relativamente alta de ebulição é consistente com uma molécula pequena, pesada e de fortes interações, capaz de formar ligações de hidrogênio via o grupo ácido sulfonico no estado não dissociado, exibindo baixa pressão de vapor em temperaturas ambiente.
Pressão de Vapor
Pressão de vapor estimada a \(25\,^\circ\mathrm{C}\): \(0,0046\ \mathrm{mmHg}\).
Comentário: A baixa pressão de vapor indica volatilidade limitada sob condições ambientes; o particionamento atmosférico é observado tanto na fase gasosa quanto na particulada em razão da associação com aerossóis e comportamento similar a surfactante do composto.
Ponto de Inflamabilidade
Não há valor experimentalmente estabelecido para esta propriedade disponível no contexto de dados atual.
Propriedades Químicas
Solubilidade e Comportamento de Fase
O ácido perfluorohexanossulfônico comporta-se como um surfactante fortemente ácido: está essencialmente completamente ionizado em pH ambiental e fisiológico (estimativa \(\mathrm{p}K_a \approx 0,14\)), portanto soluções aquosas são dominadas pelo ânion perfluorohexanossulfonato. A natureza anfifílica leva a atividade superficial e agregação tipo micela em concentrações elevadas; uma fração associada a interfaces ou matrizes orgânicas pode ser efetivamente não volátil apesar da baixa pressão de vapor da substância original. Em águas e solos, a forma aniônica apresenta alta mobilidade (relatado \(K_{\mathrm{oc}}\approx 9,3\) em estudos de campo), baixa sorção ao carbono orgânico e potencial modesto para bioconcentração (relatado FCB ≈ 10; BAF de campo ≈ 70).
Comentários sobre solubilidade: valores explícitos de solubilidade aquosa não são fornecidos nos dados disponíveis; a forma ionizada da substância é dispersível em água, enquanto o ácido neutro (em meios fortemente ácidos) é menos hidrofílico.
Reatividade e Estabilidade
Estabilidade química: relatada como estável sob condições recomendadas de armazenamento. O grupo ácido sulfonico é termicamente robusto e a cadeia perfluoroalquílica é altamente resistente à clivagem hidrolítica, oxidativa e fotolítica sob condições ambiente típicas. A hidrólise não é esperada como via significativa de degradação; a oxidação abiótica atmosférica por radicais OH é lenta (vida média estimada na atmosfera ≈ 115 dias). Materiais incompatíveis incluem agentes fortemente oxidantes. Decomposição térmica ou combustão podem gerar gases tóxicos (ex.: fluoreto de hidrogênio e óxidos de enxofre); precauções adequadas de combate a incêndio devem ser adotadas.
Dados Termodinâmicos
Entalpias Padronizadas e Capacidade Calorífica
Não há valor experimentalmente estabelecido para esta propriedade disponível no contexto de dados atual.
Comentário: Quantidades termodinâmicas padrão (entalpia padrão de formação, capacidade calorífica a pressão constante) não estão presentes no conjunto experimental disponível; valores confiáveis requereriam determinações calorimétricas ou termociência computacional validada para um ácido sulfonico altamente fluorado.
Parâmetros Moleculares
Peso Molecular e Fórmula
Fórmula molecular: \(\ce{C6HF13O3S}\).
Peso molecular (reportado): \(400,12\).
Massa exata/mono isotópica: \(399,9438812\).
Comentário: O peso molecular e massa exata refletem as múltiplas substituições por flúor; massas precisas são úteis para monitoramento por espectrometria de massas do ânion desprotonado e espécies oligoméricas.
LogP e Polaridade
Valor calculado reportado XLogP3 (descritor de lipofilicidade): \(3,7\).
Área superficial polar topológica (TPSA): \(62,8\ \text{Å}^2\).
Número de doadores de ligação de hidrogênio: 1 (o próton do ácido sulfonico no estado não dissociado).
Número de aceptores de ligação de hidrogênio: 16.
Número de ligações rotacionais: 5.
Comentário: Um XLogP calculado de 3,7 indica hidrofobicidade intrínseca da cadeia perfluoroalquílica; entretanto, o grupo fortemente ácido sulfonico confere solubilidade aquosa e comportamento aniônico em pH neutro, reduzindo o particionamento lipofílico clássico em sistemas biológicos e favorecendo a ligação a proteínas (ex.: albumina sérica) em vez do particionamento em fases lipídicas.
Características Estruturais
A molécula combina uma cauda hexil totalmente fluorada (perfluorohexil) e um grupo ácido sulfonico terminal. O segmento perfluoroalquílico é eletrônica e estéricamente distinto das cadeias hidrocarbonadas: confere inércia química, alta densidade e força elevada da ligação C–F. O grupo ácido sulfonico é um ácido forte e sob a maioria das condições está presente na forma aniônica (\(\ce{RSO3^-}\)), que coordena fortemente com água e sítios de ligação em proteínas. A geometria molecular minimiza a polarizabilidade da cauda ao concentrar a polaridade no sulfato, produzindo propriedades de surfactante e particionamento interfacial.
SMILES: C(C(C(C(F)(F)S(=O)(=O)O)(F)F)(F)F)(C(C(F)(F)F)(F)F)(F)F
InChI: InChI=1S/C6HF13O3S/c7-1(8,3(11,12)5(15,16)17)2(9,10)4(13,14)6(18,19)23(20,21)22/h(H,20,21,22)
InChIKey: QZHDEAJFRJCDMF-UHFFFAOYSA-N
(Estes identificadores são fornecidos como identificadores de máquina para confirmação estrutural e espectral; use em fluxos de trabalho analíticos para espectrometria de massas e desenvolvimento de métodos cromatográficos.)
Identificadores e Sinônimos
Números de Registro e Códigos
Número CAS: 355-46-4
Outros identificadores relatados (seleção): UNII ZU6Y1E592S; número CE 206-587-1; vários IDs de registro curados estão associados à substância.
Sinônimos e Nomes Estruturais
Sinônimos comuns e nomes alternativos relatados incluem: ácido perfluorohexanossulfônico; PFHxS; ácido perfluorohexano-1-sulfônico; ácido perfluorohexano sulfônico; ácido perfluorohexano-1-sulfónico; ácido 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-tridecafluorohexano-1-sulfônico; ácido tridecafluorohexano-1-sulfônico. Descritores técnicos e de ensaio como “Perfluorohexanesulfonic Acid (Technical Grade)” e formatos de concentração (ex.: soluções padrão em metanol ou acetonitrila) são usados em contextos analíticos.
Aplicações Industriais e Comerciais
Usos Representativos e Setores da Indústria
O ácido perfluorohexanossulfônico tem sido historicamente utilizado e como precursor na fabricação de produtos perfluoroalquil sulfônicos. Usos representativos relatados incluem formulações em espumas formadoras de filme aquoso (AFFF) para combate a incêndios, tratamentos repelentes de manchas e água para têxteis e carpetes, revestimentos para couro e membranas de vestuário, e como intermediário químico para produtos fluorados especiais. Dados de monitoramento ambiental indicam vias históricas de liberação dessas aplicações em águas residuais, solos e ar ambiente.
Função na Síntese ou Formulações
Na fabricação de fluorquímicos, fluoretos perfluoroalcanossulfonilos são produzidos por fluoração eletroquímica ou outras estratégias de fluoração e podem ser hidrolisados para produzir ácidos sulfônicos ou convertidos em sais para utilização em formulações. O ácido sulfônico (e seus sais) funciona como agentes tensioativos iônicos e agentes ativos de superfície em formulações de produtos; sais (ex.: perfluorohexanossulfonato de potássio ou amônio) são comumente manuseados para aplicações subsequentes.
Se um resumo conciso e específico do produto for necessário para decisões de aquisição ou formulação, não há uma declaração universal única disponível aqui; a seleção na prática é regida pela compatibilidade com matrizes de produtos e considerações regulatórias descritas abaixo.
Visão Geral de Segurança e Manuseio
Toxicidade Aguda e Ocupacional
Classificação de riscos e efeitos agudos: declarações de perigo relatadas incluem toxicidade aguda por ingestão, contato dérmico e inalação; corrosão/irritação dérmica e danos/irritação ocular graves; e toxicidade a órgãos-alvo por exposição repetida. Declarações de perigo GHS relatadas incluem H302, H312, H314, H332 (vias agudas) e H373 para possível dano a órgãos após exposição repetida.
Toxicocinética e exposição crônica: biomonitoramento humano e epidemiologia indicam exposição ubíqua em muitas populações com meias-vidas biológicas de eliminação longas (a meia-vida geométrica média sérica humana foi estimada na ordem de milhares de dias em algumas análises). Foram relatadas associações entre concentrações séricas elevadas e parâmetros lipídicos alterados, perturbação de hormônios tireoidianos em sujeitos suscetíveis, desfechos de desenvolvimento, além de marcadores neurodesenvolvimentais ou reprodutivos em coortes selecionadas. Estudos em animais identificam efeitos hepáticos, efeitos no metabolismo de lipoproteínas, marcadores de neurotoxicidade do desenvolvimento e alterações em vias dependentes de hormônios tireoidianos. Estimativas de dose de referência oral crônica relatadas (conforme sumários toxicológicos) incluem valores extremamente baixos na faixa de \(4\times10^{-10}\ \mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\,\mathrm{dia}^{-1}\) (uma estimativa central reportada) e valores guia crônicos referenciados na ordem de \(2\times10^{-5}\ \mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\,\mathrm{dia}^{-1}\) em outras avaliações; os usuários devem tratar estes valores como indicativos dos baixos limiares de exposição usados na avaliação de risco e consultar a documentação específica de segurança do produto para limites operacionais.
Tratamento em emergências: medidas padrão de descontaminação e suporte médico aplicam-se para ingestão, inalação ou exposição dérmica/ocular: remover roupas contaminadas, lavar as áreas afetadas com água, manter vias aéreas e respiração, e procurar atendimento médico imediato.
Considerações para Armazenamento e Manuseio
Manuseio: evitar inalação de poeira ou aerossóis e evitar contato com pele e olhos. Utilizar controles de engenharia (ex.: exaustores locais, capelas) onde poeira ou aerossóis possam ser gerados. Inspecionar e selecionar luvas químico-resistentes e vestimentas impermeáveis adequadas ao nível de exposição previsto.
Equipamento de proteção individual (EPI): proteção ocular (óculos de segurança com laterais ou protetores), luvas resistentes a produtos químicos, proteção respiratória para exposição a partículas (ex.: P95/P1) ou, para riscos mistos de gases/partículas, usar cartuchos combinados apropriados; a seleção deve seguir programas institucionais de proteção respiratória e normas de teste.
Armazenamento: manter os recipientes bem fechados em local seco e bem ventilado; evitar armazenamento junto a agentes oxidantes fortes. Rotular recipientes e gerenciar inventários para minimizar liberações não controladas.
Vazamento acidental e descarte: evitar geração de poeira; conter derramamentos, coletar em recipientes adequados e descartar via serviços licenciados de resíduos perigosos com atenção à persistência ambiental e potencial mobilidade em águas e solos. Para gerenciamento de resíduos, considerar o potencial do composto para persistência ambiental e transporte; seguir requisitos regulatórios locais.
Para informações detalhadas sobre perigos, transporte e regulatórias, os usuários devem consultar a Ficha de Dados de Segurança (FDS) específica do produto e a legislação local.
