हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट (Hexafluorophosphate)

हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट एक एनायन है जिसका रासायनिक सूत्र [PF6]− है। यह एक अष्टफलकीय प्रजाति है जो अपने लवणों को कोई रंग नहीं देती है। [PF6]− सल्फर हेक्साफ्लोराइड, SF6, और हेक्साफ्लोरोसिलिकेट डायनियन, [SiF6](2−), और हेक्साफ्लोरोएंटीमोनेट [SbF6]- के साथ आइसोइलेक्ट्रॉनिक है। इस आयन में, फॉस्फोरस की संयोजकता 5 होती है। निकृष्ट न्यूक्लियोफिलिक होने के कारण, हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट को गैर-समन्वय एनायन के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

संश्लेषण
हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड के घोल में फॉस्फोरस पेंटाक्लोराइड और क्षार या अमोनियम हैलाइड की प्रतिक्रिया से हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट लवण तैयार किया जा सकता है:
 * PCl5 + MCl + 6 HF → M[PF6] + 6 HCl

हेक्साफ्लोरोफॉस्फोरिक एसिड को फॉस्फोरस पेंटाफ्लोराइड के साथ हाइड्रोजन फ्लोराइड की सीधी प्रतिक्रिया द्वारा तैयार किया जा सकता है। यह एक मजबूत ब्रोंस्टेड एसिड है जो प्रायः इसके उपयोग से तुरंत पहले इन सीटू (in situ) उत्पन्न करता है।


 * PF5 + HF → H[PF6]

इन प्रतिक्रियाओं के लिए हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड और हाइड्रोजन फ्लोराइड से जुड़े अंदेशों को सुरक्षित रूप से संभालने के लिए विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है।

मात्रात्मक विश्लेषण
हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट आयन के लिए मात्रात्मक विश्लेषण के कई तरीके विकसित किए गए हैं। टेट्राफेनिलार्सोनियम क्लोराइड, [(C6H5)4As]Cl, का उपयोग हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट की टाइट्रिमेट्रिक और ग्रेविमेट्रिक दोनों मात्राओं के लिए किया गया है। ये दोनों निर्धारण टेट्राफेनिलार्सोनियम हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट के निर्माण पर निर्भर करते हैं:


 * [(C6H5)4As]+ + [PF6]- → [(C6H5)4As][PF6]

हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट को फेरोइन के साथ स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिक रूप से भी निर्धारित किया जा सकता है।

प्रतिक्रियाएं
बुनियादी परिस्थितियों में हाइड्रोलिसिस अत्यधिक धीमी है। फॉस्फेट आयन का एसिड-उत्प्रेरित हाइड्रोलिसिस भी धीमा है। बहरहाल, हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट आयनिक तरल पदार्थों में हाइड्रोजन फ्लोराइड की रिहाई के साथ विघटित होने का खतरा है।

कार्बनिक और अकार्बनिक संश्लेषण
हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट धनायनित धातु संकुलों के लिए एक सामान्य प्रतिआयन है। यह तीन व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले गैर-समन्वय आयनों में से एक है: हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट, टेट्राफ्लोरोबोरेट [BF4]−, और परक्लोरेट ClO4−। इनमें से, हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट आयन की समन्वय प्रवृत्ति सबसे कम होती है।

हैलाइड लवण के साथ सिल्वर हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट की अभिक्रिया द्वारा हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट लवण तैयार किया जा सकता है। अघुलनशील सिल्वर हैलाइड का अवक्षेपण इस प्रतिक्रिया को पूरा करने में मदद करता है। चूँकि हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट लवण प्रायः पानी में अघुलनशील होते हैं लेकिन ध्रुवीय कार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुलनशील होते हैं, यहां तक कि कई कार्बनिक और अकार्बनिक लवणों के जलीय घोल में अमोनियम हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट ([NH4][PF6]) मिलाने से हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट लवणों के ठोस अवक्षेप मिलते हैं। एक उदाहरण रोडोसेनियम लवण का संश्लेषण है: समग्र रूपांतरण समीकरण है
 * RhCl3*nH2O + 2 C5H6 + [NH4][PF6] → [(η^{5}\-C5H5)2Rh][PF6] + 2 HCl + [NH4]Cl + n H2O

टेट्राकिस (एसीटोनिट्राइल) कॉपर (I) हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट का उत्पादन एसीटोनिट्राइल में कॉपर (I) ऑक्साइड के निलंबन में हेक्साफ्लोरोफॉस्फोरिक एसिड मिलाने से होता है:
 * Cu2O + 2 H[PF6] + 8 CH3CN → 2 [Cu(CH3CN)4][PF6] + H2O

हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट परिसरों का हाइड्रोलिसिस
जबकि हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट आयन आम तौर पर निष्क्रिय होता है और इसलिए एक उपयुक्त प्रतिरूप होता है, इसके सॉल्वोलिसिस को अत्यधिक इलेक्ट्रोफिलिक धातु केंद्रों द्वारा प्रेरित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, ट्रिस ( विलायक ो) ऑर्गनोडियम रसायन विज्ञान परिसर [(η^{5}\-C5Me5)Rh(Me2CO)3][PF6]2 एसीटोन में गर्म होने पर सॉल्वोलिसिस से गुजरता है, जिससे डिफ्लुओरोफॉस्फोरिक एसिड कॉम्प्लेक्स बनता है [(η^{5}\-C5Me5)Rh(μ\-OPF2O)3Rh(η^{5}\-C5Me5)][PF6].


 * [[File:Partial solvolysis of hexafluorophospate.PNG|[(η.) के एसीटोन विलयन को गर्म करना5-सी5मुझे5)रह(में2सीओ)3](पीएफ6)2 डिफ्लुओरोफॉस्फेट कॉम्प्लेक्स देता है [(η5-सी5मुझे5) आरएच (μ-ओपीएफ2ओ)3आरएच (एन5-सी5मुझे5)]+.]]

अनुप्रयोग
हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट आयन के व्यावहारिक उपयोग प्रायः निम्नलिखित गुणों में से एक या अधिक का फायदा उठाते हैं: यह एक गैर-समन्वयकारी आयन है; कि हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट यौगिक प्रायः कार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुलनशील होते हैं, विशेष रूप से रासायनिक ध्रुवीय वाले, लेकिन जलीय घोल में कम घुलनशीलता होती है; या, यह उच्च स्तर की स्थिरता है, जिसमें अम्लीय और बुनियादी हाइड्रोलिसिस दोनों के प्रतिरोध शामिल हैं।

माध्यमिक बैटरी
हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट का मुख्य व्यावसायिक उपयोग इसके लिथियम नमक, लिथियम हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट के रूप में होता है। यह नमक, डाइमिथाइल कार्बोनेट के संयोजन में, वाणिज्यिक माध्यमिक बैटरी जैसे लिथियम आयन बैटरी | लिथियम-आयन कोशिकाओं में एक सामान्य इलेक्ट्रोलाइट है। यह एप्लिकेशन कार्बनिक सॉल्वैंट्स में हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट लवण की उच्च घुलनशीलता और क्षार धातु कैथोड द्वारा इन लवणों के प्रतिरोध को कम करता है। चूंकि इन बैटरियों में लिथियम आयन आम तौर पर इलेक्ट्रोलाइट के भीतर समन्वय परिसरों के रूप में मौजूद होते हैं, हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट आयन की गैर-समन्वय प्रकृति भी इन अनुप्रयोगों के लिए एक उपयोगी संपत्ति है।

आयनिक तरल पदार्थ
कमरे के तापमान आयनिक तरल पदार्थ जैसे 1-ब्यूटिल-3-मेथिलिमिडाज़ोलियम हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट (प्रायः बीएमआईएमपीएफ के रूप में संक्षिप्त6) तैयार किया गया है। एक गैर-समन्वय वाले आयन के पक्ष में आयनों के आदान-प्रदान का लाभ यह है कि परिणामी आयनिक तरल में बहुत अधिक तापीय स्थिरता होती है। 1-ब्यूटाइल-3-मिथाइलिमिडाज़ोलियम क्लोराइड N-मिथाइलिमिडाज़ोल|N-मिथाइलिमिडाज़ोल और 1-क्लोरोब्यूटेन या N-ब्यूटिलिमिडाज़ोल और क्लोरोमीथेन में विघटित हो जाता है। bmimPF के लिए इस तरह के अपघटन संभव नहीं हैं6. हालांकि, हाइड्रोजन फ्लोराइड गैस उत्पन्न करने के लिए हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट आयनिक तरल पदार्थ के थर्मल अपघटन ज्ञात हैं।


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