21324-39-0 / 六氟磷酸鈉的制備

背景及概述

六氟磷酸鈉中文別名：六氟磷(V)酸鈉，英文名稱：sodium,hexafluorophosphate，CAS號：21324-39-0，分子式：F6NaP，分子量：167.954，固體，密度：2.369 g/mL at 25 °C(lit.)，熔點：>200 °C(lit.)。六氟磷酸鈉是一種無機化合物，穩定。與強酸不相容。儲存在密閉的容器中。儲存在陰涼、干燥、通風良好的地方，遠離不相容的物質。儲存時應防潮。

制備

反應需在通風櫥中進行。反應在不銹鋼、鎳或者銅、鎳合金容器中進行，容器直徑為3in(1in=0.0254m)，高7in。所需一半量的氯化鈉放入容器中，將蓋安好。容器放入冰鹽浴中冷卻，與無水氟化氫罐相連。打開閥門，將大約400mL HF液體放入容器中，此時不銹鋼容器中液面的高度約為3/4in，用一根薄木條插入中間的管道，浸于液體的部分將被變黑，由此大概測出液面的高度。為確保氯化鈉全部溶解，移開蓋，用帶有把手的不銹鋼匙攪拌，150g(約0.75mol)PCl5緩慢通過匙(將其靠著容器的壁)加入到溶液。六氟磷酸鈉立即析出，不時攪拌以使反應完全。由于反應相當劇烈，要采取措施防止液體氟化氫的噴濺，操作者必須戴厚的橡膠手套，最好操作于保護罩后。待PCl5全部加入后，移開蓋，將容器放入油浴中。使剩余的氟化氫揮發掉。將干燥的氮氣通入容器，同時加熱至約150℃以除去痕量的氟化氫。粗產品產率幾乎是理論計算量，純度超過95%，雜質主要是微量鐵鹽，有時是少量未反應的氟化物。將粗產品溶于甲醇(100mL溶劑中加入60g產品)。加入適量5%的NaOH甲醇溶液，使溶液保持堿性，用酚酞檢驗，離心將不溶雜質除去。通過濃縮將溶劑除去，減壓條件下結晶，得到一水合物，放入盛有濃硫酸的干燥器中，干燥得到無水鹽，0.5mol氯化鈉反應得到的提純產物是73g，產率87%。純化方法重約80g的粗產品溶于160mL甲醇中。加入幾滴水和過量的氨水以將鐵雜質沉淀出，將溶液過濾，在真空干燥器中蒸發至干，產物在H2SO4上干燥脫水，產品約70g，產率大約86%。此產品中可能含有氟化銨，可以通過在水中重結晶除去。由于氟磷酸鹽溶解度很大，所以損失多。將鹽溶于水(50g/mL)，將過濾后的溶液置于鉑盤中在蒸汽浴上加熱蒸發，直至熱溶液中出現晶體，將混合物放入水浴中冷卻，晶體用燒結玻璃過濾器過濾，用幾毫升冰水洗滌，減壓抽濾至干，放入有濃H2SO4的干燥器中干燥。制備流程圖如下：

圖1 六氟磷酸鈉的制備流程圖

參考文獻

[1]劉永生．六氟磷酸鋰概述及制備工藝研究［J］．低溫與特氣，2015，33(2):20－24．