Hexafluorofosfat de liti

LPlantilla:'hexafluorofosfat de liti és una sal binària del catió liti(1+), $\mathrm{L}\mathrm{i}{\phantom{A}}^{+}$ i de l'anió heteropoliatòmic hexafluorofosfat(1-), $\mathrm{P}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6{\phantom{A}}^{-}$, de fórmula química $\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6\mathrm{P}$. A temperatura ambient és un sòlid blanc en forma de pols, soluble en aigua i higroscòpic. Malgrat és estable s'hidrolitza fàcilment. La seva conductivitat iònica és molt alta dissolt en dissolvents orgànics. S'empra com electròlit a les bateries d'ió liti.

Estructura

L'anió $\mathrm{P}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6{\phantom{A}}^{-}$ té una estructura de bipiràmide de base quadrada amb el fòsfor situat al mig i enllaçat a quatre fluors situats als quatre vèrtexs de la base quadrada i a dos fluors situats als vèrtexs de les dues piràmides.

Propietats físiques

Té un punt de fusió de 194 °C i una densitat de 2,84 g/cm³. És estable des del punt electroquímic, és molt soluble en dissolvents orgànics, no reacciona amb els dissolvents, té elevada conductivitat, té una massa molecular baixa (151,9 g/mol), el cost de la seva obtenció és baix, no és tòxica.

Propietats químiques

Traces d'aigua produeixen fàcilment la seva descomposició en fluorur d'hidrogen, àcid fosfòric i fluorur de liti:

$$\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{P}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6+4\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶5\mathrm{H}\mathrm{F}+\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{F}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{P}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$$Si s'escalfa en estat sòlid fins a 30 °C es descompon en trifluorur de fòsfor i pentafluorur de fòsfor acompanyats de fluorur de liti. Però en dissolució la temperatura oscil·la entre 80 °C i 130 °C.

Preparació

La seva preparació es basa en la reacció:

$$\mathrm{P}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_5+6\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{F}⟶\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{P}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6+5\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{C}\mathrm{l}$$El $\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{F}$ es dissol en fluorur d'hidrogen i s'introdueix el pentaclorur de fòsfor en forma de gas.

Aplicacions

Bateria d'ió liti

Aquest compost s'utilitza àmpliament en la preparació de bateries d'ió liti recarregables, en les quals s'empra com electròlit dissolt en diferents tipus de dissolvents. El $\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6\mathrm{P}$ també s'empra juntament amb dimetilsulfòxid (DMSO) en la solució d'electròlit per a bateries Li-aire. Llevat de les aplicacions en bateries no té altres aplicacions actualment.