12.9 Prediga se cada um dos seguintes compostos poderá ser perigosamente explosivo em contato com \mathrm{BrF}_{3} e justifique sua resposta:
\mathrm{SbF}_{5}

Passo 1

O enunciado pede: prever se o composto \mathrm{SbF}_{5} poderá ser perigosamente explosivo em contato com \mathrm{BrF}_{3} e justificar a resposta.
Informações dadas (explicitamente ou implícitas pelo enunciado):
  • Os reagentes envolvidos são \mathrm{BrF}_{3} (triclorofluoreto de bromo, aqui bromina trifluoreto) e \mathrm{SbF}_{5} (pentafluoreto de antimônio).
  • A pergunta exige avaliar risco de reação violenta/explosiva no contato entre esses dois compostos.

Passo 2

Entendendo o comportamento químico de \mathrm{BrF}_{3}. Vou explicar passo a passo, sem pular etapas.
  • \mathrm{BrF}_{3} é um forte agente fluorante e um agente oxidante. Isso quer dizer que é capaz de transferir flúor a outras espécies e de retirar elétrons (oxidar) outras substâncias.
  • Quimicamente, \mathrm{BrF}_{3} é anfótero em química de fluoretos: pode atuar como doador de \mathrm{F}^- ou como aceitador de \mathrm{F}^- (isto é, pode se ionizar em meios apropriados). Uma das ionizações possíveis é a heterólise de uma ligação F dando uma espécie catiônica:
\mathrm{BrF}_3 \rightleftharpoons [\mathrm{BrF}_2]^+ + \mathrm{F}^-
Essa representação mostra que, se houver um receptor forte para \mathrm{F}^-, \mathrm{BrF}_3 pode entregar \mathrm{F}^- e gerar uma espécie catiônica muito eletrófila ( [\mathrm{BrF}_2]^+). Espécies catiônicas de bromo(III) são altamente reativas e oxidantes.

Passo 3

Entendendo o comportamento químico de \mathrm{SbF}_{5}. Novamente explicando com calma.
  • \mathrm{SbF}_5 é um ácido de Lewis extremamente forte e tem grande afinidade por íons fluoreto \mathrm{F}^-. Em outras palavras, \mathrm{SbF}_5 “gosta muito” de capturar \mathrm{F}^- para formar fluoretos mais estáveis.
  • A reação típica é a captura do fluoreto formando o ânion hexafluoroantimônio:
\mathrm{SbF}_5 + \mathrm{F}^- \longrightarrow \mathrm{SbF}_6^-
  • Essa capacidade faz com que \mathrm{SbF}_5 converta espécies neutras que podem doar \mathrm{F}^- em sais iônicos com contra-íon \mathrm{SbF}_6^-. Em conjunto com solventes apropriados (por exemplo HF) dá as chamadas superáguas (superacidez), mas o ponto importante aqui é: \mathrm{SbF}_5 remove \mathrm{F}^- com facilidade e forma ânions muito estáveis.

Passo 4

Combinação das duas ideias (mecanismo provável ao misturar \mathrm{BrF}_3 com \mathrm{SbF}_5). Explicação passo a passo do que acontece quimicamente.
  • Se \mathrm{SbF}_5 está presente, ele é um receptor muito bom de \mathrm{F}^-. Logo, tende a tirar \mathrm{F}^- de qualquer espécie que possa fornecê‑lo. \mathrm{BrF}_3 pode doar \mathrm{F}^- segundo a ionização do passo anterior.
  • O processo líquido/ímpar que ocorre pode ser representado pela soma das duas reações escritas nos passos anteriores, levando ao sal iônico:
\mathrm{BrF}_3 + \mathrm{SbF}_5 \longrightarrow [\mathrm{BrF}_2]^+ [\mathrm{SbF}_6]^-
  • Ou seja, formação de um cátion bromínio [\mathrm{BrF}_2]^+ e do ânion muito estável \mathrm{SbF}_6^-. Esse tipo de formação de sal é conhecida na química de halogenetos de flúor na presença de agentes com alta afinidade por \mathrm{F}^-.
  • A formação do par iônico costuma ser fortemente exotérmica (libera energia), porque ligações bem estabilizadas são formadas ( \mathrm{SbF}_6^- é muito estável) e uma espécie altamente eletrófila ( [\mathrm{BrF}_2]^+) é gerada.

Passo 5

Implicações práticas e motivo do perigo (por que pode ser explosivo). Vou enumerar os pontos de risco com explicações didáticas.
  1. Formação de uma espécie catiônica altamente oxidante: [\mathrm{BrF}_2]^+ é muito reativa e pode oxidar ou fluorinar qualquer material orgânico ou reduzível próximo, em reação muitas vezes violenta. Oxidação rápida e fluorinação liberam muito calor e podem originar chamas ou explosões.
  2. Reação exotérmica brusca: a formação de \mathrm{SbF}_6^- e do sal iônico costuma liberar calor de forma rápida; em sistemas mal controlados isso pode levar ao aquecimento súbito, vaporizações de reagentes, aumento de pressão e, então, explosão física.
  3. Sensibilidade a impurezas: presença de água ou materiais orgânicos (ou de restos de óleo, borras) pode levar a reações secundárias violentas. Por exemplo, água com \mathrm{BrF}_3 ou com o par formado pode gerar \mathrm{HF} e \mathrm{Br_2}, ambos corrosivos e liberadores de calor.
  4. Gases reativos e corrosivos liberados: decomposição ou reações secundárias podem produzir \mathrm{F}_2, \mathrm{Br_2} e \mathrm{HF}, que além de perigosos quimicamente aumentam risco de ruptura de recipientes e explosão por sobrepressão.
  5. Ausência de um meio inerte: mistura direta sem controle de temperatura e sem solvente inerte aumenta fortemente a probabilidade de evento violento.

Passo 6

Resumo da avaliação qualitativa e conclusão lógica (por que a previsão é “sim” ou “não”).
  • Dado que \mathrm{SbF}_5 tende a abstrair \mathrm{F}^- de \mathrm{BrF}_3, formando [\mathrm{BrF}_2]^+[\mathrm{SbF}_6]^-, e que esse processo é exotérmico e gera uma espécie catiônica muito oxidante/fluorante, o contato entre as duas substâncias é potencialmente muito perigoso.
  • Em termos práticos de perigo: a mistura pode reagir de forma violenta (liberando calor e produtos reativos), especialmente se houver impurezas, umidade ou materiais orgânicos presentes. Portanto a previsão de risco explosivo é positiva — existe risco de reação perigosamente explosiva.

Resposta

Sim.

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