Гептафторотанталат калия K2(TaF7) в Минске


Гептафторотанталат калия K(TaF): свойства и применение

Гептафторотанталат калия K(TaF) — комплексная соль тантала, образующаяся при взаимодействии фторида тантала(V) с фторидом калия в расплаве или водном растворе HF. Соединение относится к классу гептакоординационных фторометаллатов и существует в виде безводной формы и кристаллогидрата K(TaF)HO. Мольная масса безводной соли — 434,13 г/моль, содержание тантала — 41,7 %. Температура плавления безводной формы — около 730 C, гидрат теряет кристаллизационную воду при 110–150 C. Растворимость в воде умеренная, резко возрастает в присутствии HF; в безводном HF соль растворяется с образованием ионных комплексов [TaF].

Физико-химические характеристики

ПараметрЗначениеУсловияМетодПримечание
Мольная масса434,13 г/мольбезводная сольрасчётTa — 41,7 %
Температура плавления730 Cинертная атмосфераДТАразложение выше 800 C
Растворимость в воде18–22 г/100 мл20 Cгравиметриярастёт при добавлении HF
Плотность3,4–3,6 г/см25 Cпикнометриямоноклинная сингония

Синтез и технологические условия

Получение K(TaF) реализуют двумя основными маршрутами. Первый — сплавление TaO с KHF в соотношении 1:6 при 700–750 C в никелевом или платиновом тигле; выход целевой соли достигает 92–95 %. Второй — растворение танталового скрапа в смеси HF и HNO с последующей нейтрализацией KOH и кристаллизацией при охлаждении до 5–10 C. Кристаллы отфильтровывают на фторопластовых фильтрах, сушат в вакууме при 80 C. Остаточное содержание влаги не должно превышать 0,1 % для применения в расплавных электролитах.

Области применения

  • Электролиты для осаждения танталовых покрытий на медные и никелевые подложки в гальванических линиях.
  • Промежуточный продукт в металлургии тантала: восстановление натрием или магнием при 800–900 C.
  • Компонент фторидных расплавов для получения нанопорошков TaC и TaN в реакторах CVD.
  • Катализатор фторирования в органическом синтезе фторпроизводных ароматических соединений.

Требования к хранению и обращению

Соль гигроскопична, при контакте с влажным воздухом гидролизуется с выделением HF. Хранят в герметичной таре из фторопласта-4 или полиэтилена высокой плотности при относительной влажности не выше 40 %. Работы проводят в вытяжных шкафах с приточно-вытяжной вентиляцией, средства индивидуальной защиты — кислотостойкие перчатки, респиратор с фильтром класса E, защитные очки. Температура хранения — от –20 до +30 C.

Вопросы и ответы

Какая температура разложения K(TaF)?

Безводная соль устойчива до 800 C, выше начинается диссоциация с выделением TaF и KF. В инертной атмосфере аргона потери массы при 850 C составляют 3–5 %.

Растворяется ли гептафторотанталат калия в органических растворителях?

Практически нерастворим в этаноле, ацетоне и хлорированных углеводородах. Ограниченно растворяется в безводном HF и расплавах эвтектики LiF–NaF–KF.

Какой класс опасности присвоен соединению?

Вещество относится к 3-му классу опасности по ГОСТ 12.1.007. При гидролизе выделяет фтороводород, ПДК рабочей зоны HF — 0,5 мг/м.

Применяется ли K(TaF) в электронной промышленности?

Да, используется как прекурсор для осаждения танталовых барьерных слоёв в установках ALD и MOCVD при 300–450 C.