Happi(II)fluoridi

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 18.5.2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 10 muokkausta .

Happifluoridi (II)

Kenraali

Systemaattinen
nimi

Happifluoridi (II)

Chem. kaava

F2O _ _

Rotta. kaava

2 _

Fyysiset ominaisuudet

Osavaltio

vaaleankeltainen kaasu

Moolimassa

54 g/ mol

Tiheys

1,59 g/cm³

Ionisaatioenergia

13,11 ± 0,01 eV [1]

Lämpöominaisuudet

Lämpötila

• sulaminen

-224 °C

• kiehuva

-145 °C

• hajoaminen

yli 200 °C

Kriittinen piste

-58 °C, 49 bar

Entalpia

• koulutus

-25,2 kJ/mol

Höyryn paine

1 ± 1 atm [1]

Luokitus

231-996-7

VINOSSA

InChI = 1S/F2O/cl-3-2UJMWVICAENGCRF-UHFFFAOYSA-N

RTECS

RS2100000

CHEBI

Turvallisuus

LC50: 1-2 mg/m3*1 tunti (rotat, hengitettynä)

Myrkyllisyys

Erittäin myrkyllinen, SDYAV

EKP:n kuvakkeet

NFPA 704

0 neljä 3 HÄRKÄ

Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 °C, 100 kPa), ellei toisin mainita.

Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Happi (II)fluoridi , happidifluoridi, OF 2 . Normaaleissa olosuhteissa se on väritön myrkyllinen kaasu , joka tiivistyy jäähtyessään vaaleankeltaiseksi (paksuissa kerroksissa kullankeltaiseksi) nesteeksi . Happi(II)fluoridilla on ärsyttävä haju , joka eroaa hieman fluorin ( valkaisuaineen ja otsonin seos ) hajusta.

Discovery

Happidifluoridin löysivät ensimmäisen kerran vuonna 1929 Paul Lebeau ja Augustine Damien , ja jonkin aikaa myöhemmin Ruff ja Menzel tutkivat sitä yksityiskohtaisesti.

Systemaattinen nimi

Kirjallisuudessa tätä yhdistettä kutsutaan joskus fluorioksidiksi (F 2 O). Tämä ei kuitenkaan pidä paikkaansa, koska fluoriatomi on elektronegatiivisempi kuin happi, ja IUPAC -sääntöjen mukaan tätä yhdistettä tulisi kutsua happifluoridiksi (OF 2 ) . Vaikka yhteinen elektronipari ei käytännössä siirry happiatomista fluoriatomiin .

Fysikaaliset ominaisuudet

Nestemäinen happifluoridi sekoittuu äärettömästi nestemäisen otsonin , fluorin ja hapen kanssa . Se liukenee huonosti kylmään veteen (noin 7:100 tilavuudesta). Samalla se liuottaa ilmaa melko hyvin .

Molekyylin heikko dipolimomentti on 0,3 D.

Haetaan

Happi(II)fluoridin valmistus tapahtuu edelleen ns. "emäksisellä" menetelmällä johtamalla kaasumaista fluoria 2 % (0,5 N) natriumhydroksidin (NaOH) vesiliuokseen . Happi(II)fluoridin lisäksi muodostuu rinnakkain vetyperoksidia ja otsonia :

{\mathsf {2F_{2}+2NaOH\rightarrow OF_{2}\uparrow +2NaF+H_{2}O))

{\mathsf {24F_{2}+18NaOH\rightarrow 9OF_{2}\uparrow +12HF+18NaF+3H_{2}O_{2}+O_{3}\uparrow ))

On myös mahdollista saada happi(II)fluoridia HF:n vesiliuoksen elektrolyysillä .
Kun vesi palaa fluoriilmakehässä, muodostuu osittain myös happidifluoridia ja vetyperoksidia . Tämä johtuu radikaalien reaktioiden esiintymisestä:

{\mathsf {F_{2}+H_{2}O\rightarrow 2HF\uparrow +O:))

— vapaiden radikaalien alkaminen diradikaalin O muodostumisella:

\mathsf{2O: \rightarrow O_2}

- hallitseva prosessi

\mathsf{O: + H_2O \rightarrow H_2O_2}

{\mathsf {O:+F_{2}\rightarrow OF_{2}\uparrow }}

Puhtaan happifluoridin saamiseksi veden ja fluorin vuorovaikutuksella tämä reaktio on suoritettava -40 °C:ssa. Reaktio etenee radikaaliketjumekanismin mukaisesti:

${\mathsf {H_{2}O+2F_{2}\xrightarrow {-40^{o}C} \ OF_{2}\uparrow +2HF))$

Hapen vuorovaikutus fluorin kanssa ultravioletti- tai sähköpurkauksen vaikutuksesta . Happi hajoaa jopa ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta vapaiksi radikaaleiksi :

${\mathsf {O_{2}+2F_{2}\xrightarrow {UV} \ 2OF_{2}\uparrow }}$

Kemialliset ominaisuudet

Happidifluoridi on erittäin energinen hapetin , ja siinä se muistuttaa vahvuudeltaan vapaata fluoria ja hapetusmekanismiltaan otsonia , mutta happi(II)fluoridin reaktiot vaativat korkeamman aktivointienergian , koska atomihappi muodostuu ensimmäinen vaihe (as ja otsoni ). Happi(II)fluoridin lämpöhajoaminen on yksimolekyylinen reaktio, jonka aktivaatioenergia on 41 kcal/mol ja joka alkaa vain yli 200 °C:n lämpötiloissa.

Kuumaan veteen liuotettuna se hydrolysoituu . Tämä tuottaa fluorivetyä ja tavallista happea . Alkalisessa ympäristössä hajoaminen etenee melko nopeasti.

Happidifluoridihöyryn ja veden seos on räjähtävää:

{\mathsf {OF_{2}+H_{2}O\rightarrow 2HF\uparrow +O_{2}\uparrow ))

Happi(II)fluoridi ei vaikuta kuivaan lasiin ja kvartsiin , vaan vaikuttaa (intensiivisesti) metalliseen elohopeaan , mikä sulkee pois elohopean käytön laitteissa, joissa on happi(II)fluoridia. Happi(II)fluoridi vaikuttaa erittäin hitaasti kaasuventtiilien voiteluaineisiin.

Vuorovaikutus metallien kanssa

Kuparilla , platinalla , kullalla , hopealla , happi(II)fluoridi muodostaa vain fluoridien ohuimmat suojakalvot , mikä mahdollistaa näiden metallien käytön kosketuksessa happi(II)fluoridin kanssa huoneenlämpötilassa. Kun lämpötila nousee 250 °C:seen , metallien hapettumista tapahtuu edelleen . Happidifluoridin kanssa työskentelyyn sopivimpia metalleja ovat alumiini ja magnesium . Ruostumattomat teräkset, nikkeli , moneli , magnesium -kupariseos (92/8), messinki ja kupari eivät myöskään muuta painoaan alttiina happi(II)fluoridille 1-1,5 viikon ajan 100 °C:ssa.

Sovellus

Happi(II)fluoridin hajoamisen korkean aktivointienergian ansiosta tämä yhdiste voidaan suhteellisen turvallisesti sekoittaa monien hiilivetyjen , vedyn , hiilimonoksidin ja muiden aineiden kanssa, mikä on erittäin tärkeää happi(II)fluoridin käytännön käytössä erittäin korkeana aineena. tehokas rakettipolttoaineen hapetin . Koska happi(II)fluoridi ei räjähdy palavien materiaalien kanssa sekoitettuna ja kuumennettaessa (itsekseen), sen käyttö on varsin turvallista.

Kokeet happi(II)fluoridin käytöstä kaasudynaamisissa kemiallisissa lasereissa ovat saavuttaneet huomattavaa menestystä. Fluorilla paremman suorituskyvyn ansiosta happi(II)fluoridi pystyy ottamaan sille kuuluvan paikkansa tehokkaiden taistelulaseraseiden komponenttina. .

Myrkyllisyys

Happi(II)fluoridi OF 2 (happidifluoridi) on äärimmäisen myrkyllistä (myrkyllisyysaste on verrattavissa fosgeenin COCl 2 :n tasoon ), paljon myrkyllisempää kuin alkuainefluori , koska se ärsyttää voimakkaasti kehon kudoksia , tunkeutuu erittäin syvälle ja liukenee niissä (syvempi kuin fluori) vaikeuttaa hengittämistä. NFPA 704 on arvioinut sen myrkyllisimmäksi toksikologian osalta . Myrkyllisyysluokka - 1.

Tappava annos ( LC50 ) - 1-2 mg / m3 * 1 tunti (jopa vähemmän kuin syaanihappo ).

Happidifluoridi on vaarallinen ympäristölle .

Maininnat kirjallisuudessa

Robert L. Forwardin tieteisromaanissa Camelot 30K happidifluoridia käytettiin biokemiallisena liuottimena aurinkokunnan Kuiper-vyöhykkeellä eläville elämänmuodoille . Vaikka happifluoridi on kiinteää 30 K:n lämpötilassa, kuvitteelliset vierasorganismit ovat endotermisiä ja voivat käyttää nestemäistä happifluoridia verenä radiotermisen lämmityksen ansiosta.

Katso myös

Muistiinpanot

↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0475.html

Kirjallisuus

S. Sarner. Rakettien ponneaineiden kemia. kustantamo "Mir", Moskova , 1969.
Schmidt EW, Harper JT, Fluori- ja fluori-happiseosten käsittely ja käyttö rakettijärjestelmissä , Lewis Research Center, NASA SP-3037, Cleveland, Ohio, 1967.

Fluorit

HF
DF

LiF

BeF2_ _

BF 3

CF4_ _

N 2 F 2
N 2 F 4
NF 3
NH 4 F

O 4 F 2
O 2 F 2
OF 2

NaF

MgF2_ _

AlF 3

SiF 2
Si 3 F 8
Si 4 F 10
SiF 4