Fluorivetyä

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 30.11.2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 12 muokkausta .

Fluorivetyä

Kenraali

Systemaattinen
nimi

Fluorivetyä

Perinteiset nimet

fluorivety, fluorivety; fluorivety

Chem. kaava

Rotta. kaava

Fyysiset ominaisuudet

Osavaltio

kaasu tai liikkuva neste

Moolimassa

20,01 g/ mol

Tiheys

0,99 g/cm³

Ionisaatioenergia

15,98 ± 0,01 eV [1]

Lämpöominaisuudet

Lämpötila

• sulaminen

-83,4 °C

• kiehuva

+19,54°C

• hajoaminen

Hajoaminen on havaittavissa yli +3500 °C lämpötiloissa

Kriittinen piste

188

Entalpia

• koulutus

-273,3 kJ/mol

Höyryn paine

783 ± 1 mmHg [yksi]

Kemiallisia ominaisuuksia

Hapon dissosiaatiovakio

pK_{a}

3.17

Liukoisuus

• vedessä

72,47 (20 °C)

Luokitus

231-634-8

InChI = 1S/FH/h1HKRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N

RTECS

MW7875000

CHEBI

29228

ChemSpider

14214

Turvallisuus

Rajoita keskittymistä

0,5 mg/m³

LD 50

14,3 mg/kg (rotille, suonensisäisesti)

Myrkyllisyys

Erittäin myrkyllinen, SDYAV

EKP:n kuvakkeet

NFPA 704

0 neljä yksi HÄRKÄ

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

Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Fluorivety ( fluorivety , fluorivety , fluorivety , fluorivetyhappo H F ) on väritön kaasu (normaaliolosuhteissa), jolla on terävä epämiellyttävä haju, huoneenlämpötilassa se esiintyy pääasiassa dimeerinä H 2 F 2 , alle 19,9 ° C - väritön liikkuva haihtuva neste . Sekoittuu veteen missä tahansa suhteessa muodostaen fluorivetyhappoa (fluorivetyhappoa) . Muodostaa atseotrooppisen seoksen veden kanssa, jonka pitoisuus on 35,4 % HF. Myrkyllinen, MPCr.z. = 0,5 mg/m³, vaaraluokka II (erittäin vaaralliset aineet) standardin GOST 12.1.007-76 mukaisesti.

Molekyylin rakenne

Fluorivetymolekyyli on erittäin polaarinen, μ = 0,19 D. Nestemäisessä ja kaasumaisessa tilassa olevalla fluorivetyllä on suuri taipumus assosioitua vahvojen vetysidosten muodostumisen vuoksi . FH•••FH :n vetysidosenergia on noin 41,5 kJ/mol ja keskimääräinen polymeroitumisaste kaasufaasissa (kiehumispisteessä) on ≈4. Jopa kaasumaisessa tilassa fluorivety koostuu polymeerien H 2 F 2 , H 3 F 3 , H 4 F 4 , H 5 F 5 , H 6 F 6 seoksesta . Yksinkertaisia HF-molekyylejä esiintyy vain yli 90 °C:n lämpötiloissa. Sidoksen suuren lujuuden vuoksi fluorivedyn lämpöhajoaminen on havaittavissa vain yli 3500 °C:ssa (joka on korkeampi kuin metallien tulenkestävimmän volframin sulamispiste). Vertailun vuoksi vedessä lämpöhajoaminen on havaittavissa yli 2000 °C:n lämpötiloissa.

Kiteisessä tilassa HF muodostaa ortorombisia kiteitä, jotka koostuvat ketjumaisista rakenteista: kulma HFH = 116°, d(FH) = 95 pm , d(F•••H) = 155 pm. Samanlaisia siksak-ketjuja, joiden kulma on HFH = 140°, on myös kaasufaasissa olevissa HF-polymeereissä.

Ominaisuudet

Fysikaaliset ominaisuudet

Fluorivedyn kriittinen lämpötila on 188 °C, kriittinen paine on 64 atm.
Nestemäisen HF:n höyrystymislämpö kiehumispisteessä on vain 7,5 kJ/mol (noin 6 kertaa vähemmän kuin veden 20 °C:ssa). Tämä johtuu siitä, että haihtuminen itsessään ei juurikaan muuta fluorivedyn yhdistymisen luonnetta (nesteelle tyypillinen dimeerinen muoto säilyy myös höyryssä , toisin kuin veden faasisiirtymä ).
Nestemäisen fluorivedyn (84 0 °C:ssa) permittiivisyys on hyvin lähellä d.p.-arvoa. vettä varten.

Kemialliset ominaisuudet

HF:n kemialliset ominaisuudet riippuvat veden läsnäolosta. Kuiva fluorivety ei hyökkää useimpiin metalleihin eikä reagoi metallioksidien kanssa. Jos reaktio kuitenkin alkaa, se jatkuu jonkin aikaa autokatalyysillä , koska vuorovaikutuksen seurauksena veden määrä kasvaa:

{\mathsf {MgO+2HF\rightarrow MgF_{2}+H_{2}O))

Nestemäinen HF on vahva ionisoiva liuotin . Kaikki siihen liuenneet elektrolyytit perkloorihappoa HClO 4 lukuun ottamatta ovat emäksiä:

{\mathsf {HCl+2HF\rightleftarrows H_{2}Cl^{+}+HF_{2}^{-}}}

Nestemäisessä fluorivetyssä happamia ominaisuuksia osoittavat yhdisteet, jotka hyväksyvät fluoridi-ioneja, esimerkiksi BF 3 , SbF 5 :

{\mathsf {BF_{3}+2HF\rightarrow H_{2}F^{+}+[BF_{4}]^{-}}}

Amfoteerisia yhdisteitä nestemäisessä fluorivetyssä ovat esimerkiksi alumiini- ja kromi (III)fluoridit:

{\mathsf {3NaF+AlF_{3}\rightarrow 3Na^{+}+[AlF_{6}]^{{3-))))

(AlF 3 - happona )

{\mathsf {AlF_{3}+3BF_{3}\rightarrow Al^{{3+}}+3[BF_{4}]^{-}}}

(AlF 3 - pohjana )

Fluorivety kaasumaisessa tilassa ja vesiliuoksen muodossa reagoi piidioksidin kanssa :

Edellyttäen, että fluorivety on kaasumaisessa tilassa:

{\mathsf {4HF+SiO_{2}\rightarrow SiF_{4}+2H_{2}O))

Edellyttäen, että fluorivety vesiliuoksen muodossa:

{\mathsf {6HF+SiO_{2}\rightarrow H_{2}[SiF_{6}]+2H_{2}O))

Fluorivety on rajattomasti veteen liukeneva, ja HF-molekyylit ionisoituvat :

{\mathsf {2HF+H_{2}O\rightleftarrows HF_{2}^{-}+H_{3}O^{+))}

K d \u003d 7,2⋅10 −4

{\mathsf {HF+F^{-}\rightleftarrows HF_{2}^{-}}}

Kd = 5,1 Fluorivedyn ( fluorivetyhapon ) vesiliuos on keskivahva happo . Fluorivetyhapon suoloja kutsutaan fluorideiksi . Suurin osa niistä on niukkaliukoisia veteen, vain fluoridit NH 4 , Na, K, Rb, Cs, Ag (I), Tl (I), Sn (II), Ni (II), Be, Sb (III), Ge (II), Co(II), Mn(II), Mn(III), Cr(III), Zr(IV), Ti(III). Kaikki liukoiset fluorivetyhapon suolat ovat erittäin myrkyllisiä (suurina annoksina).

Haetaan

Fluori reagoi räjähdysmäisesti vedyn kanssa jopa matalissa lämpötiloissa ja (toisin kuin kloori ) pimeässä muodostaen fluorivetyä:

{\mathsf {H_{2}+F_{2}\rightarrow 2HF))

Teollisuudessa fluorivetyä tuotetaan fluorisälvän ja vahvojen haihtumattomien happojen (esimerkiksi rikkihapon ) vuorovaikutuksella:

{\mathsf {CaF_{2}+H_{2}SO_{4}\rightarrow CaSO_{4}+2HF))

Prosessi suoritetaan teräsuuneissa 120–300 °C:ssa, verrattuna vastaaviin reaktioihin muiden vetyhalogenidien saamiseksi, reaktio fluorivedyn saamiseksi fluorideista on hyvin hidasta. Asennuksen osat, jotka imevät fluorivetyä, on valmistettu lyijystä .

Toksikologia

Fluorivety (hydrofluoridi) on pistävä haju, erittäin myrkyllinen , savuaa ilmassa (pienten vesihöyryn kanssa muodostuvien liuospisaroiden vuoksi) ja syövyttää voimakkaasti hengitysteiden seinämiä. Fluorivedyllä on heikkoja huumausaineita.

Kuten eräät muut fluorijohdannaiset , HF on erittäin vaarallista käsitellä.

Lisätietoja fluorivedyn toksikologiasta, katso Art. Fluorivetyhappo .

Sovellus

Sitä käytetään kryoliitin , uraanifluorijohdannaisten , freonien , organofluoriaineiden , silikaattilasin himmeän etsauksen (fluorivetyhappo läpinäkyvää syövytystä varten) valmistukseen . Biokemiassa käytetään biologisten molekyylien epätavallista liukoisuutta nestemäiseen fluorivetyyn ilman hajoamista (esim. proteiinit). Fluorin vastaanottajien lisääminen nestemäiseen fluorivetyyn mahdollistaa superhappojen muodostumisen .

Mielenkiintoisia faktoja

Kuuluisa tieteiskirjailija Ivan Efremov kirjoitti tarinan " Käärmeen sydän ", jossa hän kuvaili hypoteettista elämää, joka muodostui planeetalle, jossa luonnossa pääroolia ei näytä happi , vaan fluori , ja veden sijaan planeetan pinta on peitetty fluorivedyn valtamerillä . Kirjoittajan johti tähän ajatukseen syvä analogia veden ja fluorivedyn ominaisuuksien välillä.

Fluorivety reagoi lasin kanssa , joten se varastoidaan muoviastioissa. Säilytettäessä fluorivetyä lasitavaroissa, lasi päällystetään parafiinilla suojaamaan sitä fluorivedyltä.

Muistiinpanot

↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0334.html

Kirjallisuus

Akhmetov N. S. "Yleinen ja epäorgaaninen kemia" M .: Korkeakoulu, 2001.
Karapetyants M.Kh. , Drakin S.I. Yleinen ja epäorgaaninen kemia. Moskova: Kemia, 1994.

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Suuri katalaani Hienoa norjalaista Iso venäläinen Britannica (verkossa) Universalis
Bibliografisissa luetteloissa	GND : 4154877-2 J9U : 987007533740105171 LCCN : sh85063425