Hidrogén-fluorid

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. november 30-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 12 szerkesztést igényelnek .

Hidrogén-fluorid

Tábornok

Szisztematikus
név

Hidrogén-fluorid

Hagyományos nevek

hidrogén-fluorid, hidrogén-fluorid; hidrogén-fluorid

Chem. képlet

Patkány. képlet

Fizikai tulajdonságok

Állapot

gáz vagy mobil folyadék

Moláris tömeg

20,01 g/ mol

Sűrűség

0,99 g/cm³

Ionizációs energia

15,98 ± 0,01 eV [1]

Termikus tulajdonságok

Hőfok

• olvadás

-83,4 °C

• forralás

+19,54°C

• bomlás

a bomlás +3500 °C feletti hőmérsékleten észrevehető

Kritikus pont

188

Entalpia

• oktatás

−273,3 kJ/mol

Gőznyomás

783 ± 1 Hgmm [egy]

Kémiai tulajdonságok

Sav disszociációs állandó

pK_{a}

3.17

Oldhatóság

• vízben

72,47 (20 °C)

Osztályozás

231-634-8

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

RTECS

MW7875000

CHEBI

29228

ChemSpider

14214

Biztonság

Korlátozza a koncentrációt

0,5 mg/m³

LD 50

14,3 mg/kg (patkányok, intravénásan)

Toxicitás

Rendkívül mérgező, SDYAV

EKB ikonok

NFPA 704

0 négy egy ÖKÖR

Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve.

Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

A hidrogén-fluorid ( hidrogén- fluorid, hidrogén-fluorid , hidrogén-fluorid , hidrogén -fluorid H F ) színtelen gáz (normál körülmények között), éles kellemetlen szaggal, szobahőmérsékleten főként dimer formájában H 2 F 2 , 19,9 alatt létezik. ° C - színtelen mozgó illékony folyadék . Bármilyen arányban elegyedik vízzel , így hidrogén-fluoridot (hidrogén-fluoridot) képez . 35,4% HF koncentrációjú vízzel azeotróp elegyet képez . Mérgező, MPCr.z. = 0,5 mg/m³, II. veszélyességi osztály (nagyon veszélyes anyagok) a GOST 12.1.007-76 szerint.

A molekula szerkezete

A hidrogén-fluorid molekula erősen poláris, μ = 0,19 D. A hidrogén-fluorid folyékony és gáz halmazállapotban erős asszociációs hajlamot mutat az erős hidrogénkötések képződése miatt . Az FH•••FH hidrogénkötési energiája körülbelül 41,5 kJ/mol, a polimerizáció átlagos foka a gázfázisban (forrásponton) ≈4. A hidrogén-fluorid még gázhalmazállapotban is H 2 F 2 , H 3 F 3 , H 4 F 4 , H 5 F 5 , H 6 F 6 polimerek keverékéből áll . Egyszerű HF-molekulák csak 90 °C feletti hőmérsékleten léteznek. A kötés nagy szilárdsága miatt a hidrogén-fluorid hőbomlása csak 3500 °C felett válik észrevehetővé (ez magasabb, mint a volfrám , a legtűzállóbb fémek olvadáspontja). Összehasonlításképpen a vízben a termikus bomlás 2000 °C feletti hőmérsékleten válik észrevehetővé.

Kristályos állapotban a HF ortorombikus kristályokat képez, amelyek láncszerű szerkezetekből állnak: HFH szög = 116°, d(FH) = 95 pm , d(F•••H) = 155 pm. Hasonló cikk-cakk láncok HFH = 140°-os szöggel a gázfázisban lévő HF polimerekben is jelen vannak.

Tulajdonságok

Fizikai tulajdonságok

A hidrogén-fluorid kritikus hőmérséklete 188 °C, kritikus nyomása 64 atm.
A folyékony HF párolgáshője a forrásponton mindössze 7,5 kJ/mol (körülbelül hatszor kisebb, mint a 20 °C-os vízé). Ennek az az oka, hogy maga a párolgás nem sokat változtat a hidrogén-fluorid asszociációjának jellegén ( a folyadékra jellemző dimer forma gőzben is megmarad , ellentétben a víz fázisátalakulásával ).
A folyékony hidrogén-fluorid permittivitása (84 0 °C-on) nagyon közel van a d.p. értékhez. vízért.

Kémiai tulajdonságok

A HF kémiai tulajdonságai a víz jelenlététől függenek. A száraz hidrogén-fluorid nem támadja meg a legtöbb fémet, és nem lép reakcióba fém-oxidokkal. Ha azonban a reakció beindul, akkor az autokatalízissel egy ideig folytatódik , mivel a kölcsönhatás következtében megnő a víz mennyisége:

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

A folyékony HF erős ionizáló oldószer . Minden benne oldott elektrolit , a HClO 4 perklórsav kivételével , bázis:

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

A folyékony hidrogén-fluoridban a savas tulajdonságokat olyan vegyületek mutatják, amelyek fluoridionokat fogadnak el , például BF 3 , SbF 5 :

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

A folyékony hidrogén-fluoridban lévő amfoter vegyületek például az alumínium- és króm (III)-fluoridok:

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

(AlF 3 - mint sav )

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

(AlF 3 - alapként )

A hidrogén-fluorid gáz halmazállapotban és vizes oldat formájában reagál szilícium-dioxiddal :

Feltéve, hogy a hidrogén-fluorid gáz halmazállapotú:

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

Feltéve, hogy a hidrogén-fluorid vizes oldat formájában:

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

A hidrogén-fluorid végtelenül oldódik vízben, és a HF-molekulák ionizálódnak :

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

K d \u003d 7,2⋅10 −4

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

K d = 5,1 A hidrogén-fluorid ( hidrogén- fluorid ) vizes oldata közepes erősségű sav . A hidrogén-fluorid sóit fluoridoknak nevezzük . Többségük vízben alig oldódik, csak fluoridok 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). Valamennyi oldható hidrogén-fluorid só erősen mérgező (nagy dózisban).

Getting

A fluor még alacsony hőmérsékleten is robbanásszerűen reagál a hidrogénnel , és (a klórral ellentétben ) sötétben is hidrogén-fluoridot képez:

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

Az iparban a hidrogén-fluoridot fluorpát és erős, nem illékony savak (például kénsav ) kölcsönhatásával állítják elő :

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

Az eljárást acélkemencékben, 120-300 °C-on hajtják végre, más hidrogén-halogenidek előállításához hasonló reakciókhoz képest a fluoridokból hidrogén-fluorid előállítására irányuló reakció nagyon lassú. A berendezés hidrogén-fluorid elnyelésére szolgáló részei ólomból készülnek .

Toxikológia

A hidrogén-fluorid (hidrogén-fluorid) szúrós szagú, nagyon mérgező , füstöl a levegőben (a vízgőzzel kis cseppek képződése miatt) és erősen korrodálja a légutak falát. A hidrogén-fluorid gyenge narkotikus tulajdonságokkal rendelkezik.

Más fluor -származékokhoz hasonlóan a HF -et is nagyon veszélyes kezelni.

A hidrogén-fluorid toxikológiájával kapcsolatos további információkért lásd az Art. Hidrofluorsav .

Alkalmazás

Kriolit , urán - fluor-származékok , freonok , szerves fluortartalmú anyagok, szilikátüveg matt maratására szolgál (hidrogén-fluorsav az átlátszó maratáshoz) . A biológiai molekulák szokatlan oldhatóságát folyékony hidrogén-fluoridban bomlás nélkül (pl. fehérjék) használják a biokémiában. A folyékony hidrogén - fluoridhoz fluor akceptorok hozzáadása lehetővé teszi szupersavas közeg létrehozását .

Érdekes tények

A híres tudományos-fantasztikus író, Ivan Efremov megírta a " Kígyó szíve " című történetet, amelyben egy olyan feltételezett életet ír le, amely egy olyan bolygón alakult ki, ahol a természetben nem az oxigén , hanem a fluor játssza a főszerepet , és a víz helyett a A bolygó felszínét hidrogén-fluorid - óceánok borítják . Az írót a víz és a hidrogén-fluorid tulajdonságai közötti mély analógia vezette erre a gondolatra.

A hidrogén-fluorid reakcióba lép az üveggel , ezért műanyag tartályokban tárolják. Ha a hidrogén-fluoridot üvegáruban tárolják, az üveget paraffinnal vonják be, hogy megvédjék a hidrogén-fluoridtól.

Jegyzetek

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

Irodalom

Akhmetov N. S. "Általános és szervetlen kémia" M .: Felsőiskola, 2001.
Karapetyants M.Kh. , Drakin S.I. Általános és szervetlen kémia. Moszkva: Kémia, 1994.

Szótárak és enciklopédiák	Nagy katalán Nagy norvég Nagy orosz Britannica (online) Universalis
Bibliográfiai katalógusokban	GND : 4154877-2 J9U : 987007533740105171 LCCN : sh85063425