Oxygen(II)fluorid

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 18. maj 2021; checks kræver 10 redigeringer .

Iltfluorid (II).

Generel

Systematisk
navn

Iltfluorid (II).

Chem. formel

F2O _ _

Rotte. formel

AF 2

Fysiske egenskaber

lysegul gas

54 g/ mol

1,59 g/cm³

13,11 ± 0,01 eV [1]

Termiske egenskaber

Temperatur

• smeltning

-224°C

• kogning

-145°C

• nedbrydning

over 200 °C

Kritisk punkt

-58 °C, 49 bar

Entalpi

• uddannelse

-25,2 kJ/mol

Damptryk

1 ± 1 atm [1]

Klassifikation

231-996-7

InChI=1S/F2O/c1-3-2UJMWVICAENGCRF-UHFFFAOYSA-N

RTECS

RS2100000

CHEBI

Sikkerhed

LC50: 1-2 mg/m3*1 time (rotter, inhalation)

Toksicitet

Ekstremt giftig, SDYAV

ECB ikoner

NFPA 704

0 fire 3 OKSE

Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet.

Mediefiler på Wikimedia Commons

Oxygen(II)fluorid , oxygendifluorid , OF2 . Under normale forhold er det en farveløs giftig gas , der ved afkøling kondenserer til en lysegul (gyldengul i tykke lag) væske . Oxygen(II)fluorid har en irriterende lugt , noget forskellig fra lugten af fluor (en blanding af blegemiddel og ozon ).

Discovery

Iltdifluorid blev først opdaget i 1929 af Paul Lebeau og Augustine Damien , og nogen tid senere studeret i detaljer af Ruff og Menzel.

Systematisk navn

I litteraturen omtales denne forbindelse undertiden som fluoroxid (F 2 O). Dette er dog ikke rigtigt, da fluoratomet er mere elektronegativt end oxygen, og ifølge IUPAC -reglerne skal denne forbindelse kaldes oxygenfluorid (OF 2 ). Selvom det fælles elektronpar praktisk talt ikke skifter fra oxygenatomet til fluoratomet .

Fysiske egenskaber

Flydende oxygenfluorid er uendeligt blandbar med flydende ozon , fluor og oxygen . Det er dårligt opløseligt i koldt vand (ca. 7:100 i volumen). Samtidig opløser den luft ret godt .

Molekylet har et svagt dipolmoment svarende til 0,3 D.

Henter

Fremstillingen af oxygen(II)fluorid udføres stadig efter den såkaldte "alkaliske" metode ved at lede gasformig fluor i en 2% (0,5 N) vandig opløsning af natriumhydroxid (NaOH). Udover oxygen(II)fluorid dannes brintoverilte og ozon parallelt :

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

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

Det er også muligt at opnå oxygen(II)fluorid ved elektrolyse af en vandig opløsning af HF .
Når vand brænder i en fluoratmosfære, dannes der også delvist oxygendifluorid og hydrogenperoxid . Dette skyldes forekomsten af radikale reaktioner:

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

— initiering af frie radikaler med dannelsen af det diradikale O:

\mathsf{2O: \rightarrow O_2}

- dominerende proces

\mathsf{O: + H_2O \rightarrow H_2O_2}

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

For at opnå rent oxygenfluorid ved vekselvirkning mellem vand og fluor skal denne reaktion udføres ved -40°C. Reaktionen forløber ifølge radikalkædemekanismen:

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

Interaktion mellem oxygen og fluor under påvirkning af ultraviolet eller elektrisk udladning . Ilt selv under påvirkning af ultraviolet nedbrydes til frie radikaler :

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

Kemiske egenskaber

Iltdifluorid er et meget energisk oxidationsmiddel , og i denne henseende ligner det frit fluor i styrke og ozon med hensyn til oxidationsmekanismen , men reaktioner, der involverer oxygen(II)fluorid kræver en højere aktiveringsenergi , da atomart oxygen dannes i første fase (as og ozon ). Den termiske nedbrydning af oxygen(II)fluorid er en monomolekylær reaktion med en aktiveringsenergi på 41 kcal/mol og starter kun ved temperaturer over 200 °C.

Når det opløses i varmt vand, gennemgår det hydrolyse . Dette producerer hydrogenfluorid og almindelig ilt . I et alkalisk miljø forløber nedbrydningen ret hurtigt.

En blanding af oxygendifluoriddamp og vand er eksplosiv:

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

Ilt(II)fluorid virker ikke på tørt glas og kvarts , men virker (intensivt) på metallisk kviksølv , hvilket udelukker brugen af kviksølv i apparater med oxygen(II)fluorid. Oxygen(II)fluorid virker meget langsomt på gasventilsmøremidler.

Interaktion med metaller

På kobber , platin , guld , sølv , danner oxygen(II)fluorid kun de tyndeste beskyttende film af fluorider , hvilket gør det muligt at bruge disse metaller i kontakt med oxygen(II)fluorid ved stuetemperatur. Når temperaturen stiger til 250 °C , sker der yderligere oxidation af metaller . De mest egnede metaller til at arbejde med oxygendifluorid er aluminium og magnesium . Rustfrit stål, nikkel , monel , magnesium -kobberlegering (92/8), messing og kobber ændrer sig også lidt i vægt, når de udsættes for oxygen(II)fluorid i 1-1,5 uger ved 100 °C.

Ansøgning

På grund af den høje aktiveringsenergi af oxygen(II)fluorid-nedbrydning, kan denne forbindelse relativt sikkert blandes med mange kulbrinter , brint , kulilte og andre stoffer, hvilket er ekstremt vigtigt i den praktiske anvendelse af oxygen(II)fluorid som et yderst effektiv raketbrændstofoxidationsmiddel . Da oxygen(II)fluorid ikke eksploderer, når det blandes med brændbare materialer, og når det opvarmes (af sig selv), er det ret sikkert.

Eksperimenter med brugen af oxygen(II)fluorid i gasdynamiske kemiske lasere har haft betydelig succes. Med en bedre ydeevne end fluor er oxygen(II)fluorid i stand til at indtage sin retmæssige plads som en komponent til kamplaservåben med høj effekt. .

Toksicitet

Oxygen(II)fluorid OF 2 (oxygendifluorid) er ekstremt giftig (graden af toksicitet er sammenlignelig med phosgen COCl 2 ), meget mere giftig end elementært fluor , da det forårsager alvorlig irritation af kropsvæv , trænger meget dybt ind og opløses i dem (dybere end fluor), gør det svært at trække vejret. Det er vurderet til højeste toksicitet af NFPA 704 for toksikologi . Toksicitetsklasse - 1.

Dødelig dosis ( LC50 ) - 1-2 mg/m3 * 1 time (endnu mindre end blåsyre ).

Iltdifluorid er farligt for miljøet .

Omtaler i litteraturen

I Robert L. Forwards science fiction-roman Camelot 30K blev oxygendifluorid brugt som et biokemisk opløsningsmiddel for livsformer, der lever i solsystemets Kuiper-bælte . Selvom oxygenfluorid vil være fast ved 30 K, er fiktive fremmede organismer endoterme og kan gennem radiotermisk opvarmning bruge flydende oxygenfluorid som blod.

Se også

Noter

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

Litteratur

S. Sarner. Kemi af raketdrivmidler. forlaget "Mir", Moskva , 1969.
Schmidt EW, Harper JT, Håndtering og brug af fluor og fluor-oxygenblandinger i raketsystemer , Lewis Research Center, NASA SP-3037, Cleveland, Ohio, 1967.

Fluorider

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
AF 2

NaF

MgF2 _

AlF 3

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