Hydrogenfluorid

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 30. november 2021; checks kræver 12 redigeringer .

Hydrogenfluorid

Generel

Systematisk
navn

Hydrogenfluorid

Traditionelle navne

hydrogenfluorid, hydrofluorid; hydrogenfluorid

Chem. formel

Rotte. formel

Fysiske egenskaber

Stat

gas eller mobil væske

Molar masse

20,01 g/ mol

Massefylde

0,99 g/cm³

Ioniseringsenergi

15,98 ± 0,01 eV [1]

Termiske egenskaber

Temperatur

• smeltning

-83,4°C

• kogning

+19,54°C

• nedbrydning

nedbrydning er mærkbar ved temperaturer over +3500 °C

Kritisk punkt

188

Entalpi

• uddannelse

-273,3 kJ/mol

Damptryk

783 ± 1 mmHg [en]

Kemiske egenskaber

Syredissociationskonstant

pK_{a}

3.17

Opløselighed

• i vand

72,47 (20°C)

Klassifikation

231-634-8

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

RTECS

MW7875000

CHEBI

29228

ChemSpider

14214

Sikkerhed

Begræns koncentrationen

0,5 mg/m³

LD 50

14,3 mg/kg (rotter, intravenøst)

Toksicitet

Ekstremt giftig, SDYAV

ECB ikoner

NFPA 704

0 fire en OKSE

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

Mediefiler på Wikimedia Commons

Hydrogenfluorid ( hydrofluorid, hydrogenfluorid , hydrogenfluorid , flussyre H F ) er en farveløs gas (under standardbetingelser) med en skarp ubehagelig lugt, ved stuetemperatur findes den hovedsageligt i form af en dimer H 2 F 2 , under 19,9 ° C - farveløs mobil flygtig væske . Blandbar med vand i ethvert forhold til dannelse af flussyre (flussyre) . Danner en azeotrop blanding med vand med en koncentration på 35,4% HF. Giftig, MPCr.z. = 0,5 mg/m³, fareklasse II (højt farlige stoffer) i overensstemmelse med GOST 12.1.007-76.

Strukturen af molekylet

Hydrogenfluorid-molekylet er meget polært, μ = 0,19 D. Hydrogenfluorid i flydende og gasformig tilstand har en stor tendens til at associere på grund af dannelsen af stærke brintbindinger . Hydrogenbindingsenergien for FH•••FH er ca. 41,5 kJ/mol, og den gennemsnitlige polymerisationsgrad i gasfasen (ved kogepunktet) er ≈4 . Selv i gasform består hydrogenfluorid af en blanding af polymerer H 2 F 2 , H 3 F 3 , H 4 F 4 , H 5 F 5 , H 6 F 6 . Simple HF-molekyler eksisterer kun ved temperaturer over 90 °C. På grund af bindingens høje styrke bliver den termiske nedbrydning af hydrogenfluorid kun mærkbar over 3500 °C (hvilket er højere end smeltepunktet for wolfram , det mest ildfaste af metaller). Til sammenligning bliver termisk nedbrydning mærkbar i vand ved temperaturer over 2000 °C.

I den krystallinske tilstand danner HF orthorhombiske krystaller bestående af kædelignende strukturer: vinkel HFH = 116°, d(FH) = 95 pm , d(F•••H) = 155 pm. Lignende zigzag-kæder med en vinkel HFH = 140° er også til stede i HF-polymerer, der findes i gasfasen.

Egenskaber

Fysiske egenskaber

Den kritiske temperatur for hydrogenfluorid er 188 °C, det kritiske tryk er 64 atm.
Fordampningsvarmen af flydende HF ved kogepunktet er kun 7,5 kJ/mol (ca. 6 gange mindre end for vand ved 20 °C). Dette skyldes det faktum, at fordampning i sig selv ikke ændrer karakteren af associeringen af hydrogenfluorid ( den dimere form, som er karakteristisk for en væske, er også bevaret i damp , i modsætning til faseovergangen af vand).
Permittiviteten af flydende hydrogenfluorid (84 ved 0 °C) er meget tæt på d.p.-værdien. for vand.

Kemiske egenskaber

De kemiske egenskaber af HF afhænger af tilstedeværelsen af vand. Tørt hydrogenfluorid angriber ikke de fleste metaller og reagerer ikke med metaloxider. Men hvis reaktionen starter, fortsætter den i nogen tid med autokatalyse , da mængden af vand stiger som følge af interaktionen:

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

Flydende HF er et stærkt ioniserende opløsningsmiddel . Alle elektrolytter , der er opløst i det, med undtagelse af perchlorsyre HClO 4 , er baser:

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

I flydende hydrogenfluorid udvises sure egenskaber af forbindelser, der accepterer fluoridioner, for eksempel BF 3 , SbF 5 :

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

Amfotere forbindelser i flydende hydrogenfluorid er for eksempel aluminium og chrom (III) fluorider:

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

(AlF3 - som en syre )

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

(AlF 3 - som en base )

Hydrogenfluorid i gasform og i form af en vandig opløsning reagerer med siliciumdioxid :

Forudsat at hydrogenfluorid er i gasform:

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

Forudsat at hydrogenfluorid i form af en vandig opløsning:

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

Hydrogenfluorid er uendeligt opløseligt i vand, og ionisering af HF-molekyler sker:

{\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 En vandig opløsning af hydrogenfluorid ( fluorbrintesyre ) er en middelstærk syre . Salte af flussyre kaldes fluorider . De fleste af dem er næsten ikke opløselige i vand, kun fluorider 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). Alle opløselige flussyresalte er meget giftige (i store doser).

Henter

Fluor reagerer eksplosivt med brint selv ved lave temperaturer og (i modsætning til klor ) i mørke for at danne hydrogenfluorid:

{\mathsf {H_{2}+F_{2}\højrepil 2HF))

I industrien produceres hydrogenfluorid ved vekselvirkning mellem flusspat og stærke ikke-flygtige syrer (for eksempel svovlsyre ):

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

Processen udføres i stålovne ved 120-300 °C; sammenlignet med lignende reaktioner for at opnå andre hydrogenhalogenider er reaktionen for at opnå hydrogenfluorid fra fluorider meget langsom. Dele af installationen, der tjener til at absorbere hydrogenfluorid, er lavet af bly .

Toksikologi

Hydrogenfluorid (hydrofluorid) har en skarp lugt, er meget giftig , ryger i luften (på grund af dannelsen af små dråber af opløsning med vanddamp) og tærer kraftigt på væggene i luftvejene. Hydrogenfluorid har svage narkotiske egenskaber.

Som nogle andre fluorderivater er HF meget farligt at håndtere.

For mere information om toksikologien af hydrogenfluorid, se art. Flussyre .

Ansøgning

Det bruges til at opnå kryolit , uranfluorderivater , freoner , organiske fluorstoffer , matteret ætsning af silikatglas ( flussyre til gennemsigtig ætsning). Den usædvanlige opløselighed af biologiske molekyler i flydende hydrogenfluorid uden nedbrydning (f.eks. proteiner) bruges i biokemi. Tilsætningen af fluoracceptorer til flydende hydrogenfluorid gør det muligt at skabe supersyremedier .

Interessante fakta

Den berømte science fiction-forfatter Ivan Efremov skrev historien " Slangens hjerte ", hvori han beskrev et hypotetisk liv dannet på en planet, hvor hovedrollen i naturen ikke spilles af ilt , men af fluor , og i stedet for vand, planetens overflade er dækket af oceaner af hydrogenfluorid. Forfatteren blev ført til denne idé af en dyb analogi mellem egenskaberne af vand og hydrogenfluorid.

Hydrogenfluorid reagerer med glas , så det opbevares i plastikbeholdere. Ved opbevaring af hydrogenfluorid i glasvarer er glasset belagt med paraffin for at beskytte det mod hydrogenfluorid.

Noter

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

Litteratur

Akhmetov N. S. "Generel og uorganisk kemi" M .: Higher School, 2001.
Karapetyants M.Kh. , Drakin S.I. Generel og uorganisk kemi. Moskva: Kemi, 1994.

Ordbøger og encyklopædier	Fantastisk catalansk Fantastisk norsk Stor russer Britannica (online) Universalis
I bibliografiske kataloger	GND : 4154877-2 J9U : 987007533740105171 LCCN : sh85063425