Водород флуорид: карактеристики и апликации

Меѓу халогени соединенија - Елементи 7 групи од главните подгрупа на периодични систем на хемиски елементи D. I. Mendeleeva - големо практично значење е водород флуорид. Заедно со другите водород халогениди, што се користи во различни гранки на националната економија: за флуор пластика, флуороводородна киселина и нејзините соли. Во овој труд ќе ја испитаме структурата на молекулите, физички и хемиски својства на оваа материја и сметаат дека неговото користење.

Историја на откривање

Во 17 век К. Shvankvard имале искуство со минерални флуорит и киселина сулфат. Научниците откриле дека гасот се разви во текот на реакција, која започна да се намали од стаклена плоча, за покривање на цевка со мешавина на реагенс. Ова соединение гасовити стана познат како водород флуорид.

Флуороводородна киселина е добиена во 19 век Геј Лисак од иста суровина: флуорит и сулфурна киселина. Ампер неговите експерименти се покажа дека во структурата на молекулата на HF е сличен на хлороводород. Таа, исто така се однесува на водни раствори на водород халиди. Разликите се однесуваат на власт киселини: флуороводородна - слаба и хлориди - силна.

физички својства

Гас со хемиска формула HF има лут карактеристичен мирис, безбоен, малку полесни од воздухот. Меѓу халогениди hi-HBr- HCl- точка на вриење и топење без да се промени, и транзицијата кон HF нагло се зголеми. Објаснување на оваа појава вклучуваат молекуларен водород флуорид форми соработници (група на неутрални честички, меѓу кои постојат водородни врски). Да ги скинеш, потребна е дополнителна енергија, па зголемување на вриење и точки на топење. Според индикаторите на густината на гас во опсег блиску до точката на вриење (19.5), водород флуорид е составен од агрегати со просечниот состав на HF _2. Кога се загрева на температура под 25 ^{° C,} овие комплекси се распаѓаат постепено, и на температура од околу 90 ^{° C,} водород флуорид е на HF молекули.

Како да симнам ftorgidrid

Методи за изготвување на супстанции кои не се во лабораториски услови, кои што веќе споменавме, и во индустријата, речиси ништо не се разликуваат меѓу себе: реагенси се сите исти флуорит (флуорит) и киселина сулфат.

Минерална, депозитите на кои се наоѓаат во Поморски регионот, Transbaikalia, Мексико, САД, прво збогатен со флотација, а потоа се користи во технолошкиот процес на HF, што се врши во специјални челик печки. Тие беа обвинети и мешани руда со киселина сулфат. Збогатен руда содржи 55-60% од _{флуорит.} На ѕидовите на печката наредени олово листови апсењето на водород флуорид. Ова беше прочистен во колоната за миење се лади и потоа кондензирана. Со цел да се добие водород флуорид, се користат ротациони печки, индиректно загрева со електрична енергија. Маса излез дел HF е за 0,98, но процесот има недостатоци. Тоа е прилично долг и бара голема потрошувачка на киселина сулфат.

Поларитетот на молекулите HF

Безводен водород флуорид е составен од честички кои имаат способност да се поврзе со едни со други и форма агрегати. Ова се должи на внатрешната структура на молекулата. Помеѓу водород и атоми на флуор, силна хемиска врска, наречен поларна ковалентна. Тоа е претставен со електронски пар, се префрли на повеќе електронегативен атом на флуор. Како резултат на тоа ftorgidrida молекули се поларни и имаат форма диполи.

Меѓу нив има и електростатско привлекување сила, што доведува до појава соработници. должина врска помеѓу водород и атоми на флуор е 92 nm, а неговата енергија е еднаква на 42 kJ / mol. Како и во гасовита или течна супстанција, што се состои од мешавина на полимерни видови H ₂ F _2, H ₄ F _4.

хемиски својства

Безводен водород флуорид има способност да реагира со солите на карбонат, силикат, сулфид нитрит и киселини. Продажна оксидативен својства, HF обновува погоре соединенија на јаглерод диоксид, силициум tetrafluoride, водород сулфид и азотни оксиди. 40% воден раствор HF уништува бетон, стакло, кожа, гума, а исто така се поврзува со некои оксиди како Cu ₂ O. Производот се најде слободен бакар, бакарни флуорид и вода. Постои група на супстанции со кои HF не е одговор, на пример, тешки метали, како и магнезиум, железо, алуминиум, никел.

На воден раствор на водород флуорид

Таа има име и се користи флуороводородна киселина, што е 40% и 72% решенија. Водород флуорид, карактеристика на хемиски својства на кој зависи од неговата концентрација, бескрајно растворлив во вода. Во овој случај, топлина е генерирана кој го опишува овој процес како егзотермна. Како воден медиум силна киселина HF доведува во реакција со метали (реакција супституција). Формирана сол - флуорид -, и водород е ослободена. Не реагираат со флуороводородна киселина пасивни метали - платина и злато, и олово. Киселина тоа passivates, односно формира заштитна фолија на метална површина која се состои од нерастворливи водството флуорид. воден раствор на HF може да содржи железо нечистотии арсен, сулфур диоксид, во кој случај тоа се нарекува технички киселина. Концентрирани 60% раствор HF е од суштинско значење во органски синтетички хемија. Тоа се чуваат во пластични или тефлонски садови, и тонажа флуороводородна киселина транспортира во челични резервоари.

Улогата на флуороводородна киселина во економијата

A раствор на хидроген флуорид се користи за производство на амониум borofluoride, кој е составен дел на флукс во црна и обоена металургија. Исто така, се користат во процесот на електролиза да се добие чист бор. Флуороводородна киселина се користи во производството kremneftoridov, како што се на пример Na ₂ SIF _6. Тоа се користи за производство на цемент и емајли отпорни на минерални киселини.

Flyuaty даде градежни материјали водоотпорен својства. Во процесот на нивната примена е да се биде внимателен, затоа што сите kremneftoridy токсични. Воден раствор на HF исто така се користат во производство на синтетички масла за подмачкување. За разлика од минерали, тие го задржи на вискозност и формира заштитна фолија на површината на работните делови, компресори, менувачи, лагери и на високо и на ниски температури. Од голема важност е воден водород флуорид во офорт (трска) стакло, како и во индустријата за полупроводници каде што се користи за силикон гравирање.

Флуор содржат пластика

Од најпопуларните од нив е тефлон (PTFE - 4). Тоа беше отворен од страна на несреќата. Органски хемичар Рој Plankett, ангажирани синтеза Фреоните, кои се наоѓаат во боци со гас етилен cheteryhhloristym чуваат на невообичаено ниска температура не гас, како бел прашок, мрсна на допир. Констатирано е дека во висок притисок и ниска температура полимеризирани тетрафлуороетилен.

Оваа реакција доведе до формирање на новата пластика. Подоцна тоа беше наречен тефлон. Тој има одлична топлина и студ отпор. Тефлон слој успешно се користи во прехранбената индустрија, хемиската индустрија, во производството на садови со нелепливи својства. Дури и на 70 ° ^C Тефлонски производи - 4 не ги загубат своите својства. Тоа е исклучително висока хемиска инертност на тефлонски. Тоа не е уништен од страна на контакт со агресивни материи - бази и киселини. Ова е многу важно за опремата која се користи во технолошките процеси на нитрат и сулфат киселини, амониум хидроксид, натриум хидроксид. Флуоројаглеродна полимер може да содржи дополнителни компоненти - изменувачи, како што се стакло или метал, така што тие ги променат нивните својства, како што се зголемување на отпорност на топлина и издржливост.

Дисоцијацијата на водород флуорид

Претходно споменавме дека форма силна ковалентна врска, покрај тоа, тие самите не се во можност да се дружат во агрегати, формирање на водородни врски во HF молекули. Тоа е причината зошто на водород флуорид има низок степен на дисоцијација и слабо се разложува во воден раствор во јони. Флуороводородна киселина е послаба од хлорид или бром. Овие карактеристики се објасни постоењето на дисоцијација отпорни, киселина адитивни соли, при што ниту хлорид ниту нивните форми нема јод. постојана за одвојување на воден раствор на водород флуорид е 7x10 ^-4, со што се потврдува фактот дека неговата раствор е со голем број на недисоцирани молекули и обележани ниска содржина на водород и флуор јони.

Како опасни ftorgidrid

Треба да се напомене дека токсични е и гасни и течни водород флуорид. супстанција законик - 0342. флуороводородна киселина, исто така поседува опојни својства. На нејзиното влијание врз човечкото тело, ќе се фокусираме подоцна. Класификатор на оваа материја, како и безводен ftorgidrid, е во втората класа на опасност. Ова се должи, пред се, способноста на флуор лесно да се запали. Во особено, овој имот е особено евидентна во соединение, како што се водород флуорид, која е особено висока Pozharovzryvoopasnost.

Зошто да се одреди нивото на водород флуорид во воздухот

Во индустриското производство на HF, добиени од флуорит и сулфурна киселина се е можно губење на гас производ, кој двојки во атмосферата. Потсетиме дека водород флуорид (класа на опасност кои - втор) - високо токсична супстанција и бара континуирано мерење на неговата концентрација. Во индустриските емисии содржи големи количини на штетни и потенцијално опасни хемикалии, особено азот и сулфур оксиди, сулфиди на тешки метали и гасовити водород халиди. Меѓу нив голем дел во водород флуорид, која МПЦ во воздухот е 0.005 mg / m ³ во однос на флуор дневно. За фабрика места каде што има барабан печка, максимално дозволената концентрација (МДК) мора да биде 0, 1 mg / m ^3.

Гас анализатори од водород флуорид

За да дознаете што се штетни гасови и количеството ослободени во атмосферата, постојат посебни мерни инструменти. За откривање на HF пареа користење photocolorimetric гас анализатори, кои се користат како светилки и LED диоди како извор полупроводнички светлина и фотодиоди и phototransistors служат како photodetectors. Одредување на водород флуорид е спроведена во атмосферскиот воздух и друг инфрацрвени гас анализатори. Тие се доста чувствителни. HF молекули апсорбира долго-бранова зрачење во опсег од 1-15 микрони. Инструментите кои се користат за да се утврди на токсичен отпад во воздухот и во областа на работење на индустриски претпријатија, основни осцилација концентрација HF и во рамките на дозволената стапка и еден екстремни случаи (техногенна катастрофи, нарушување на технолошкиот циклуси поради оштетување на снабдување со електрична енергија и така натаму. Д.). Овие функции работат thermoconductometric гас анализатори водород флуорид. Матурска. тие се разликуваат врз основа на емисиите на HF коефициент на топлинска спроводливост во зависност од составот на гасна смеса.

Ftorgidrida штетно влијание врз човечкото тело

Како безводна водород флуорид или флуороводородна киселина, која раствор на сол во вода, припаѓаат на втора класа на опасност. Особено, овие соединенија имаат негативно влијание врз виталните системи: кардиоваскуларни, екскреторен, респираторни и кожата и мукозните мембрани. Пенетрација на супстанции преку кожата останува незабележан и асимптоматски. Феноменот на токсичност може да се манифестира на следниот ден, и тие се дијагностицирани лавина, имено улцерации на кожата, делови на површината на окото мукозна формирана келоиди. Белите дробови се уништени поради некротични лезии на алвеолите. јони на флуорид заробени во екстрацелуларната течност, а потоа да навлезат во клетките и тие се врзуваат калциум и магнезиум честички кои влегуваат во составот на нервно ткиво, крв, и бубрежните тубули - нефронот структури. Затоа е особено важно е внимателна контрола на содржината на гасовити водород флуорид и флуороводородна киселина пареа во атмосферата.