Fluoruro de hidróxeno: características e aplicacións

Entre os compostos de halóxeno - elementos 7 grupos do principal subgrupo do sistema periódico dos elementos químicos D. I. Mendeleeva - gran importancia práctica, é fluoruro de hidróxeno. Xunto con outros haloxenuros de hidróxeno, que se usa en varias ramas da economía nacional: para plásticos fluorados, ácido fluorhídrico e os seus sales. Neste traballo, o estudo da estrutura das moléculas, as propiedades físicas e químicas desta sustancia e considerar o seu uso.

Historia do descubrimento

O século 17 K. Shvankvard tiña experiencia co mineral fluorita e sulfato de ácido. Os científicos descubriron que a liberación de gas durante a reacción que comezou a corroer a partir da tarxeta de vidro, cubrindo o tubo coa mestura de reactivos. Este composto gasoso tornouse coñecido como o fluoruro de hidróxeno.

O ácido fluorhídrico foi obtido en 19 século Gay Lussac a partir da mesma materia prima: ácido sulfúrico e Fluorite. Ampère súas experiencias probaron que, na estrutura da molécula de HF é semellante ao de cloruro de hidróxeno. Refírese tamén a solucións acuosas de haloxenuros de hidróxeno. As diferenzas refírense a ácidos Alimentación: - feble fluorhídrico e cloruro de - forte.

propiedades físicas

Gas coa fórmula química HF ten un cheiro característico punxente, incoloro, un pouco máis lixeiro que o aire. Entre os haloxenuros de HI- HBr- HCl- punto de ebulición e que funden suavemente cambiar, ea transición ao IC aumentou drasticamente. Explicación deste fenómeno inclúen formas moleculares de fluoruro de hidróxeno asociados (grupo de partículas neutras, entre os que hai ligaes de hidrogio). Para rompe-las, a enerxía adicional é necesaria, de xeito que o aumento de puntos de fusión de ebulición e. Segundo as figuras a densidade do gas no intervalo próximo ao punto de ebulición (19,5), fluoruro de hidróxeno está en forma de agregados cunha composición media de HF _2. Cando Calefacción por riba de 25 ^{° C,} estes complexos son decompostos gradualmente ea unha temperatura ^{de aproximadamente} 90 ° C comprende fluoruro de hidróxeno de moléculas de HF.

Como extraer ftorgidrid

Os métodos para a obtención de substancias non en condicións de laboratorio, que xa mencionados, e na industria, practicamente nada non difiren entre si: os reactivos son todos o mesmo Fluorite (Fluorite) e sulfato ácido.

A depósitos minerais está disposto en Primorye Zabaikalye, México, Estados Unidos, primeiro enriquecido por flotación, e, a continuación, usar o proceso tecnolóxico de HF, que se realiza en fornos de aceiro especial. Eles foron cargados e mineral mesturado con sulfato ácido. mineral reforzado contén 55-60% de _Fluorite. As paredes do forno forrado follas de chumbo armadilhagem fluoruro de hidróxeno. Este foi purificado na columna de lavado é arrefecida e logo, condensado. Co fin de obter o fluoruro de hidróxeno, fornos rotatorios son utilizados, indirectamente, que pode ser quecido por enerxía eléctrica. saída fracción de HF masivo é de preto de 0,98, pero o proceso ten inconvenientes. É moi longo e require un gran consumo de sulfato ácido.

A polaridade das moléculas de HF

fluoruro de hidróxeno anhidro componse de partículas coa capacidade de conectarse unhas ás outras e formar agregados. Isto é debido á estrutura interna da molécula. Entre os átomos de hidróxeno e de flúor, unha forte conexión química, chamado covalente polar. El é representado por par de electróns xeral, desprazouse para un átomo de flúor máis electronegativo. Consecuentemente ftorgidrida moléculas son polares e os dipolos forman.

Entre elas hai forza de atracción electrostática, o que leva a aparición asociados. Lonxitude da conexión entre átomos de hidróxeno e de flúor é de 92 nm, ea súa enerxía é igual a 42 kJ / mol. Como en substancia líquida ou gasosa que consiste nunha mestura de especies poliméricas H ₂ F _2, F H _{4 4.}

propiedades químicas

fluoruro de hidróxeno anhidro ten a capacidade de reaccionar cos sales de carbonato, silicato, nitritos de sulfuro e ácidos. Mostrando propiedades oxidativas, HF recupera compostos anteriores para o dióxido de carbono, o tetrafluoreto de silicio, o sulfuro de hidróxeno e óxidos nítricos. Unha solución acuosa ao 40% de HF destrúe formigón, vidro, coiro, goma, e tamén interactúa con algúns óxidos como Cu ₂ O. O produto se atopa cobre libre, fluoruro de cobre e auga. Hai un grupo de substancias coas que HF non respondeu, por exemplo, metais pesados, así como magnesio, ferro, aluminio, níquel.

A solución acuosa de fluoruro de hidróxeno

Ten un nome eo ácido fluorhídrico utilízase como 40% e 72% de solucións. fluoruro de hidróxeno, característica das propiedades químicas dos cales depende a súa concentración, infinitamente soluble en auga. Neste caso, a calor é xerado que describe este proceso como exotérmica. Como unha solución acuosa de ácido forte medio HF feito reaccionar con metais (reacción de substitución). sal formado - fluoruros -, eo hidróxeno é liberado. Non reaccionar con metais pasivos ácido fluorhídrico - platino e ouro, e chumbo. Ácido passivantes-lo, isto é, forma unha película protectora sobre unha superficie metálica que consiste nun fluoruro de chumbo insoluble. A solución acuosa de HF pode conter impurezas de ferro arsénico, dióxido de xofre, no caso de que se chama ácido técnica. solución de HF a 60% é esencial en química orgánica sintética. É almacenado en recipientes de plástico ou teflon, e arqueo ácido fluorhídrico transportado en tanques de aceiro.

Papel de ácido fluorhídrico na economía

Unha solución de fluoruro de hidróxeno usado para a produción de borofluoride de amonio, que é un compoñente de fluxo na metalurxia férreos e non férreos. Ademais, é utilizado no proceso de electrólise para obter boro puro. O ácido fluorhídrico utilízase no kremneftoridov produción, como por exemplo na ₂ Sif _6. Tamén se usa para producir cemento e esmaltes resistentes aos ácidos minerais.

Flyuaty dar materiais de construción propiedades impermeables. No proceso da súa aplicación é necesario ter coidado, porque todo kremneftoridy tóxico. Unha solución acuosa de HF tamén son utilizados na produción de aceites lubricantes sintéticos. A diferenza mineral, eles reteñen a viscosidade e formar unha película protectora na superficie das pezas de traballo, compresores, caixas de velocidades, rodamentos, tanto a alta ea baixa temperatura. De gran importancia é o fluoruro de hidróxeno acuoso no vaso de limpeza (esteiras), así como na industria de semicondutores onde se usa para gravar silicio.

plástico que conteñen flúor-

O máis popular deles é o teflon (PTFE - 4). Ela foi aberta por accidente. químico orgánico Roy Plankett, freons síntese implicados, atopados en cilindros con cheteryhhloristym etileno gasoso almacenado a temperatura anormalmente baixa de gas non, como un po branco, oleoso tarifas. Verificouse que a alta presión e tetrafluoroetileno polimerizado a baixa temperatura.

Esta reacción resultou na formación de novos plásticos. Máis tarde, foi chamado de teflon. Ten excelente resistencia á calor e frío. revestimentos de teflon son usados con éxito na industria de alimentos, industria química, na fabricación de utensilios de cociña con propiedades antiadherente. Mesmo a 70 ° ^C produtos de PTFE - 4 non perden as súas propiedades. É unha alta inercia química excepcional do PTFE. Non é destruída polo contacto con substancias agresivas - Alcalá e ácidos. Isto é moi importante para o equipo utilizado nos procesos tecnolóxicos de nitrato e ácidos sulfato, hidróxido amónico, hidróxido de sodio. polímero de fluorocarboneto pode conter compoñentes adicionais - modificadores como vidro ou metal, de xeito que xa alterar as súas propiedades, tales como o aumento da resistencia á calor ea durabilidade.

A disociación do ácido fluorhídrico

Anteriormente referiuse que forma enlace covalente forte, ademais, eles mesmos son capaces de asociar en agregados, formando enlaces de hidróxeno nas moléculas de HF. É por iso que o fluoruro de hidróxeno ten un baixo grao de disociación e mal clivada en solución acuosa en ións. O ácido fluorhídrico é máis débil do que o cloruro ou bromo. Estas características explicar a existencia dos seus sales de adición de ácido, de disociación resistentes, mentres que nin cloruro nin as súas formas non iodo. A constante de disociación dunha disolución acuosa de fluoruro de hidróxeno é 7x10 ^-4, o que confirma o feito da súa solución é un gran número de moléculas sen disociar e marcado baixo contido de ións de hidróxeno e de flúor.

Como ftorgidrid perigosa

Debe notarse que o tóxico é tanto fluoruro de hidróxeno gasoso e líquido. Código substancia - 0342. O ácido fluorhídrico tamén posúe propiedades narcóticas. No seu impacto sobre o corpo humano, imos concentrar-nos máis tarde. O clasificador desta sustancia, así como ftorgidrid anhidro, está na segunda clase de perigo. Isto é debido, sobre todo, a capacidade de flúor facilmente inflamar. En particular, esta propiedade é especialmente evidente en un composto, como fluoruro de hidróxeno, o que é especialmente elevada Pozharovzryvoopasnost.

Por determinar o nivel de fluoruro de hidróxeno no aire

Na produción industrial de HF, obtido a partir de ácido sulfúrico e Fluorite son posibles de perda de gas produto, a cal axusta á atmosfera. Recórdese que o fluoruro de hidróxeno (clase de perigo que - segundo) - substancia altamente tóxico e require unha medición continua da súa concentración. En emisións industriais contén grandes cantidades de produtos químicos prexudiciais e potencialmente perigosos, especialmente de nitróxeno e óxidos de xofre, sulfuros de metais pesados e haloxenuros de hidróxeno gasosos. Entre eles, unha gran proporción no fluoruro de hidróxeno, que MPC no aire é de 0,005 mg / m ³ en termos de flúor por día. Para instalacións Fabra en que existen forno de tambor, a concentración máxima admisible (MPC) debe ser de 0, 1 mg / m ^3.

Análise de gas de fluoruro de hidróxeno

Para descubrir o que gases nocivos ea cantidade liberada na atmosfera, hai instrumentos de medida especiais. Para a detección de vapor de HF usando análise de gas fotocolorimétrica, que son utilizados como lámpadas de incandescencia e LEDs como fontes de luz de semicondutores e fotodiodos e fototransistores servir como fotodetectores. Determinación de fluoruro de hidróxeno é conducida en aire atmosférico e análise de gas de infravermellos. Son moi sensibles. HF moléculas absorben a radiación de ondas longas na gama de 1-15 micras. Os instrumentos utilizados para determinar os residuos tóxicos no aire e na zona de traballo das empresas industriais, oscilación fixo concentración de HF dentro a taxa permitida e un único casos extremos (catástrofes technogenic, desordes ciclos tecnolóxicos, debido aos danos da subministración de enerxía e así por diante. D.). Estas funcións operar thermoconductometric Análise de gas de fluoruro de hidróxeno. Baile. eles diferencian emisións baseadas na condutividade térmica HF dependendo da composición da mestura gasosa.

influencia nociva Ftorgidrida sobre o corpo humano

Como o fluoruro de hidróxeno anhidro ou o ácido fluorhídrico, que da mesma solución en auga, pertencen á segunda clase de perigo. Particularmente, estes compostos teñen un impacto negativo sobre os sistemas vitais: cardiovascular, excretor, respiratorio e da pel e membranas mucosas. A penetración de substancias a través da pel pasa desapercibida e assintomático. Os fenómenos de toxicidade pode manifestar-se o día seguinte, e que son diagnosticadas avalancha, nomeadamente pel ulcerada, para as porcións de superficie da mucosa do ollo quelóides formados. tecidos pulmonares son destruídas por lesión Necrótica dos alvéolos. Os ións de fluoruro presas no fluído extracelular, logo penetrar nas células e que ligan calcio e de magnesio as partículas que entran na composición do tecido nervioso, sangue, e túbulos renais - estruturas de nefrónios. Por conseguinte, é especialmente importante é o control coidadoso do contido de fluoruro de hidróxeno gasoso e vapor de ácido fluorhídrico na atmosfera.