|
В отличие от свободного фтора ф т о р и с т ы й в о д о р
о д (НF) и многие его производные используются уже с давних пор.
Непосредственное соединение фтора с водородом сопровождается значительным
выделением тепла:
Н2 + F2 = 2 НF + 543 кДж
Реакция протекает обычно со взрывом, который происходит даже при сильном
охлаждении газов и в темноте. Практического значения для получения НF этот
прямой синтез не имеет, но, в принципе, он может быть использован для
создания реактивной тяги.
Промышленное получение фтористого водорода основано на взаимодействии СаF2 с
концентрированной Н2SO4 по реакции:
СаF2 + Н2SO4 = СаSO4 +2 НF
Процесс проводят в стальных печах при 120300 С. Части установки, служащие
для поглощения НF, делаются из свинца.
В качестве реактивного топлива смесь фтора с водородом способна давать
удельный импульс 410 сек. Бесцветное пламя, возникающее при взаимодействии
этих газов, может иметь температуру до 4500 С. В лабораторных условиях для
получения чистого фтористого водорода применяются обычно небольшие установки
изготовленные целиком из платины (или меди). Исходным веществом служит
тщательно высушенный бифторид калия (КF•НF), при нагревании разлагающийcя c
отщеплением НF. Полученный продукт часто содержит примесь механически
увлеченного бифторида. Для очистки его подвергают перегонке при 3540 С.
Совершенно безводный или близкий к этому состоянию фтористый водород почти
мгновенно обугливает фильтровальную бумагу. Этой пробой иногда пользуются
для контроля степени его обезвоживания. Более точно такой контроль
осуществляется определением электропроводности у безводного фтористого
водорода она ничтожно мала, но даже следы воды (как и многих других
примесей) резко ее повышают.
Фтористый водород (гидрофторид) представляет собой бесцветную, подвижную и
легколетучую жидкость (т. кип. +19,5 С), смешивающуюся с водой в любых
соотношениях. Он обладает резким запахом, дымит на воздухе (вследствие
образования с парами воды мелких капелек раствора) и сильно разъедает стенки
дыхательных путей. Многие неорганические соединения хорошо растворимы в
жидком НF, причем растворы являются, как правило, проводниками и
электрического тока.
Связь НF характеризуется ядерным расстоянием 0,92 А. По отношению к
нагреванию фтористый водород очень устойчив: его термическая диссоциация
становится заметной лишь около 3500 С.
Молекула НF весьма полярна ( = 1,74). С наличием на атомах значительных
эффективных зарядов хорошо согласуется резко выраженная склонность
фтороводорода к а с с о ц и а ц и и путем образования водородных связей по
схеме •••НF•••НF•••.
Энергия такой связи составляет около 33,4 кДж/моль, т. е. она прочнее, чем
водородная связь между молекулами воды.
Как показывает определение плотности пара, вблизи точки кипения молекулы
газообразного фтористого водорода имеют средний состав, приблизительно
выражаемый формулой (НF)4. При дальнейшем нагревании ассоциированные
агрегаты постепенно распадаются и кажущийся (средний) молекулярный вес
уменьшается, причем лишь около 90 С достигает значения 20, соответствующего
простой молекуле НF .
Критическая температура фтористого водорода равна 188 С, критическое
давление 64 атм. Теплота испарения жидкого НF в точке кипения составляет
лишь 7,5 кДж/моль. Столь низкое значение (примерно в 6 раз меньшее, чем у
воды при 20 С) обусловлено тем, что само по себе испарение мало меняет
характер ассоциации фтористого водорода (в отличие от воды).
Подобно плотности (0,99 г/см3), диэлектрическая проницаемость жидкого
фтористого водорода (84 при 0 С) очень близка к значению ее для воды.
Существующая у жидкого фтористого водорода ничтожная электропроводность
обусловлена его незначительной ионизацией по схеме:
НF + НF + НF Н2F + НF2
связанной с характерной для НF склонностью к образованию иона г и д р о д и
ф т о р и д а — НF2 [имеющего линейную структуру с атомом водорода в центре
и d(FF) = 227 пм]. Напротив, образование иона ф т о р о н и я (Н2F) для НF
нехарактерно, что и ограничивает самоионизацию (К = 2•1011). Тенденция к
образованию иона НF2,, накладывает свой отпечаток на всю химию фтористого
водорода.
Помимо воды, из неорганических соединений в жидком HF хорошо растворимы
фториды, нитраты и сульфаты одновалентных металлов (и аммония), хуже —
аналогичные соли Mg, Сa, Sr и Вa. По рядам LiСs и МgВа, т. е. по мере
усиления металлического характера элемента, растворимость повышается.
Щелочные и щелочноземельные соли других галоидов растворяются в НF с
выделением соответствующего галоидоводорода. Соли тяжелых металлов в жидком
HF, как правило, нерастворимы. Наиболее интересным исключением является Т1F,
растворимость которого очень велика (в весовом отношении около 6 : 1 при 12
С). Практически нерастворимы в жидком НF другие галоидоводороды.
Концентрированная серная кислота взаимодействует с ним по схеме:
Н2SO4 + 3 НF Н3О + НSO3F + НF2
Жидкий фтористый водород является лучшим из всех известных растворителем
белков.
Растворы воды и солей в жидком фтористом водороде хорошо проводят
электрический ток, что обусловлено диссоциацией, например, по схемам:
Н2О + 2 НF Н3О + НF2
КNО3 + 2 НF НNО3 + К + НF2
НNО3 + 4 НF Н3О + NО2 + 2 НF2
Листать
страницы: 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
заказ такси ; Быстрое изготовление сайта визитки недорого
Unlike free fluorine f t about r and with t y y in about
d about r about d (Nf) and many his(its) derived are used already with old
times.
Direct joining the fluorine significant separation heats is accompanied with
hydrogen: N2 + F2 = 2 Nf + 543 кДж
The Reaction runs with blast usually, which occurs under strong cooling gas
even and in the dark. Practical importance for reception Nf this direct
syntheses has not, but, in principle, he can be used for making the reactive
pulling.
The Industrial reception фтористого hydrogen is founded on interaction Saf2
with concentrated by N2so4 on reactions: Saf2 + N2so4 = Saso4 +2 Nf?
The Process conduct in steel stove under 120?300 ?С. A Parts of the
installation, serving for absorption Nf, are done from lead.
As reactive fuel mixture fluorine with hydrogen capable to give the specific
pulse 410 sec. The Colourless flame, appearing at interaction these gas, can
have a temperature before 4500 ?С. In laboratory condition for reception
clean фтористого hydrogen are used usually small installation made wholly
from platinum (or honeys). The Source material serves carefully высушенный
бифторид potassium (KF NF), when heating razlagayuschiycya c chipping off Nf.
The Received product often contains the admixture mechanically enthusiastic
бифторида. For peelings his(its) subject to the distillation under 35?40 ?С.
Absolutely arid or close hereto condition фтористый hydrogen nearly instant
chars the filter paper. This breakdown sometimes use his(its) dehydrations
for checking degree. More exactly such checking is realized by determination
to conduction beside arid фтористого hydrogen she measly small, but even
traces of water (either as many other admixtures) sharply her(its) raise.
Ftoristyy hydrogen (гидрофторид) presents itself colourless, rolling and
легколетучую liquid (t. kip. +19,5 ?With), mingling with water in any
correlations. He possesses the sharp scent, smokes on air (in consequence of
formation with vapour(pair) of water small капелек solution) and powerfully
corrodes the walls of the respiratory ways. Many inorganic joins well
soluble in fluid Nf moreover solutions are, as a rule, conductor and
electric current.
The Relationship N?f is characterized by nucleus distance 0,92 A. To heating
фтористый hydrogen much устойчив: his(its) termal диссоциация becomes
observable only beside 3500 ?С.
The Molecule Nf more arctic (? = 1,74). With presence on atom significant
efficient charge will well sharply expressed aptitude фтороводорода to but
with with about c and but c and and by forming the hydrogen relationships on
scheme N?F N?F .
The Energy such relationship forms beside 33,4 кДж/moth, t. e. she прочнее,
than hydrogen relationship between molecule of water.
What shows the determination to density pair, вблизи boiling point of the
molecule gaseous фтористого hydrogen has an average composition,
aproximately expressed by formula (Nf)4. Under the most further heating
associated units gradually disintegrate and appearing (average) molecular
weight decreases moreover only beside 90 ?With reaches importances 20,
corresponding to idle time to molecule Nf.
The Critical temperature фтористого hydrogen is 188 ?С, critical pressure 64
атм. The Heat of the evaporation fluid Nf in boiling point forms only 7,5
кДж/moth. So low importance (in 6 once smaller approximately, than beside
water under 20 ?With) is conditioned that that itself evaporation little
changes the nature to assotiations фтористого hydrogen (unlike water).
Like density (0,99 g/sm3), диэлектрическая permeability fluid фтористого
hydrogen (84 under 0 ?With) very close to importance her(it) for water.
Existing beside fluid фтористого hydrogen measly conduction is conditioned
his(its) small ionizing on scheme: Nf + Nf + Nf? N2f? + Nf2?
connected with typical of Nf aptitude to forming the ion g and d r about d
and f t about r and d but Nf2? [having linear structure with atom of the
hydrogen in the centre and d(FF) = 227 pm]. Opposite, the forming the ion f
t about r about n and I (N2f?) for Nf indistinctive, as limits самоионизацию
(To = 2 10?11). The Trend to forming the ion Nf2?,, leaves its mark upon on
the whole chemistry фтористого hydrogen.
Aside from water, from inorganic join in fluid HF well soluble fluorides,
nitrates and sulphates одновалентных metal (and ammonium), worse similar
salts Mg, Sa, Sr and Va. On rows Li?Ss and Mg?Va, t. e. on measure of the
reinforcement of the metallic nature of the element, растворимость increases.
Alkaline and щелочноземельные to salts other галоидов open in Nf with
separation corresponding to галоидоводорода. The Salts heavy metal in fluid
HF, as a rule, indissoluble. The most interesting exception is T1f,
растворимость which very great (in весовом attitude beside 6 : 1 under 12 ?With).
Practically indissoluble in fluid Nf other галоидоводороды. Concentrated
sulfuric acid interacts with him on scheme: N2so4 + 3 Nf? N3O? + Nso3f +
Nf2?
Fluid фтористый hydrogen is best from all known solvent squirrel.
The Solutions of water and salts in fluid фтористом hydrogen well conduct
the electric current that is conditioned диссоциацией, for instance, on
scheme: N2O + 2 Nf? N3O? + Nf2?
KNO3 + 2 Nf? NNO3 + To? + Nf2?
NNO3 + 4 Nf? N3O? + NО2? + 2 Nf2?
Исследование
элементного статуса по методу профессора
А.В.Скального можно осуществить в
медицинском
центре "Союз":
Медицинский
центр "Союз", г. Харьков, ул. Сумская, 17.
Лиц. МОЗУ №2237-ЮР
тел. (057) 705-26-36, моб. тел. 8(067) 436-28-33
|