Vodikov fluorid: značilnosti in aplikacije

Med halogenih spojin - elementi 7 skupin glavnega podskupine periodnega sistema kemijskih elementov DI Mendeleeva - veliko praktično je hidrogen fluorid. Skupaj z drugimi halogenidi vodikovimi se uporablja v različnih vejah nacionalnega gospodarstva: za fluorirane plastike, fluorovodikova kislina in njene soli. V tem prispevku preučujemo strukturo molekule, fizikalnih in kemijskih lastnostih te snovi in upoštevati njegovo uporabo.

Zgodovina odkritja

V 17. stoletju K. Shvankvard ima izkušnje z mineralno fluorita in sulfatna kislina. Znanstveniki so ugotovili, da je plin razvila med reakcijo, ki je začel erodira iz steklene plošče, ki pokriva cev z mešanico reagenta. Ta plinasto spojino postal znan kot vodikov fluorid.

Fluorovodikova kislina dobimo v 19 stoletju Gay Lussac iz enakih surovin: fluorita in žveplove kisline. Amper njegovi poskusi so pokazali, da je v strukturi molekule HF podobnih klorovodikom. Prav tako se nanaša na vodne raztopine vodikovih halogenidov. Razlike se nanašajo na elektrarn kislin: fluorovodikova - šibko in klorid - močna.

fizikalne lastnosti

Plinski s kemijsko formulo HF ima oster značilnega vonja, brezbarvna, nekoliko lažji od zraka. Med halogenidov HI HBr- HCl- vrelišče in tališče gladko spremeniti, in prehod na HF močno povečalo. Razlaga tega pojava vključujejo molekularna vodikov fluorid oblike sodelavci (skupine nevtralnih delcev, med katerimi so vodikove vezi). Da bi jih odmor, je potrebno dodatno energijo, tako da je povečanje vrelišča in tališča. Po podatkih gostota plina v območju blizu točke vrelišča (19.5), ki je vodikov fluorid, sestavljenih iz agregatov s povprečno sestavo HF _2. Pri segrevanju nad 25 ^{° C,} so ti kompleksi razgradi postopoma in pri temperaturi od ^približno 90 ° C, vsebuje vodikov fluorid HF molekul.

Kako v citat ftorgidrid

Metode za pridobivanje snovi, ki niso v laboratorijskih pogojih, ki smo jih že omenili, in v industriji, skoraj nič ne razlikujejo med seboj: reagenti so vsi enaki fluorita The (fluorita) in sulfatna kislina.

A mineralnih surovin razporejen v Primorye Zabaikalye, Mexico, ZDA, najprej obogatenega s flotacijo, in nato uporabimo v tehnološkem procesu HF, ki se izvaja v posebnih jeklenih pečeh. Bili so napolnjena in zmešamo rude s kisline sulfatom. Obogateni ruda vsebuje 55-60% _fluorita. Stene peči podložene svinca listov prestrezanje vodikov fluorid. To očistimo v koloni pranje ohladimo in nato kondenzira. Za pridobitev vodikov fluorid, se uporabljajo rotacijske peči, posredno ogrevan z električno energijo. Masni delež HF proizvodnja je približno 0,98, vendar postopek ima pomanjkljivosti. To je precej dolgo in zahteva veliko porabo kisline sulfata.

Polarnost molekul HF

Brezvodni vodikov fluorid je sestavljena iz delcev, ki imajo sposobnost vezave med seboj in tvorijo agregate. To je posledica notranje strukture molekule. Med atomov vodika in fluora, močna kemijska vez, imenujemo polarna kovalentna. To je predstavljen s splošno elektronski par, dosegli bolj elektro atomom fluora. Zato ftorgidrida molekul so polarni in imajo dipole obrazca.

Med njimi so elektrostatične atrakcija sila, ki vodi v prisotnosti sodelavcev. Dolžina vez med vodikovimi in fluorovimi atomi je 92 nm in njegova energija je enaka 42 kJ / mol. Kot v plinastem ali tekočem snov sestoji iz mešanice polimerne vrste H ₂ F _{2 H 4} F _4.

kemijske lastnosti

Brezvodni vodikov fluorid ima sposobnost, da reagira s solmi karbonata, silikat, sulfida nitrita in kisline. Razstavni oksidacijske lastnosti, HF zopet zgornje spojine v ogljikov dioksid in silicijev tetrafluorid, vodikovega sulfida in dušikovih oksidov. Vodno 40% raztopino HF uničuje beton, steklo, usnja, gume, ter sodeluje z nekaterimi oksidov, kot Cu ₂ O. Produkt je bilo ugotovljeno, baker, bakrova fluorid in vodo. Obstaja skupino snovi, s katerimi se HF ne odziva, npr težkimi kovinami, kot tudi magnezija, železa, aluminija, niklja.

Vodno raztopino vodikovega fluorida

Ima ime in fluorovodikova kislina uporabimo kot 40% in 72% raztopine. Vodikov fluorid, značilne kemijske lastnosti, ki je odvisna od njegove koncentracije, neskončno topen v vodi. V tem primeru je toplota, ki opisuje ta proces eksotermna. Kot srednje močni vodni kislini HF reagira s kovinami (substitucijski reakciji). Tvorjeno sol - fluoridov - in vodik sprosti. Ne reagira s klorovodikovo kislino passive kovine - platine in zlata in svinec. Kislina je pasiviranje, tj tvori zaščitni film na kovinsko površino, ki sestoji iz netopnega svinca fluora. Vodno raztopino HF lahko vsebuje železo nečistoče arzen, žveplov dioksid, pri čemer je imenovano tehnično kisline. Koncentrirana 60% raztopino HF je bistveno organske sintezne kemije. To je shranjena v plastičnih ali teflon posodah in tonažo fluorovodikova kislina prevažajo v jeklenih rezervoarjih.

Vloga fluorovodikove kisline v gospodarstvu

Raztopino vodikovega fluorida se uporablja za proizvodnjo amonijevega borofluoride, ki je sestavni del toka v železnih in neželeznih metalurgije. Prav tako se uporablja v procesu elektrolize pridobiti čisto bor. Fluorovodikova kislina se uporablja v proizvodnem kremneftoridov, kot so na primer _NA2 SiF _6. Uporablja se za proizvodnjo cementa in emajli odporna proti mineralnimi kislinami.

Flyuaty dati gradbeni materiali vodotesne lastnosti. V procesu njihove uporabe, je treba biti previden, saj vse kremneftoridy strupena. Vodno raztopino HF se uporabljajo tudi pri proizvodnji sintetičnih mazalnih olj. Za razliko od minerala, ohranijo viskoznost in se tvori zaščitni film na površini delujoče elemente, kompresorje, menjalniki, ležaji, tako pri visoki in nizki temperaturi. Velikega pomena je vodni vodikov fluorid v jedkanja (rogoznice) stekla, kot tudi v industriji polprevodnikov kadar ga uporabljamo silicijevega jedkanje.

iz plastike, ki vsebujejo fluor

Najbolj priljubljena med njimi je teflon (PTFE - 4). Odprli so ga po naključju. Organska kemik Roy Plankett, ki se ukvarjajo sinteza freonov, najdenih v cilindrih s plinastim etilen cheteryhhloristym hraniti pri izjemno nizki temperaturi, ki ni plina, v obliki belega prahu, mastno na otip. Ugotovljeno je bilo, da pri visokem tlaku in nizki temperaturi polimeriziramo tetrafluoroetilena.

Ta reakcija je privedlo do nastanka novih plastike. Kasneje je bil imenovan teflon. Ima odlično toplotno in hladno odpornost. Teflon premazi se uspešno uporabljajo v živilski industriji, kemični industriji, pri izdelavi kuhinjskih pripomočkov z non-stick lastnosti. Tudi pri 70 ° ^C PTFE izdelkov - 4 ne izgubijo svojih lastnosti. To je izjemno visoka kemijska inertnost PTFE. To se ne uniči stiku z agresivnimi snovmi - lugi in kisline. To je zelo pomembno za opremo, ki se uporablja v tehnoloških postopkih nitrata in sulfata kisline, amonijev hidroksid, natrijev hidroksid. Fluoroogljikov polimer lahko vsebuje dodatne komponente - modifikatorji, kot steklo ali kovine, tako da se spremenijo svoje lastnosti, kot povečano toplotno odpornostjo in trajnosti.

Disociacija vodikovega fluorida

Prej smo omenili, da tvorita močno kovalentno vez, poleg tega pa so sami lahko povežemo na agregate, ki tvori vodikove vezi v HF molekul. Zato je vodikov fluorid nizko stopnjo disociacije in slabo cepimo v vodni raztopini ionov. Klorovodikova kislina je šibkejša od kloridom ali brom. Te značilnosti pojasnjujejo obstoj njenih disociacije odporne, kislinske adicijske soli, ker niti klorida niti njihove oblike ni joda. Disociacijsko konstanto vodne raztopine vodikovega fluorida je 7x10 ^-4, kar potrjuje dejstvo, da je njena raztopina veliko število undissociated molekul in označeno z nizko vsebnostjo vodika in fluora ionov.

Kako nevarne ftorgidrid

Opozoriti je treba, da je toksična tako plinastih in tekočih vodikov fluorid. Koda snov - 0342. fluorovodikova kislina ima tudi narkotičnih lastnosti. Njenega vpliva na človeško telo, se bomo osredotočili kasneje. Razvrščevalec te snovi, pa tudi suho ftorgidrid, je v drugem razredu nevarnosti. Razlog za to je predvsem sposobnost fluora zlahka vžgejo. Zlasti ta lastnost je še posebej očitno v spojini, kot fluorovodik, kar je še posebej visoko Pozharovzryvoopasnost.

Zakaj določitev ravni vodikovega fluorida v zraku

V industrijski proizvodnji HF, pridobljenega iz fluorita in žveplove kisline možna izguba proizvoda plina, ki parov v ozračje. Spomnimo, da je vodikov fluorid (razred nevarnosti, ki - drugo) - zelo strupeno snov in zahteva stalno merjenje njegovo koncentracijo. V industrijskih emisijah vsebuje velike količine škodljivih in potencialno nevarnih kemikalij, zlasti dušika in žveplove okside, sulfidov težkih kovin in plinastih halogenidi vodika. Med njimi velik delež v vodikovega fluorida, ki MPC v zraku je 0,005 mg / ^m3 v smislu fluora na dan. Za predelovalnih mestih, kjer so bobna peč, mora največja dovoljena koncentracija (MPC) 0, 1 mg / ^m3.

Analizatorjev plina vodikovega fluorida

Če želite izvedeti, kaj škodljivi plini in se sprosti v ozračje, obstajajo posebni merilni instrumenti. Za odkrivanje HF pare z uporabo photocolorimetric analizatorjev plinov, ki se uporabljajo kot žarnice z žarilno nitko in LED kot vira polprevodniških svetlobnih in fotodiod in fototransistor služijo kot photodetectors. Določitev vodikovega fluorida poteka atmosferskim zrakom in drugimi infrardečimi analizatorjev plina. So zelo občutljivi. HF molekule absorbirajo sevanje dolgovalovno v območju od 1-15 mikronov. Instrumenti, ki se uporabljajo za določitev strupenih odpadkov v zraku in na delovnem področju industrijskih podjetij, določen nihanje koncentracije HF znotraj dovoljene stopnje in eno samo skrajnih primerih (tehnogenih katastrofe, motnje tehnoloških ciklov zaradi poškodbe oskrbe z električno energijo in tako naprej. D.). Te funkcije delujejo thermoconductometric analizatorjev plinastim vodikovim fluoridom. Prom. se razlikujejo emisije na osnovi HF toplotno prevodnost v odvisnosti od sestave plinske mešanice.

Ftorgidrida škodljiv vpliv na človeško telo

Kot brezvodnem vodikovem fluoridu ali klorovodikovo kislino, ki raztopine le-teh v vodi, spadajo v drugem razredu nevarnosti. Zlasti te spojine imajo negativen vpliv na vitalne sisteme: kardiovaskularne, izločanja, dihal in kože in sluznic. Prodor snovi skozi kožo gre neopažena in brez simptomov. Pojavi toksičnosti se lahko manifestira na naslednji dan, in so diagnosticirali plaz, in sicer gnojne kožo, na oko sluznice površinskih delov oblikovane keloidov. Pljučni tkiva so uničeni zaradi nekrotične lezije alveolov. Fluoridnimi ioni ujete v ekstracelularni tekočini, potem prodrejo v celice in jih vežejo kalcijeve in magnezijeve delci vstopajo v sestavo živčnega tkiva, krvi in ledvičnih cevkah - nefron struktur. Zato je še posebej pomembna je skrbno kontrolo vsebnosti plinastega vodikovega fluorida in pare fluorovodikove kisline v ozračju.