Fluorovodonika: karakteristike i aplikacije

Među halogena jedinjenja - elemenata 7 grupa od glavnih podgrupe periodnog sistema hemijskih elemenata D. I. Mendeleeva - veliki praktični značaj je fluorovodonika. Zajedno sa drugim halogenovodonici, koristi se u raznim granama nacionalne ekonomije: za fluorovane plastiku, fluorovodonične kiselina i njene soli. U ovom radu proučavamo strukturu molekula, fizička i hemijska svojstva ove supstance i uzeti u obzir njegovu upotrebu.

Povijest otkrića

U 17. stoljeću K. Shvankvard imali iskustva sa mineralnim fluorit i kiselina sulfata. Naučnici su otkrili da gas evoluirao tokom reakcije koja je počela da erodira iz staklena ploča, pokrivajući epruvetu sa reagensa smjese. Ovo plinovitih smjesa je postao poznat kao fluorovodonika.

Fluorovodonična kiselina je dobijen u 19 stoljeću Gay Lussac iz iste sirovine: fluorit i sumporne kiseline. Amper svojim eksperimentima dokazali da u strukturi HF molekula je slična hlorovodonika. To se odnosi i na vodene otopine halogenovodonici. Razlike se odnose na vlast kiseline: fluorovodoničnu - slaba i hlorida - jaka.

fizičke osobine

Gas sa hemijskom formulom HF ima oštar karakterističan miris, bezbojan, malo lakši od zraka. Među halogenidi HI- HBr- HCl- vrelište i topljenje glatko promijeniti, i prelazak na HF naglo porastao. Objašnjenje ovog fenomena uključuju molekularnu fluorovodonik oblika saradnika (grupa neutralnih čestica, između kojih su vodikove veze). Da ih slomiti, dodatnu energiju je potrebno, tako da povećanje ključanja i topljenja poena. Prema podacima gustoće plina u rasponu blizu tačke ključanja (19,5), fluorovodonik se sastoji od agregata sa prosječnom sastavu HF _2. kada se zagrije iznad 25 ^{° C,} te kompleksi su raspadnuti postepeno i na temperaturi od ^oko 90 ° C sastoji fluorovodonikom HF molekula.

Kako izvući ftorgidrid

Metode za dobijanje supstanci nije u laboratorijskim uvjetima, što smo već spomenuli, i u industriji, gotovo ništa ne razlikuju među sobom: reagensa su svi isti fluorit (fluorit) i kiselina sulfat.

A mineralnih sirovina je uređen u Primorye Zabaikalye, Meksiko, SAD, prvi obogaćen flotacije, a zatim se koriste u tehnološkom procesu HF, koja se obavlja u posebnim čelika peći. Oni su optuženi i mješovitih rude kiselinom sulfat. Obogaćen ruda sadrži 55-60% od _fluorita. Zidovi peći postrojilo vodstvo listova zarobivši fluorovodonika. Ovo je pročišćen u koloni za pranje se hladi, a onda kondenzuje. Za proizvodnju fluorovodonik, rotacione peći koriste se, indirektno heatable strujom. Mass izlaz frakcija HF je oko 0.98, ali je proces ima nedostatke. To je prilično dug i zahtijeva veliku potrošnju kiseline sulfata.

Polaritet molekula HF

Bezvodni fluorovodonika se sastoji od čestica koje imaju sposobnost da se vežu jedni drugima i obliku agregata. To je zbog unutrašnju strukturu molekula. Između vodika i fluora atoma, jaka hemijska veza, zove polarna kovalentna. Ona se predstavlja generalni elektronski par, prebacuje na elektronegativniji atom fluora. Shodno tome ftorgidrida molekule su polarni i imaju oblik dipola.

Između njih postoje elektrostatičke privlačne sile, što dovodi do pojave saradnicima. dužina veze između vodika i fluora atoma je 92 nm, a njegova energija je jednaka 42 kJ / mol. Kao što je u gasovitom ili tečnom tvari sastoji se od mješavine polimernih vrsta H ₂ F _2, H ₄ F _4.

kemijska svojstva

Bezvodni fluorovodonika ima sposobnost da reaguju sa karbonatne soli i silikatne, sulfid nitrita i kiseline. Izlaganje oksidativni svojstva, HF oporavlja iznad spojeva na ugljen-dioksid, silicij tetrafluorid, vodonik sulfida i azotnih oksida. Vodenom 40% HF rješenje uništava betona, stakla, kože, gume, kao i interakciju sa nekim oksidima kao što su Cu ₂ O. Proizvod je utvrđeno bakar, fluor i vode. Postoji grupa supstanci sa kojima HF ne reagira, npr, teških metala, kao i magnezij, željezo, aluminij, nikal.

Vodeni rastvor vodonik fluorida

Ona ima ime i fluorovodoničnu kiselina se koristi kao 40% i 72% rješenja. Fluorovodonik, karakteristična za kemijska svojstva koja ovisi o njegovoj koncentraciji, beskrajno topiv u vodi. U ovom slučaju, toplota se stvara koji opisuje ovaj proces kao egzotermne. Kao srednje jaka kiselina vodeni HF reagovala sa metalima (supstitucija reakcija). Formirana sol - fluorida - i vodonik je pušten na slobodu. Ne reagiraju s fluorovodoničnom kiselinom pasivnih metala - platine i zlata, i olovo. Kiselina je pasivizatora, i.e. stvara zaštitni film na metalnu površinu koja se sastoji od nerastvorljivo olova fluorida. Vodenog HF rješenje može sadržavati željeza nečistoća arsen, sumpor dioksida, u kojem slučaju to se zove tehnički kiseline. Koncentrirani 60% HF rješenje je od suštinskog značaja u organskoj sintetičke kemije. Čuva se u plastičnim ili teflona kontejnerima i fluorovodoničnu tonaže kiselina prevozi u čeličnih rezervoara.

Uloga fluorovodonične kiseline u privredi

A rastvor vodonik fluorida koriste za proizvodnju amonijaka borofluoride, koja je sastavni dio toka u crne i obojene metalurgije. Također, koristi se u procesu elektrolize dobijanja čistog bora. Fluorovodonična kiselina se koristi u proizvodnji kremneftoridov, kao što je na primjer Na ₂ SiF _6. Ona se koristi za proizvodnju cementa i otporan na mineralna kiselina emajla.

Flyuaty dati građevinskog materijala vodootporna svojstva. U procesu njihove primjene potrebno je biti oprezan, jer su svi kremneftoridy otrovan. Vodeni rastvor HF se koriste u proizvodnji sintetičkih maziva ulja. Za razliku od mineralnih, oni zadržavaju viskoznosti i formiraju zaštitni film na površini radnog dijelova, kompresori, mjenjači, ležajeva i na visokim i na niskim temperaturama. Od velike važnosti je vodena fluorovodonik u bakropis (matiranje) stakla, kao iu industriji poluprovodnika gdje se koristi za silikon nagrizanje.

Fluor sadrže plastike

Najpopularniji od njih je teflona (PTFE - 4). Otvoren je slučajno. Organski kemičar Roy Plankett, bavi sinteza freona, našao u bocama sa gasovitim etilena cheteryhhloristym čuva na neuobičajeno niske temperature ne plina, kao bijeli prah, masna na dodir. Utvrđeno je da pod visokim pritiskom i niske temperature polimerizovani Tetrafluoroethylene.

Ova reakcija je dovelo do formiranja nove plastike. Kasnije se to zvalo teflona. On ima odlične toplih i hladnih otpora. Teflon premazi uspješno koriste u prehrambenoj industriji, kemijskoj industriji, u proizvodnji posuđa sa non-stick svojstva. Čak i na 70 ° ^C PTFE proizvoda - 4 ne gube svoju imovinu. To je izuzetna visoka kemijska inertnost PTFE. Nije uništen u dodiru sa agresivnim materijama - lužine i kiseline. Ovo je vrlo važno za opremu koja se koristi u tehnološkim procesima nitrata i sulfata kiseline, amonijum hidroksid, natrijev hidroksid. Fluorougljenični polimer može sadržavati dodatne komponente - modifikator, kao što su staklo ili metale, tako da mijenjaju svoje osobine, kao što su povećana otpornost na toplinu i trajnost.

Disocijacije fluorovodonika

Ranije smo spomenuli da oblik jake kovalentne veze, pored toga, oni sami su u stanju da se udružuju u agregate, formiranje vodikovih veza u HF molekule. To je razlog zašto fluorovodonik ima nizak stupanj disocijacije i loše cepane u vodenom rastvoru u jona. Fluorovodonična kiselina je slabiji nego klorida ili broma. Ove karakteristike objasniti postojanje svoje otporan disocijacije, kiselina toga soli, a ni klorid ni njihovi oblici ne jod. Konstanta disocijacije vodenog fluorovodonik rješenje je 7x10 ^-4, što potvrđuje i činjenica da je njegova rješenje je veliki broj undissociated molekula i obilježen niskim sadržajem vodika i fluora jona.

Koliko je opasno ftorgidrid

Treba napomenuti da je otrovan je i gasovitih i tečnih fluorovodonika. supstanca kod - 0342. Fluorovodonična kiselina također ima opojnih svojstva. Na njen uticaj na ljudski organizam, mi ćemo se fokusirati kasnije. Klasifikatora ove supstance, kao i bezvodni ftorgidrid, je u drugoj klasi opasnosti. To je zbog, prije svega, sposobnost fluora lako zapaliti. Konkretno, ova nekretnina je posebno dolazi do izražaja u spoj kao što su hidrogen fluorid, što je posebno visok Pozharovzryvoopasnost.

Zašto se utvrdio nivo fluorovodonik u zraku

U industrijskoj proizvodnji HF, dobijenih od fluorit i sumporne kiseline su mogući gubitak gasa proizvod, koji parovi u atmosferu. Sjetite se da fluorovodonika (Klasa opasnosti koje - drugi) - vrlo otrovne tvari i zahtijeva kontinuirano mjerenje njegove koncentracije. U industrijskim emisijama sadrži velike količine štetnih i potencijalno opasnih kemikalija, posebno dušika i oksida sumpora, sulfida teških metala i plinovitih halogenovodonici. Među njima je veliki udio u fluorovodonik, koji MPC u zraku je 0.005 mg / m ³ u smislu fluora dnevno. Za fabriku lokacije na kojima se nalaze bubanj peći, najviše dopuštene koncentracije (MPC) mora biti 0, 1 mg / m ^3.

Analizatora gasa vodonika fluorida

Da biste saznali što štetnih plinova i količina pušten u atmosferu, postoje posebni mjerni instrumenti. Za detekciju HF pare pomoću photocolorimetric plina analizatora, koji se koriste kao vlaknom i LED kao izvor poluvodiča svjetlo i fotodiode i fototranzistori služe kao fotodetektori. Određivanje fluorovodonika vrši se u atmosferskom vazduhu i još jedan infracrveni plina analizatora. Oni su prilično osjetljiva. HF molekule apsorbiraju dugo-zračenja u rasponu od 1-15 mikrona. Instrumenti za određivanje toksičnog otpada u vazduhu i na radnom području industrijskih preduzeća, fiksni oscilacije koncentracija HF kako unutar dozvoljenih stopa i jedan ekstremnim slučajevima (tehnogenih katastrofa, poremećaji tehnoloških ciklusa zbog oštećenja napajanja i tako dalje. D.). Ove funkcije rade thermoconductometric fluorovodonik analizatora gasa. Prom. oni razliku emisije na osnovu HF toplotne provodljivosti ovisno o sastavu plinovitih smjesa.

Ftorgidrida štetan učinak na ljudski organizam

Kao bezvodni hidrogen fluorid ili fluorovodična kiselina, što rješenje o tome u vodi, spadaju u drugu klasu opasnosti. Naime, ova jedinjenja imaju negativan utjecaj na vitalne sistema: kardiovaskularni, izlučivanje, respiratorni, i kožu i sluznicu. Penetracija tvari kroz kožu prolazi nezapaženo i bez simptoma. Pojave toksičnosti može manifestovati na sljedeći dan, a oni se dijagnosticira lavina, naime ulcerisana kože, na površinu dijelovima sluznice oka formirana keloidi. Pluća tkiva su uništeni zbog nekrotičnog lezije alveola. Fluorida joni zarobljeni u ekstracelularne tečnosti, zatim prodiru u ćelije i oni vezuju kalcija i magnezija čestice ulaze u sastav nervnog tkiva, krvi i bubrega tubula - nefrona struktura. Stoga je od posebne važnosti je pažljiva kontrola sadržaja plinovitih fluorovodonik i fluorovodonične kiseline pare u atmosferi.