Hydro florua: đặc điểm và ứng dụng

Trong số các hợp chất halogen - yếu tố 7 nhóm của phân nhóm chính của hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học D. I. Mendeleeva - tầm quan trọng thực tế tuyệt vời là hydro florua. Cùng với hydro halogenua khác, nó được sử dụng trong các ngành khác nhau của nền kinh tế quốc gia: ví nhựa flo, axit flohydric và muối của nó. Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu cấu trúc của các phân tử, tính chất vật lý và hóa học của chất này và xem xét việc sử dụng nó.

Lịch sử phát hiện

Trong thế kỷ 17 K. Shvankvard có kinh nghiệm với các khoáng fluorspar và phèn. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng trong phản ứng tạo ra một khí mà bắt đầu để tiêu diệt các tấm kính bao gồm các ống với một hỗn hợp của thuốc thử. hợp chất khí này được gọi là hydro florua.

axít flohiđric được thu thập trong 19 thế kỷ Gay Lussac từ nguyên liệu giống nhau: axit fluorit và sulfuric. Ampe thí nghiệm của ông đã chứng minh rằng trong cấu trúc của phân tử HF là tương tự như hydro clorua. Nó cũng liên quan đến dung dịch nước của hydro halogenua. Sự khác biệt liên quan đến axit điện: HF - yếu, và clorua - mạnh mẽ.

tính chất vật lý

Gas với HF công thức hóa học có mùi đặc trưng hăng, không màu, hơi nhẹ hơn không khí. Trong số halogenua Hi- HBr- HCl- điểm sôi và tan chảy trơn tru thay đổi, và việc chuyển đổi sang HF tăng mạnh. Giải thích về hiện tượng này bao gồm phân tử dạng hydro florua cộng sự (nhóm hạt trung tính, giữa đó có liên kết hydro). Để phá vỡ chúng, năng lượng bổ sung là cần thiết, vì vậy sôi và điểm nóng chảy tăng. Theo các chỉ số của mật độ của khí trong phạm vi gần với nhiệt độ sôi (19,5), hydro florua gồm uẩn với một thành phần trung bình của HF _2. Khi đun nóng trên 25 ^{° C,} những phức phân hủy dần dần, và ở nhiệt độ khoảng 90 ^{° C,} hydro florua là của HF phân tử.

Làm thế nào để trích xuất ftorgidrid

Các phương pháp sản xuất một chất không trong điều kiện phòng thí nghiệm, mà chúng tôi đã đề cập, và trong ngành công nghiệp, gần như không có gì với nhau không khác nhau: các thuốc thử là tất cả các florit cùng (fluorit) và acid sulphate.

Một mỏ khoáng sản được sắp xếp theo Primorye Zabaikalye, Mexico, Mỹ, lần đầu tiên làm giàu bằng tuyển nổi, và sau đó được sử dụng trong các quy trình công nghệ của HF, mà được thực hiện trong lò luyện thép đặc biệt. Họ bị buộc tội và quặng hỗn hợp với phèn. quặng giàu có chứa 55-60% của _fluorit. Các bức tường của lò lót tấm dẫn bẫy hydro florua. Điều này đã được thanh tẩy trong cột rửa được làm lạnh và sau đó ngưng tụ. Để có được hydro florua, lò quay được sử dụng, gián tiếp heatable bằng điện. Khối lượng phần HF là khoảng 0,98, nhưng quá trình này có nhược điểm. Nó là khá dài và đòi hỏi mức tiêu thụ lớn của phèn.

Sự phân cực của các phân tử HF

Khan hydro florua bao gồm các hạt có khả năng liên kết với mỗi uẩn khác và hình thức. Điều này là do các cấu trúc bên trong của phân tử. Giữa các nguyên tử hydro và flo, một mạnh mẽ liên kết hóa học, gọi là cộng hóa trị phân cực. Nó được đại diện bởi cặp electron chung, chuyển sang một nguyên tử flo âm điện hơn. Do đó ftorgidrida phân tử là cực và có lưỡng cực dạng.

Giữa chúng có lực hút tĩnh điện, dẫn đến các cộng sự xảy ra. chiều dài mối quan hệ giữa hydro và flo nguyên tử là 92 nm, và năng lượng của nó tương đương với 42 kJ / mol. Như trong chất khí hoặc chất lỏng nó bao gồm một hỗn hợp của các loài polyme H ₂ F _2, H ₄ F _4.

tính chất hóa học

Khan hydro florua có khả năng tương tác với các muối cacbonat, silicat, nitrit và acid sulfide. Trưng bày các đặc tính oxy hóa, HF phục hồi các hợp chất trên để carbon dioxide, tetraflorua silicon, hydrogen sulphide và oxit nitric. Dung dịch nước 40% dung dịch hydro florua phá hủy bê tông, thủy tinh, da, cao su, và cũng có thể tương tác với một số oxit, như Cu ₂ O. Sản phẩm được tìm thấy đồng miễn phí, florua đồng và nước. Có một nhóm các chất mà HF không được đáp ứng, ví dụ, kim loại nặng, cũng như magiê, sắt, nhôm, niken.

Các dung dịch của hydrogen fluoride

Nó có một cái tên và acid hydrofluoric được sử dụng như 40% và 72% các giải pháp. Hydro florua, đặc trưng của các tính chất hóa học của nó phụ thuộc vào nồng độ của nó, vô cùng hòa tan trong nước. Trong trường hợp này, nhiệt được tạo ra mô tả quá trình này như tỏa nhiệt. Là một dung dịch nước axit mạnh vừa HF phản ứng với kim loại (phản ứng thế). muối hình thành - florua - và hydro được giải phóng. Không phản ứng với các kim loại thụ động axít flohiđric - bạch kim và vàng, và chì. Acid passivates nó, ví dụ: tạo thành một màng bảo vệ trên bề mặt kim loại bao gồm một florua dẫn không hòa tan. Các giải pháp HF dung dịch nước có thể chứa các tạp chất sắt asen, sulfur dioxide, trong trường hợp này nó được gọi là axit kỹ thuật. Tập trung 60% dung dịch HF là điều cần thiết trong hóa học tổng hợp hữu cơ. Nó được lưu trữ trong hộp nhựa hoặc teflon, và HF trọng tải axit vận chuyển trong các thùng thép.

Vai trò của acid HF trong nền kinh tế

Một giải pháp của hydro florua sử dụng cho việc sản xuất các borofluoride amoni, mà là một phần của thông lượng trong ngành luyện kim loại màu và kim loại màu. Ngoài ra nó được sử dụng trong quá trình điện phân để sản xuất bo tinh khiết. Hydrofluoric axit được sử dụng trong việc sản xuất kremneftoridov, chẳng hạn như ví dụ Na ₂ SiF _6. Nó được sử dụng để sản xuất xi măng và các loại men kháng với axit khoáng sản.

Flyuaty cho vật liệu xây dựng đặc tính không thấm nước. Trong quá trình ứng dụng của họ là cần thiết phải cẩn thận, bởi vì tất cả kremneftoridy độc hại. Một dung dịch nước dung dịch HF cũng được sử dụng trong việc sản xuất tổng hợp bôi trơn dầu. Không giống như khoáng sản, chúng vẫn giữ được độ nhớt và hình thành một màng bảo vệ trên bề mặt của công tác phụ tùng, máy nén khí, hộp số, vòng bi ở cả cao và ở nhiệt độ thấp. Giá trị lớn về tầm quan trọng là dung dịch nước hydro florua trong khắc (thảm) thủy tinh, cũng như trong các chất bán dẫn công nghiệp, nơi nó được sử dụng cho silicon khắc.

Flo chứa nhựa

Phổ biến nhất trong số này là các Teflon (PTFE - 4). Nó được mở một cách tình cờ. hóa học hữu cơ Roy Plankett, tham gia freons tổng hợp, được tìm thấy trong xi-lanh với khí ethylene cheteryhhloristym bảo quản ở nhiệt độ thấp bất thường của không khí, như một loại bột trắng, nhờn khi chạm vào. Người ta thấy rằng ở áp suất cao và nhiệt độ thấp polime tetrafluoroethylene.

Phản ứng này dẫn đến sự hình thành của chất dẻo mới. Sau đó nó được gọi là Teflon. Ông có nhiệt tuyệt vời và khả năng chống lạnh. lớp phủ Teflon được sử dụng thành công trong ngành công nghiệp thực phẩm, công nghiệp hóa chất, trong sản xuất dụng cụ nấu với đặc tính không dính. Ngay cả ở 70 ° ^C sản phẩm PTFE - 4 không bị mất tài sản của họ. Đây là một tính trơ hóa học cao đặc biệt của PTFE. Nó không bị tiêu diệt bởi các chất xúc với hung hăng - kiềm và axit. Điều này rất quan trọng đối với các thiết bị sử dụng trong các quá trình công nghệ của nitrat và axit sulfat, amoni hydroxit, natri hydroxit. Nhựa chứa fluorine có thể chứa thêm các thành phần - từ bổ nghĩa, chẳng hạn như kính hoặc kim loại, để họ thay đổi tính chất của chúng, ví dụ, tăng sức đề kháng nhiệt và độ bền.

Phân ly của hydro florua

Trước đó chúng tôi đã đề cập rằng hình thức liên kết hóa trị mạnh mẽ, ngoài ra, bản thân họ có thể kết hợp thành uẩn, tạo thành liên kết hydro trong phân tử HF. Đó là lý do tại sao các florua hydro có một mức độ thấp của phân ly và kém chẻ trong dung dịch nước trong ion. axit hydrofluoric là yếu hơn so với clorua hoặc Brôm. Những đặc điểm này giải thích sự tồn tại của kháng phân ly, muối bổ sung axit của nó, trong khi không phải clorua lẫn hình thức của họ không có i-ốt. Các phân ly liên tục của dịch hydro florua giải pháp là 7x10 ^-4, trong đó khẳng định một thực tế rằng nó giải pháp là một lớn số undissociated phân tử và rõ rệt thấp hàm lượng hydro và flo ion.

Làm thế nào nguy hiểm ftorgidrid

Cần lưu ý rằng các chất độc hại là cả khí và chất lỏng hydro florua. Mã chất - 0342. fluorid hydrogen axit cũng sở hữu đặc tính gây nghiện. Về tác động của nó đối với cơ thể con người, chúng ta sẽ tập trung sau. Các phân loại của chất này, cũng như ftorgidrid khan, là trong lớp thứ hai nguy hiểm. Điều này là do, trên tất cả, khả năng của flo dễ dàng đốt cháy. Đặc biệt, khách sạn này đặc biệt rõ ràng trong một hợp chất như fluoride hydrogen, trong đó đặc biệt cao Pozharovzryvoopasnost.

Tại sao xác định mức độ của hydro florua trong không khí

Trong sản xuất công nghiệp của HF, thu được từ axit sunfuric florit và có thể xảy ra mất mát của khí sản phẩm, mà các cặp vợ chồng vào khí quyển. Nhớ lại rằng hydro florua (lớp nguy hiểm đó - thứ hai) - chất có độc tính cao và đòi hỏi phải đo liên tục nồng độ của nó. Trong khí thải công nghiệp có chứa một lượng lớn hóa chất độc hại và nguy hiểm tiềm tàng, đặc biệt là nitơ và oxit của lưu huỳnh, sulfua kim loại nặng và hydro halogenua khí. Trong số đó, một tỷ lệ lớn trong florua hydro, MPC là trong không khí là 0,005 mg / m ³ về fluoride mỗi ngày. Đối với các trang web nhà máy nơi có lò trống, nồng độ cho phép tối đa (MPC) phải là 0, 1 mg / m ^3.

Máy phân tích khí hydro florua

Để tìm hiểu những gì các loại khí độc hại và số lượng giải phóng vào khí quyển, có dụng cụ đo lường đặc biệt. Để phát hiện hơi HF sử dụng máy phân tích khí photocolorimetric, được sử dụng như đèn dây tóc và đèn LED như nguồn sáng bán dẫn và diode tách sóng quang và phototransistors đóng vai trò như bộ tách sóng quang. Xác định hydro florua trong không khí được tổ chức vẫn còn và hồng ngoại khí dò. Họ khá nhạy cảm. phân tử HF hấp thụ bức xạ sóng dài trong khoảng từ 1-15 micron. Các công cụ dùng để xác định chất thải độc hại trong không khí và trong khu vực làm việc của doanh nghiệp công nghiệp, dao động cố định HF tập trung cả trong tốc độ cho phép và một trường hợp cực kỳ đơn (thảm họa technogenic, rối loạn chu kỳ công nghệ do thiệt hại của nguồn điện và vân vân. D.). Những chức năng hoạt động thermoconductometric máy phân tích khí hydro florua. Prom. họ phân biệt khí thải dựa trên độ dẫn nhiệt HF tùy thuộc vào thành phần của hỗn hợp khí.

ảnh hưởng có hại Ftorgidrida trên cơ thể con người

Như fluoride hydrogen khan hoặc axit flohydric, mà giải pháp đó trong nước, thuộc về lớp thứ hai của nguy hiểm. Đặc biệt, các hợp chất này có tác động tiêu cực đối với các hệ thống quan trọng: tim mạch, bài tiết, hô hấp, và da và màng nhầy. Sự xâm nhập của các chất qua da đi không được chú ý và không có triệu chứng. Các hiện tượng độc tính có thể biểu hiện cứ vào ngày hôm sau, và họ được chẩn đoán trận tuyết lở, cụ thể là da loét, để các phần bề mặt niêm mạc mắt hình thành sẹo lồi. mô phổi bị phá hủy do tổn thương hoại tử của các phế nang. Các ion florua bị mắc kẹt trong dịch ngoại bào, sau đó xâm nhập vào các tế bào và chúng liên kết các hạt canxi và magiê bước vào các thành phần của mô thần kinh, máu, và ống thận - cấu trúc ống sinh niệu. Do đó, đặc biệt có liên quan là việc kiểm soát cẩn thận về nội dung của florua hydro khí và hơi acid HF trong khí quyển.