Фторид водорода

Строение молекулы

Молекула фтороводорода сильно полярна, μ = 0,19 Д. Фтороводород в жидком и газообразном состояниях имеет большую склонность к ассоциации вследствие образования сильных водородных связей. Энергия водородных связей FH•••FH приблизительно составляет 41,5 кДж/моль, а средняя степень полимеризации в газовой фазе (при температуре кипения) ≈4. Даже в газообразном состоянии фтороводород состоит из смеси полимеров H₂F₂, H₃F₃, H₄F₄, H₅F₅, H₆F₆. Простые молекулы HF существуют лишь при температурах выше 90 °C. Вследствие высокой прочности связи термический распад фтороводорода становится заметным лишь выше 3500 °C (что выше температуры плавления вольфрама — самого тугоплавкого из металлов). Для сравнения — у воды термический распад становится заметным при температурах выше 2000 °C.

В кристаллическом состоянии HF образует орторомбические кристаллы, состоящие из цепеобразных структур: угол HFH = 116 °, d(F-H) = 95 пм, d(F•••H) = 155 пм. Аналогичные зигзагообразные

цепи с углом HFH = 140°) имеют и полимеры HF, существующие в газовой фазе.

Структура и реакции [ править ]

Хотя HF является двухатомной молекулой, он образует относительно прочные межмолекулярные водородные связи . Твердый HF состоит из зигзагообразных цепочек молекул HF. Молекулы HF с короткой связью H – F 95 пм связаны с соседними молекулами межмолекулярными расстояниями H – F 155 пм. Жидкий HF также состоит из цепочек молекул HF, но цепи короче и состоят в среднем только из пяти или шести молекул.

Сравнение с другими галогенидами водорода править

Фтористый водород не кипит до 20 ° C, в отличие от более тяжелых галогенидов водорода, которые кипят между -85 ° C (-120 ° F) и -35 ° C (-30 ° F). Эта водородная связь между молекулами HF приводит к высокой вязкости в жидкой фазе и более низкому, чем ожидалось, давлению в газовой фазе.

Водные растворы править

HF смешивается с водой (растворяется в любых пропорциях). Напротив, другие галогениды водорода проявляют ограниченную растворимость в воде. Фтористый водород образует моногидрат HF . H ₂ O с т.пл. -40 ° C (-40 ° F), что на 44 ° C (79 ° F) выше точки плавления чистого HF.

HF и H 2 O сходства
Температуры кипения галогенидов водорода (синий) и халькогенидов водорода (красный): HF и H 2 O изменяют тенденции.	Температура замерзания смесей HF / H 2 O: стрелки указывают соединения в твердом состоянии.

Водные растворы HF называются плавиковой кислотой . В разбавленном состоянии фтористоводородная кислота ведет себя как слабая кислота, в отличие от других галогеноводородных кислот, из-за образования ионных пар с водородными связями H3О+· F —Однако концентрированные растворы являются сильными кислотами, потому что преобладают анионы бифторида , а не ионные пары. В жидком безводном HF происходит самоионизация

3 HF ⇌ H ₂ F + + HF— ₂

который образует чрезвычайно кислую жидкость ( H  = -15,1 ).

Реакции с кислотами Льюиса править

HF реагирует с кислотами Льюиса с образованием суперкислоты . Функция кислотности Гаммета ( H ), равная -21, получается с пентафторидом сурьмы (SbF ₅ ), который образует фторантимоновую кислоту .

Структура и реакции

Хотя HF является двухатомной молекулой, он образует относительно прочные межмолекулярные водородные связи . Твердый HF состоит из зигзагообразных цепочек молекул HF. Молекулы HF с короткой связью H – F 95 пм связаны с соседними молекулами межмолекулярными расстояниями H – F 155 пм. Жидкий HF также состоит из цепочек молекул HF, но цепи короче и состоят в среднем всего из пяти-шести молекул.

Сравнение с другими галогенидами водорода

Фтористый водород не кипит до 20 ° C, в отличие от более тяжелых галогенидов водорода, которые кипят между -85 ° C (-120 ° F) и -35 ° C (-30 ° F). Эта водородная связь между молекулами HF приводит к высокой вязкости в жидкой фазе и более низкому, чем ожидалось, давлению в газовой фазе.

Водные растворы

HF смешивается с водой (растворяется в любых пропорциях). Напротив, другие галогениды водорода проявляют ограниченную растворимость в воде. Фтористый водород образует моногидрат HF . H ₂ O с т.пл. -40 ° C (-40 ° F), что на 44 ° C (79 ° F) выше точки плавления чистого HF.

HF и H 2 O сходства
Температуры кипения галогенидов водорода (синий) и халькогенидов водорода (красный): HF и H 2 O изменяют тенденции.	Температура замерзания смесей HF / H 2 O: стрелки указывают соединения в твердом состоянии.

Водные растворы HF называются плавиковой кислотой . В разбавленном состоянии фтористоводородная кислота ведет себя как слабая кислота, в отличие от других галогеноводородных кислот, из-за образования ионных пар с водородными связями . Однако концентрированные растворы являются сильными кислотами, потому что преобладают анионы бифторида , а не ионные пары. В жидком безводном HF происходит самоионизация :

3 HF ⇌ H ₂ F + + HF- ₂

который образует чрезвычайно кислую жидкость ( H  = -11).

Реакции с кислотами Льюиса

HF реагирует с кислотами Льюиса с образованием суперкислоты . Функция кислотности Гаммета ( H ), равная -21, получается с пентафторидом сурьмы (SbF ₅ ), который образует фторантимоновую кислоту .

№ 1).

3.2.2.    Проведение анализа

3.2.2.1. Растворение пробы Сосуд для растворения, предварительно

Черт. За

высушенный, взвешивают вместе с диском, подающей трубкой и крышкой на технических весах с погрешностью не более 0,1 г. Затем удаляют крышку, диск и подающую трубку. В сосуд вносят 60 г льда, предварительно раздробленного на кусочки размером до 15 мм, и устанавливают перфорированный диск. Вводят подающую трубку в центральное отверстие диска и поверх его укладывают еще 60 г льда. Закрывают сосуд, обтирают его внешнюю сторону и снова взвешивают. Снимают заглушку с вентиля баллона, подсоединяют к нему ниппель с коническим наконечником и устанавливают баллон в горизонтальном положении. Затем, сняв крышку с сосуда, присоединяют подающую трубку к ниппелю, при этом нижний конец подающей трубки должен находиться ниже уровня перфорированного диска (см. черт. 3)

Далее осторожно открывают вентиль баллона и вводят в сосуд по каплям (на слух) 30 г фтористого водорода. Закрывают вентиль баллона, отсоединяют подающую трубку, опускают ее в сосуд и закрывают его крышкой

Снимают ниппель с вентиля баллона, ставят заглушку. Сосуд взвешивают с погрешностью не более 0,1 г. Содержимое сосуда встряхивают до тех пор, пока весь лед ке растворится (раствор А) и отбирают для анализа.

В случае использования пробоотборника проточного типа (черт. За) пробу растворяют аналогичным образом, но при этом

Стр. 7 ГОСТ 14072-78

после снятия заглушки с запорного вентиля 2 подсоединяют вентиль тонкой регулировки 1, ниппель 3 и открывают сначала вентиль 2, затем, осторожно, вентиль 1. 3.2.3

Обработка результатов

3.2.3. Обработка результатов

Массу фтористого водорода (С) в 1 г раствора А, в г, вычисляют по формуле

m+m.i ’

где тп — масса введенного фтористого водорода, г;

т\ —масса льда, г.

3.3.    Определение массовой доли фтористого водорода

Массовую долю фтористого водорода (X) в процентах вычисляют по формуле

A=100-(*i + *2 + X3 + *s),

где Xi —массовая доля воды, определяемая по п. 3.4, %;

Хч — массовая доля сернистого газа, определяемая по п. 3.5, %;

А₃ — массовая доля серной кислоты, определяемая по п. 3.6, %;

Xs — массовая доля кремиефтористоводородной кислоты, определяемая по п. 3.7, %.

За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, абсолютное допускаемое расхождение между которыми не должно превышать 0,01%. Абсолютная суммарная погрешность 0,005% при доверительной вероятности 0,95.

3.4.    Определение массовой доли воды

Предел обнаружения 0,01%.

3.2.2.1. —3.4. (Измененная редакция, Изм. № 1).

3.4.1.    Аппаратура, реактивы и растворы

Ячейка электролитическая (черт. 4).

Кондуктометр типов ММ34—64, К1—4, «Импульс», типа КП-1—2 или автоматический кондуктометр с классом точности 4,0.

Термометр ртутный по ГОСТ 215-73, с ценой деления 0,1°С.

Калий хлористый по ГОСТ 4234-77; х. ч., 0,01 н. раствор.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

3.4.2.    Подготовка к анализу

3.4.2.1. Устройство электролитической ячейки

Электролитическая ячейка представляет собой полый цилиндр из фторопласта-4 с внутренним диаметром 10 мм. В цилиндр на расстоянии 120 мм вмонтированы два электрода из гладкой платиновой проволоки диаметром 1,0—1,2 мм.

ГОСТ 14022—78 Стр. 8

использовать

Фтористый водород является важным прекурсором в синтезе многих соединений, таких как фармацевтические препараты и полимеры ( тефлон ). Фтороводород также широко используется в нефтяной промышленности и в составе суперкислот .

Фтороводород очень широко используется в процессах микроэлектроники . Он используется, в частности, для удаления слоев диоксида кремния .

Фтористый водород также участвуют в атомной промышленности, для превращения двуокиси урана в тетрафторид урана , промежуточный продукт в производстве гексафторида урана . Последний элемент является исходным продуктом обогащения урана .

Используйте [ редактировать ]

В общем, безводный фтористый водород является более распространенным в промышленности, чем его водный раствор, фтористоводородная кислота . Его основное применение в тоннах — это прекурсор фторорганических соединений и прекурсор криолита для электролиза алюминия.

Прекурсор фторорганических соединений

HF реагирует с хлороуглеродами с образованием фторуглеродов. Важным применением этой реакции является производство тетрафторэтилена (ТФЭ), предшественника тефлона . Хлороформ фторируется HF с образованием хлордифторметана (R-22):

CHCl ₃ + 2 HF → CHClF ₂ + 2 HCl

Пиролиз хлордифторметана (при 550-750 ° C) дает ТФЭ.

HF является реактивным растворителем при электрохимическом фторировании органических соединений. При таком подходе, КВ окисляются в присутствии углеводорода , и фтор замещает С-Н св зи с С-F облигациями . Таким образом получают перфторированные карбоновые кислоты и сульфоновые кислоты .

1,1-Дифторэтан получают путем добавления HF к ацетилену с использованием ртути в качестве катализатора.

HC≡CH + 2 HF → CH ₃ CHF ₂

Промежуточным продуктом в этом процессе является винилфторид или фторэтилен, мономерный предшественник поливинилфторида .

Прекурсор фторидов металлов и фтора

Электро извлечение алюминия основывается на электролизе фторида алюминия в расплавленном криолите. На тонну произведенного алюминия расходуется несколько килограммов HF. Другие фториды металлов производятся с использованием HF, включая гексафторид урана .

HF является предшественником элементарного фтора F ₂ путем электролиза раствора HF и бифторида калия . Бифторид калия необходим, потому что безводный HF не проводит электричество. Ежегодно производится несколько тысяч тонн F ₂ .

Катализатор

HF служит катализатором в процессах алкилирования на нефтеперерабатывающих заводах. Он используется на большинстве установленных производств линейного алкилбензола в мире. Процесс включает дегидрирование н- парафинов до олефинов и последующую реакцию с бензолом с использованием HF в качестве катализатора. Например, в нефтеперерабатывающих заводах «алкилат», компонент с высоким октановым число бензина ( бензин ), генерируются в единицах алкилирования, которые сочетают в себе С ₃ и С ₄ олефинов и изо изобутан .

Растворитель

Фтороводород — отличный растворитель. Отражая способность HF участвовать в образовании водородных связей, даже белки и углеводы растворяются в HF и могут извлекаться из него. Напротив, большинство нефторидных неорганических химикатов скорее реагируют с HF, чем растворяются.

Структура и реакции

Хотя HF является двухатомной молекулой, он образует относительно сильные межмолекулярные соединения. водородные связи. Твердый HF состоит из зигзагообразных цепочек молекул HF. Молекулы HF с короткой связью H – F 95 пм связаны с соседними молекулами межмолекулярными расстояниями H – F 155 пм. Жидкий HF также состоит из цепочек молекул HF, но цепи короче и состоят в среднем всего из пяти или шести молекул.

Сравнение с другими галогенидами водорода

Фтористый водород не кипит до 20 ° C, в отличие от более тяжелых галогенидов водорода, которые кипят между -85 ° C (-120 ° F) и -35 ° C (-30 ° F). Эта водородная связь между молекулами HF приводит к высокой вязкость в жидкой фазе и ниже ожидаемого давления в газовой фазе.

Водные растворы

ВЧ смешивающийся с водой (растворяется в любой пропорции). Напротив, другие галогениды водорода проявляют ограниченную растворимость в воде. Фтористый водород образует моногидрат HF.ЧАС₂O с температурой плавления -40 ° C (-40 ° F), что на 44 ° C (79 ° F) выше точки плавления чистого HF.

HF и H2О сходства
Температуры кипения галогенидов водорода (синий) и халькогениды водорода (красный): HF и H2О сломайте тенденции.	Температура замерзания HF / H2Смеси O: стрелки указывают соединения в твердом состоянии.

Водные растворы HF называются плавиковая кислота. В разбавленном виде фтористоводородная кислота ведет себя как слабая кислота, в отличие от других галогеноводородных кислот, из-за образования водородно-связанных кислот. ионные пары . Однако концентрированные растворы являются сильными кислотами, потому что бифторид вместо ионных пар преобладают анионы. В жидком безводном HF, самоионизация происходит:

3 HF ⇌ H₂F+ + HF−₂

который образует чрезвычайно кислую жидкость (ЧАС = −11).

Реакции с кислотами Льюиса

HF реагирует с Кислоты Льюиса давать суперкислоты. А Функция кислотности Гаммета (ЧАС) числа −21 получается с пентафторид сурьмы (SbF₅), образуя фторантимоновая кислота.

История открытия

Химия всегда была опасной наукой. А ранняя химия являлась смертельно опасным занятием. Ученые работали с веществами, о которых они знали очень мало. Открытие новых соединений и элементов часто имело трагические последствия.

Фтор является чрезвычайно опасным веществом. Пытаясь изолировать элемент, химики получали ужасные ожоги и даже умирали. Газ фтор повреждает мягкие ткани дыхательных путей.

В начале 1500-х годов немецкий ученый Георгий Агрикола (1494-1555) описал плавиковый шпат, который назвал «флюоритом». Это слово происходит от латинского глагола fluere («течь»). Агрикола утверждал, что плавиковый шпат, добавленный к расплавленным металлическим рудам, делал их более жидкими, что облегчало работу с ними. Немецкий ученый не знал, что данный минерал содержит фтор в виде фторида кальция (CaF₂).

Флюорит стал предметом интенсивного изучения. В 1670 г. немецкий стеклодув Генрих Шванхард обнаружил, что смесь плавикового шпата и кислоты образует вещество, которое можно использовать для травления стекла, т. е. химической реакции образования матовой поверхности. Этот процесс используется для нанесения на стекло узоров, а также для создания точных научных измерительных приборов.

В 1771 г. шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле (1742-86) было найдено новое вещество для травления. Он подробно описал свойства фтористоводородной кислоты (HF). Работа Шееле способствовала интенсивному изучению этого соединения.

Химики искали способы разложить фтористоводородную кислоту на составляющие. Они предполагали, что должен быть обнаружен элемент, которого они никогда не видели прежде. Однако они не знали, что такое фтор и каким опасным он является. Многие исследователи фтористоводородной кислоты стали инвалидами, вдохнув газообразный HF. Один из них, бельгийский химик Paulin Louyet (1818-1850), умер от воздействия этого вещества.

Наконец, в 1888 г. проблема была решена. Французский химик Анри Муассан получил раствор фтористоводородной (HF) кислоты во фториде калия (KHF₂). Затем он охладил его до -23 °C и пропустил через него электрический ток. На одном конце аппарата появился газ. Новый химический элемент получил название fluorine, производное от латинского наименования плавикового шпата. Слово «фтор» в 1810 г. предложил Андре Ампер. Оно имеет греческое происхождение и означает «разрушение».

Из Википедии — свободной энциклопедии

Не следует путать с Hf.

Систематическое наименование	фтороводород
Хим. формула	HF
Состояние	газ или подвижная жидкость
Молярная масса	20,01 г/моль
Плотность	0,99 г/см³
Энергия ионизации	15,98 ± 0,01 эВ
Т. плав.	−83,4 °C
Т. кип.	19,54 °C
Кр. точка	188
Энтальпия образования	−273,3 кДж/моль
Давление пара	783 ± 1 мм рт.ст.
pKa	3,17
Растворимость в воде	72,47 (20 °C)
Рег. номер CAS	7664-39-3
PubChem	14917
Рег. номер EINECS	231-634-8
SMILES	F
InChI	1S/FH/h1H KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N
RTECS	MW7875000
ChEBI	29228
ChemSpider	14214
Токсичность	ОХ
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Фтороводоро́д (фтористый водород, гидрофторид, фторид водорода, HF) — бесцветный токсичный газ (при стандартных условиях) с резким запахом, при комнатной температуре существует преимущественно в виде димера H2F2, ниже 19,9°C — бесцветная подвижная летучая жидкость. Смешивается с водой в любом отношении с образованием фтороводородной (плавиковой) кислоты. Образует с водой азеотропную смесь с концентрацией 35,4 % HF.

Меры предосторожности

Водород при смеси с воздухом образует взрывоопасную смесь — так называемый гремучий газ. Наибольшую взрывоопасность этот газ имеет при объёмном отношении водорода и кислорода 2:1, или водорода и воздуха приближённо 2:5, так как в воздухе кислорода содержится примерно 21 %. Также водород пожароопасен. Жидкий водород при попадании на кожу может вызвать сильное обморожение.

Считается, что взрывоопасные концентрации водорода с кислородом возникают от 4 % до 96 % объёмных. При смеси с воздухом от 4 % до 75 (74) % по объёму. Такие цифры фигурируют сейчас в большинстве справочников, и ими вполне можно пользоваться для ориентировочных оценок. Однако следует иметь в виду, что более поздние исследования (примерно конец 80-х) выявили, что водород в больших объёмах может быть взрывоопасен и при меньшей концентрации. Чем больше объём, тем меньшая концентрация водорода опасна.

Источник этой широко растиражированной ошибки в том, что взрывоопасность исследовалась в лабораториях на малых объёмах. Поскольку реакция водорода с кислородом — это цепная химическая реакция, которая проходит по свободнорадикальному механизму, «гибель» свободных радикалов на стенках (или, скажем, поверхности пылинок) критична для продолжения цепочки. В случаях, когда возможно создание «пограничных» концентраций в больших объёмах (помещения, ангары, цеха), следует иметь в виду, что реально взрывоопасная концентрация может отличаться от 4 % как в большую, так и в меньшую стороны.

Хлеб

«Хлеб» (укр. «Хліб») — одна из наиболее известных картин украинской советской художницы Татьяны Яблонской, созданная в 1949 году, за которую ей в 1950 году была присуждена Сталинская премия II степени. Картина также была награждена бронзовой медалью Всемирной выставки 1958 года в Брюсселе, она экспонировалась на многих крупных международных выставках.

В работе над полотном художница использовала наброски, сделанные летом 1948 года в одном из наиболее благополучных колхозов Советской Украины — колхозе имени В. И. Ленина Чемеровецкого района Каменец-Подольской области, в котором в то время было одиннадцать Героев Социалистического Труда. Яблонская была восхищена масштабами сельскохозяйственных работ и людьми, которые там трудились. Советские искусствоведы отмечали, что Яблонская изобразила на своей картине «новых людей», которые могут существовать только в социалистическом государстве. Это настоящие хозяева своей жизни, которые по-новому воспринимают свою жизнь и деятельность. Произведение было задумано и создано художницей как «обобщённый образ радостной, свободной творческой работы». По мнению французского искусствоведа Марка Дюпети, эта картина стала для своего времени программным произведением и образцом украинской реалистической живописи XX столетия.

Структура и реакции [ править ]

Хотя HF является двухатомной молекулой, он образует относительно прочные межмолекулярные водородные связи . Твердый HF состоит из зигзагообразных цепочек молекул HF. Молекулы HF с короткой связью H – F 95 пм связаны с соседними молекулами межмолекулярными расстояниями H – F 155 пм. Жидкий HF также состоит из цепочек молекул HF, но цепи короче и состоят в среднем только из пяти или шести молекул.

Сравнение с другими галогенидами водорода

Фтористый водород не кипит до 20 ° C, в отличие от более тяжелых галогенидов водорода, которые кипят между -85 ° C (-120 ° F) и -35 ° C (-30 ° F). Эта водородная связь между молекулами HF приводит к высокой вязкости в жидкой фазе и более низкому, чем ожидалось, давлению в газовой фазе.

Водные растворы

HF смешивается с водой (растворяется в любых пропорциях). Напротив, другие галогениды водорода проявляют ограниченную растворимость в воде. Фтористый водород образует моногидрат HF . H ₂ O с т.пл. -40 ° C (-40 ° F), что на 44 ° C (79 ° F) выше точки плавления чистого HF.

HF и H 2 O сходства
Температуры кипения галогенидов водорода (синий) и халькогенидов водорода (красный): HF и H 2 O изменяют тенденции.	Температура замерзания смесей HF / H 2 O: стрелки указывают соединения в твердом состоянии.

Водные растворы HF называются плавиковой кислотой . В разбавленном состоянии фтористоводородная кислота ведет себя как слабая кислота, в отличие от других галогеноводородных кислот, из-за образования ионных пар с водородными связями . Однако концентрированные растворы являются сильными кислотами, потому что преобладают анионы бифторида , а не ионные пары. В жидком безводном HF происходит самоионизация :

3 HF ⇌ H ₂ F + + HF- ₂

который образует чрезвычайно кислую жидкость ( H 0  = -15,1 ).

Реакции с кислотами Льюиса

HF реагирует с кислотами Льюиса с образованием суперкислоты . Функция кислотности Гаммета ( H ), равная -21, получается с пентафторидом сурьмы (SbF ₅ ), который образует фторантимоновую кислоту .

Химические свойства

MgO+2HF→MgF2+H2O{\displaystyle {\mathsf {MgO+2HF\rightarrow MgF_{2}+H_{2}O}}}

Жидкий HF — сильный ионизирующий растворитель. Все электролиты, растворённые в нём, за исключением хлорной кислоты HClO4, являются основаниями:

HCl+2HF⇄H2Cl++HF2−{\displaystyle {\mathsf {HCl+2HF\rightleftarrows H_{2}Cl^{+}+HF_{2}^{-}}}}

В жидком фтороводороде кислотные свойства проявляют соединения, которые являются акцепторами фторид-ионов, например, BF₃, SbF₅:

BF3+2HF→H2F++BF4−{\displaystyle {\mathsf {BF_{3}+2HF\rightarrow H_{2}F^{+}+^{-}}}}

Амфотерными соединениями в среде жидкого фтороводорода являются, например, фториды алюминия и хрома(III):

3NaF+AlF3→3Na++AlF63−{\displaystyle {\mathsf {3NaF+AlF_{3}\rightarrow 3Na^{+}+^{3-}}}}

(AlF₃ — как кислота)

AlF3+3BF3→Al3++3BF4−{\displaystyle {\mathsf {AlF_{3}+3BF_{3}\rightarrow Al^{3+}+3^{-}}}}

(AlF₃ — как основание)

Фтороводород в газообразном состоянии и в виде водного раствора реагирует с диоксидом кремния:

При условии, если фтороводород в газообразном состоянии:

4HF+SiO2→SiF4+2H2O{\displaystyle {\mathsf {4HF+SiO_{2}\rightarrow SiF_{4}+2H_{2}O}}}

При условии, если фтороводород в виде водного раствора:

6HF+SiO2→H2SiF6+2H2O{\displaystyle {\mathsf {6HF+SiO_{2}\rightarrow H_{2}+2H_{2}O}}}

Фтороводород неограниченно растворяется в воде, при этом происходит ионизация молекул HF:

2HF+H2O⇄HF2−+H3O+{\displaystyle {\mathsf {2HF+H_{2}O\rightleftarrows HF_{2}^{-}+H_{3}O^{+}}}}

K_d= 7,2⋅10−4

HF+F−⇄HF2−{\displaystyle {\mathsf {HF+F^{-}\rightleftarrows HF_{2}^{-}}}}

K_d= 5,1

Водный раствор фтороводорода (плавиковая кислота) является кислотой средней силы. Соли плавиковой кислоты называются фторидами. Большинство их труднорастворимо в воде, хорошо растворяются лишь фториды NH₄, Na, К, Ag(I), Sn(II), Ni(II) и Mn(II). Все растворимые соли плавиковой кислоты очень ядовиты (в больших дозах).

Использовать

В общем, безводный фтористый водород более распространен в промышленности, чем его водный раствор, плавиковая кислота. Его основные виды использования, исходя из тоннажа, являются предшественником фторорганические соединения и прекурсор криолита для электролиза алюминия.

Прекурсор фторорганических соединений

HF реагирует с хлороуглеродами с образованием фторуглеродов

Важное применение этой реакции — получение тетрафторэтилен (TFE), предшественник Тефлон. Хлороформ фторируется HF для получения хлордифторметан (R-22):

CHCl₃ + 2 HF → CHClF₂ + 2 HCl

Пиролиз хлордифторметана (при 550-750 ° C) дает ТФЭ.

HF является реактивным растворителем в электрохимическое фторирование органических соединений. В этом подходе HF окисляется в присутствии углеводород а фтор заменяет связи C – H на C – F облигации. Перфторированные карбоновые кислоты и сульфоновые кислоты производятся таким образом.

1,1-дифторэтан производится добавлением HF к ацетилен использование ртути в качестве катализатора.

HC≡CH + 2 HF → CH₃Швейцарский франк₂

Промежуточным звеном в этом процессе является винилфторид или фторэтилен, мономерный предшественник поливинилфторид.

Прекурсор фторидов металлов и фтора

Электровыделение алюминий основан на электролизе фторида алюминия в расплавленном криолите. На тонну произведенного алюминия расходуется несколько килограммов HF. Другие фториды металлов производятся с использованием HF, в том числе гексафторид урана.

HF является предшественником элементарного фтор, F₂, к электролиз раствора HF и бифторид калия. Бифторид калия необходим, потому что безводный HF не проводит электричество. Несколько тысяч тонн F₂ выпускаются ежегодно.

Катализатор

HF служит катализатор в алкилирование процессы на нефтеперерабатывающих заводах. Используется в большинстве установленных линейный алкилбензол производственные мощности в мире. Процесс включает дегидрирование п-парафины в олефины и последующая реакция с бензолом с использованием HF в качестве катализатора. Например, в нефтеперерабатывающие заводы «алкилат», компонент высоко-октан бензин (бензин), образуется в установках алкилирования, которые объединяют C₃ и C₄ олефины и iso-бутан.

Растворитель

Фтороводород — отличный растворитель. Отражая способность HF участвовать в образовании водородных связей, даже белки и углеводы растворяются в HF и могут быть извлечены из него. Напротив, большинство нефторидных неорганических химикатов скорее реагируют с HF, чем растворяются.

Препараты фтора для зубов

Есть множество препаратов фтора для зубов. Это растворы, пасты, пенки, гели, лаки и даже пломбировочные материалы, которые выделяют фтор. Разные препараты применяются в разных условиях: одни (пасты, гели, пенки) – дома, другие (лаки, пломбировочные материалы) – только в кабинете у стоматолога.

Соединения фтора в их составе тоже разные. Давайте разбираться, какие лучше, эффективнее и стоят того, чтобы поискать их в составе зубной пасты на магазинной полке

Для наглядности буду сразу акцентировать внимание на их плюсах и минусах

Соединения фтора бывают неорганические и органические. Первые еще и делятся на легко и медленно диссоциирующие (высвобождающие из себя фтор).

Неорганические легко диссоциирующие соединения фтора – это фторид натрия, фторид олова, кислотный фосфат-фторид натрия.

Фторид натрия (Sodium fluoride) используется наиболее широко.

Плюсы +	Минусы –
быстро высвобождает фтор (как и все соединения этой группы)	сочетается только с кремниевыми абразивами (silica)
хорошо фиксируется в зубной бляшке и на слизистой оболочке полости рта	быстро выводится из полости рта
образует фторид кальция (чем он хорош, мы говорили раньше)

Фторид олова (Tin fluoride)

+	–
олово обладает антимикробным эффектом	имеет неприятный вкус
образуется и осаждается фосфат-фторид олова, который замедляет кариозный процесс	тот же фосфат-фторид окрашивает деминерализованную эмаль раздражает воспаленную десну
	быстро разрушается в водных растворах

Кислотный фосфат-фторид натрия (APF) очень распространен в США и Канаде.

+	–
в кислой среде APF образуется больше фторида кальция и кислоты HF, которая проникает глубоко в эмаль	кислый вкус кислота повреждает керамические и композитные реставраций
фосфат усиливает внедрение фтора в эмаль

Медленно диссоциирующие неорганические соединения фтора – это нейтральный монофторфосфат натрия, фторид кальция.

Нейтральный монофторфосфат натрия (Sodium monofluorophosphate) широко применялся до 1985 года, потому что сочетался с используемыми на тот момент абразивами – мелом и пемзой. В наше время его можно встретить редко из-за множества недостатков:

+	–
захватывается бактериями полости рта	не влияет на образование кислоты в зубной бляшке
	не образует достаточного количества фторида кальция
	быстро выводится из полости рта
	непродолжительный контакт фторида с эмалью из-за его медленного высвобождения и быстрого выведения самого соединения

Фторид кальция используется во фтор-лаках в высокой концентрации. Он не токсичный, легко включается в микропоры эмали, а в кислой среде высвобождает ионы фтора и кальция.

Аминофторид

Самое популярное органическое соединение фтора – это аминофторид (Olaflur, Amifluor). Оно является самым эффективным в настоящее время, имея множество преимуществ:

+	–
хорошо распределяется, долго удерживается на эмали благодаря своей структуре поверхностно-активного вещества	специфический вкус может окрашивать зубы в серый цвет (при плохой гигиене) высокая стоимость, сложное производство
образует фторид кальция, который сохраняется гораздо дольше
создает кислую среду для лучшего взаимодействия фторида с эмалью
выраженный антимикробный эффект
нарушает адгезию микроорганизмов к зубу, замедляет образование и рост зубной бляшки
создает депо фторида в более глубоких, подповерхностных слоях эмали

Ссылки [ править ]

1. ^
2. Эванс, Д.А. . Проверено 19 июня 2020 года .
3. ^ . Немедленно опасная для жизни или здоровья концентрация (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
4. Джонсон, MW; Sándor, E .; Арзи, Э. (1975). «Кристаллическая структура фторида дейтерия». Acta Crystallographica . B31 (8): 1998–2003. DOI .
5. McLain, Sylvia E .; Бенмор, CJ; Siewenie, JE; Urquidi, J .; Тернер, Дж. Ф. (2004). «О структуре жидкого фтороводорода». Angewandte Chemie International Edition . 43 (15): 1952–55. DOI . PMID .
6. Полинг, Линус А. (1960). . Издательство Корнельского университета. стр.  -464. ISBN
7. Аткинс, Питер; Джонс, Лоретта (2008). . WH Freeman & Co., стр. 184–185. ISBN
8. Эмсли, Джон (1981). . Новый ученый . 91 (1264): 291–292 . Проверено 25 декабря 2012 года .
9. Гринвуд, штат Нью-Йорк; Эрншоу, А. (1998). Химия элементов (2-е изд.). Оксфорд: Баттерворт Хайнеманн. С. 812–816. ISBN 0-7506-3365-4.
10. С. Е. Housecroft и А. Г. Шарп неорганической химии , стр. 221.
11. Ф. А. Коттон и Г. Уилкинсон « Продвинутая неорганическая химия» , стр. 111.
12. W. L. Jolly «Современная неорганическая химия» (McGraw-Hill 1984), стр. 203. ISBN 0-07-032768-8 . 
13. Ф.А. Коттон и Г. Уилкинсон, Продвинутая неорганическая химия (5-е изд.) Джон Вили и сыновья: Нью-Йорк, 1988. ISBN 0-471-84997-9 . п. 109. 
14. ^ Дж. Айгеперсе, П. Моллар, Д. Девилье, М. Чемла, Р. Фарон, Р. Романо, Дж. П. Куэр (2000). «Соединения фтора неорганические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI .
15. ^ Г. Зигемунд, В. Швертфегер, А. Файринг, Б. Смарт, Ф. Бер, Х. Фогель, Б. МакКусик (2005). «Соединения фтора, органические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI .
16. М. Жако, Р. Фарон, Д. Девилье, Р. Романо (2005). «Фтор». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI ..
17. Гринвуд и Эрншоу, «Химия элементов», стр. 816–819.
18. ^