Fluworidu idroġenu: karatteristiċi u applikazzjonijiet

Fost il-komposti aloġeni - elementi 7 gruppi tal-sottogrupp ewlieni tas-sistema perjodika ta 'elementi kimiċi D. I. Mendeleeva - importanza prattika kbira huwa hydrogen fluoride. Flimkien ma 'alidi oħra idroġenu, huwa użat fil-fergħat varji ta' l-ekonomija nazzjonali: għall-plastik fluworinati, aċidu idrofluworiku u l-imluħa tiegħu. F'dan id-dokument aħna l-istudju l-istruttura ta 'molekuli, il-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi tas din is-sustanza u jikkunsidraw l-użu tiegħu.

Storja ta 'skoperta

Fis-seklu 17 K. Shvankvard kellu esperjenza ma 'l-minerali fluorspar u sulfat aċidu. Xjentisti sabu li l-gass huwa evolvew matul ir-reazzjoni li bdiet tnaqqar mill-pjanċa tal-ħġieġ, li jkopri it-tubu bit-taħlita reaġent. Dan il-kompost gassuż sar magħruf bħala hydrogen fluoride.

aċidu idrofluworiku inkisbet fl-19 seklu Gay Lussac mill-istess materja prima: Aċidu Fluorite u sulfuriku. Ampere esperimenti tiegħu wera li fl-istruttura tal-molekula HF huwa simili għal klorur idroġenu. Hija tirrelata wkoll għal soluzzjonijiet milwiema ta 'alidi tal-idroġenu. Id-differenzi għandhom x'jaqsmu ma 'aċidi enerġija: idrofluworiku - dgħajfa, u klorur - qawwija.

proprjetajiet fiżiċi

Gass il-formola kimika HF għandha riħa karatteristika qawwija, bla kulur, kemmxejn eħfef mill-arja. Fost alidi Hi HBr- HCl- punt togħlija u tidwib bla xkiel bidla, u t-tranżizzjoni għall-HF f'daqqa miżjuda. Spjegazzjoni ta 'dan il-fenomenu jinkludu assoċjati molekulari forom fluworidu idroġenu (grupp ta' partiċelli newtrali, li bejniethom hemm bonds idroġenu). Biex taqsamhom, l-enerġija addizzjonali tkun meħtieġa, sabiex il-togħlija u l-punti tat-tidwib żieda. Skond il-figuri l-densità tal-gass fil-medda qrib il-punt tat-togħlija (19.5), idroġenu floridu huwa kompost ta 'aggregati ma' kompożizzjoni medja tal-HF _2. Meta imsaħħan 'il fuq minn 25 ^{° C,} dawn il-kumplessi huma dekomposti gradwalment u f'temperatura ta' ^madwar 90 ° C jinkludi hydrogen fluoride ta 'molekuli HF.

Kif estratt ftorgidrid

Metodi għall-kisba sustanzi mhux taħt kondizzjonijiet tal-laboratorju, li aħna diġà msemmija, u fl-industrija, prattikament xejn ma jvarjawx bejniethom:-reaġenti huma kollha l-istess fluorspar (Fluorite) u sulfat aċidu.

A depożiti minerali huwa rranġat Primorye Zabaikalye, il-Messiku, USA, l-ewwel arrikkit flotazzjoni, u mbagħad użat fil-proċess teknoloġiku tal-HF, li hija mwettqa fi fran azzar speċjali. Huma kienu mitluba u minerali mħallta ma 'sulfat aċidu. mineral Mogħni fih 55-60% tal _Fluorite. Il-ħitan tal-forn miksija folji taċ-ċomb insib hydrogen fluoride. Dan kien purifikat fil-kolonna ħasil hija mkessħa u mbagħad ikkondensat. Sabiex tinkiseb hydrogen fluoride, fran li jduru huma użati, indirettament jista 'jissaħħan bl-elettriku. produzzjoni HF frazzjoni tal-massa huwa ta 'madwar 0.98, iżda l-proċess għandha żvantaġġi. Huwa pjuttost twil u teħtieġ konsum kbir ta 'sulfat aċidu.

Il-polarità tal-molekuli HF

hydrogen fluoride anidru huwa kompost minn partiċelli li jkollhom l-abbiltà li jorbtu lil kull aggregati oħrajn u l-forma. Dan huwa dovut għall-istruttura interna tal-molekula. Bejn l-atomi tal-idroġenu u flworin, qawwija bond kimiċi, imsejħa kovalenti polari. Hija rappreżentata bil-par elettron ġenerali, jixxaqleb għal atomu fluworin aktar electronegative. Konsegwentement ftorgidrida molekuli huma polari u jkollhom l-dipoles formola.

Bejniethom hemm forza attrazzjoni elettrostatiċi, li twassal lill-assoċjati okkorrenza. Tul rabta bejn atomi tal-idroġenu u flworin huwa 92 nm, u l-enerġija tagħha huwa ugwali għal 42 kJ / mol. Bħal fil-sustanza ta 'gass jew likwidu tikkonsisti minn taħlita ta' speċi polimeriċi H ₂ F _2, H ₄ F _4.

proprjetajiet kimiċi

hydrogen fluoride anhydrous għandu l-abbiltà li jirreaġixxu ma 'l-imluħa ta' karbonat, silikat, nitrit sulfid u l-aċidi. Juru proprjetajiet ossidativi, HF jirkupra komposti hawn fuq għall dijossidu tal-karbonju, tetrafluworidu silikon, idroġenu u ossidi nitriku. L 40% soluzzjoni milwiema HF jeqred konkrit, ħġieġ, ġilda, gomma, u wkoll jinteraġixxi ma 'xi ossidi bħal Cu ₂ O. Il-prodott jinstab ram ħielsa, fluworidu ram u l-ilma. Hemm grupp ta 'sustanzi perikolużi li magħhom HF ma jkunx jirrispondu, eż, metalli tqal, kif ukoll manjesju, ħadid, aluminju, nikil.

Is-soluzzjoni ilmija tal hydrogen fluoride

Hija għandha isem u l-aċidu idrofluworiku hija użata bħala 40% u 72% soluzzjonijiet. hydrogen fluoride, karatteristika tal-proprjetajiet kimiċi tiegħu jiddependi fuq il-konċentrazzjoni tagħha, infinitament solubbli fl-ilma. F'dan il-każ, sħana hija ġġenerata li jiddeskrivi dan il-proċess bħala eżotermika. Bħala milwiema medju aċidu qawwi HF irreaġixxiet metalli (reazzjoni sostituzzjoni). melħ iffurmat - fluworidi -, u l-idroġenu huwa rilaxxat. Ma jagħmlux reazzjoni ma 'metalli passivi aċidu idrofluworiku - platinu u deheb, u ċomb. Aċidu passivates dan, jiġifieri forom ta 'film protettiv fuq wiċċ tal-metall li jikkonsisti minn fluworidu ċomb li ma jinħallux. Is-soluzzjoni HF ilmija jista 'jkun fiha impuritajiet ħadid arseniku, diossidu tal-kubrit, f'liema każ huwa msejjaħ aċidu tekniku. Kkonċentrati 60% soluzzjoni HF huwa essenzjali fil-kimika sintetika organika. Huwa maħżun fil-plastik jew teflon kontenituri, u t-tunnellaġġ aċidu idrofluworiku ttrasportati f'tankijiet azzar.

Rwol ta 'aċidu idrofluworiku fl-ekonomija

Soluzzjoni ta 'hydrogen fluoride użat għall-produzzjoni ta' borofluoride ammonju, li huwa komponent ta 'fluss fil-metallurġija tal-ħadid u li ma fihomx ħadid. Ukoll, huwa użat fil-proċess elettroliżi biex jiksbu boron pur. aċidu idrofluworiku huwa użat fil-kremneftoridov produzzjoni, bħal per eżempju Na ₂ SIF _6. Huwa użat biex jipproduċu siment u enamel reżistenti għall-aċidi minerali.

Flyuaty jagħtu materjali tal-bini proprjetajiet reżistenti għall-ilma. Fil-proċess ta 'applikazzjoni tagħhom huwa meħtieġ li tkun attenta, minħabba li kull kremneftoridy tossiċi. Soluzzjoni milwiema ta 'HF huma wkoll użati fil-produzzjoni ta' żjut lubrikanti sintetiċi. B'differenza minerali, huma jżommu l-viskożità u jifformaw saff protettiv fuq il-wiċċ tal-ħidma partijiet, kompressuri, gearboxes, berings kemm għolja u f'temperaturi baxxi. Ta 'importanza kbira huwa milwiema hydrogen fluoride fil-inċiżjoni (ħsajjar) ħġieġ, kif ukoll fl-industrija tas-semikondutturi fejn jintuża għal inċiżjoni tas-silikon.

plastik li fihom fluworin

L-aktar popolari ta 'dawn huwa l-Teflon (PTFE - 4). Dan infetaħ mill-inċident. ispiżjar organiċi Roy Plankett, freons sinteżi involuti, misjuba fl ċilindri cheteryhhloristym etilene gass maħżun f'temperatura baxxa b'mod anormali ta 'mhux gass, bħala trab abjad, żejtni meta tmissu. Instab li fil-pressjoni għolja u tetrafluoroethylene polimerizzati temperatura baxxa.

Din ir-reazzjoni wassal għall-formazzjoni ta 'l-plastik ġodda. Aktar tard kien jissejjaħ Teflon. Huwa għandu sħana eċċellenti u r-reżistenza kiesaħ. kisi Teflon huma użati b'suċċess fl-industrija alimentari, l-industrija kimika, fil-manifattura ta partikolari oġġetti bi proprjetajiet non-stick. Anke għal 70 ° prodotti ^C PTFE - 4 ma jitilfu l-karatteristiċi tagħhom. Huwa inertness kimika għoli eċċezzjonali ta 'PTFE. Mhuwiex meqruda permezz ta 'kuntatt ma' sustanzi aggressivi - alkali u l-aċidi. Dan huwa importanti ħafna għat-tagħmir użat fil-proċessi teknoloġiċi ta 'nitrat u aċidi sulfate, ammonium hydroxide, sodium hydroxide. polimeru fluworokarbon jista 'jkun fih komponenti addizzjonali - modifikaturi, bħal ħġieġ jew metalli, sabiex dawn jibdlu l-proprjetajiet tagħhom, bħal żieda reżistenza tas-sħana u d-durabbiltà.

Dissoċjazzjoni tal hydrogen fluoride

Preċedenti aħna semma li forma rabta kovalenti qawwija, barra minn hekk, huma stess huma kapaċi li jassoċja fis aggregati, tifforma rabtiet idroġenu fil molekuli HF. Huwa għalhekk li l hydrogen fluoride għandu grad baxx ta 'dissoċjazzjoni u ħażin mifruq f'soluzzjoni akweja fi joni. aċidu idrofluworiku huwa iktar dgħajfa minn klorur jew bromin. Dawn il-karatteristiċi jispjegaw l-eżistenza ta reżistenti dissoċjazzjoni, imluħa żieda aċidu tagħha, billi la klorur lanqas forom tagħhom ebda jodju. Il-kostanti ta 'dissoċjazzjoni ta' soluzzjoni ilmija hydrogen fluoride huwa 7x10 ^-4, li jikkonferma l-fatt li s-soluzzjoni tiegħu huwa numru kbir ta 'molekuli undissociated u l-kontenut baxx ta mmarkat tal-joni idroġenu u flworin.

Kif perikolużi ftorgidrid

Għandu jiġi nnutat li l-tossiku huwa kemm gass u likwida hydrogen fluoride. sustanza Kodiċi - 0342. aċidu idrofluworiku jippossjedi wkoll narkotiku. Dwar l-impatt tagħha fuq il-ġisem tal-bniedem, aħna ser tiffoka aktar tard. Il-klassifikatur ta 'din is-sustanza, kif ukoll ftorgidrid anidru, huwa fit-tieni klassi ta' periklu. Dan huwa dovut, fuq kollox, l-abbiltà ta 'fluworin faċilment taqbad. B'mod partikolari, din il-proprjetà huwa partikolarment evidenti fil-kompost bħal hydrogen fluoride, li huwa partikolarment għoli Pozharovzryvoopasnost.

Għaliex jiddeterminaw il-livell ta 'hydrogen fluoride fl-arja

Fil-produzzjoni industrijali ta 'HF, miksuba mill-aċidu fluorspar u sulfuriku huma t-telf possibbli ta' gass prodott, li koppji fl-atmosfera. Ifakkar li hydrogen fluoride (klassi ta 'periklu li - sekonda) - sustanza tossika ħafna u jeħtieġ kejl kontinwu tal-konċentrazzjoni tagħha. Fl-emissjonijiet industrijali fih ammonti kbar ta 'kimiċi perikolużi u potenzjalment perikolużi, partikolarment nitroġenu u ossidi ta' kubrit, sulfidi ta 'metalli tqal u alidi tal-idroġenu gassużi. Fost dawn proporzjon kbir fil-hydrogen fluoride, li MPC fl-arja huwa 0.005 mg / ^m3 f'termini ta 'fluworin għal kull jum. Għal siti fabbrika fejn hemm tanbur forn, il-konċentrazzjoni massima permissibbli (MPC) għandha tkun 0, 1 mg / ^m3.

analizzaturi tal-gass ta 'fluworur tal-idroġenu

Biex issir taf liema gassijiet ta 'ħsara u l-kwantità rilaxxata fl-atmosfera, hemm strumenti speċjali kejl. Għall-iskoperta ta 'fwar HF użu analizzaturi tal-gass photocolorimetric, li jintużaw bħala lampi tal-filament u LEDs bħala sorsi ta' dawl semikondutturi u photodiodes u phototransistors jservu bħala photodetectors. Determinazzjoni ta 'hydrogen fluoride isir fl-arja atmosferika u analizzaturi ieħor tal-gass infrared. Huma pjuttost sensittiva. molekuli HF jassorbu radjazzjoni fit-mewġa fil-medda ta 1-15 mikroni. L-istrumenti użati biex jiddeterminaw l-iskart tossiku fl-arja u fil-qasam tax-xogħol ta 'l-intrapriżi industrijali, oxxillazzjoni fiss HF konċentrazzjoni kemm fi ħdan ir-rata permess u każijiet estremi wieħed (katastrofi technogenic, disturbi ċikli teknoloġiċi minħabba ħsara ta' provvista ta 'enerġija u l-bqija. D.). Dawn il-funzjonijiet joperaw thermoconductometric analizzaturi tal-gassijiet fluworidu idroġenu. Prom. dawn jiddifferenzjaw emissjonijiet ibbażati fuq konduttività termali HF jiddependi fuq il-kompożizzjoni tat-taħlita tal-gass.

Ftorgidrida influwenza ta 'ħsara fuq il-ġisem uman

Kif hydrogen fluoride anhydrous jew aċidu idrofluworiku, liema soluzzjoni tiegħu fl-ilma, jappartjenu għat-tieni klassi ta 'periklu. Partikolarment, dawn il-komposti għandhom impatt negattiv fuq is-sistemi vitali: kardjovaskulari, eskretali, respiratorju, u l-ġilda u membrani mukużi. Il-penetrazzjoni ta 'sustanzi mill-ġilda ma jiġix innutat u mingħajr sintomi. Il-fenomeni ta 'tossiċità jista' juri ruħu fil-jum li jmiss, u huma dijanjostikati valangi, jiġifieri ġilda ulcerated, li l-porzjonijiet tal-wiċċ mukosali għajn ffurmati keloids. tessuti tal-pulmun huma meqruda minħabba leżjoni nekrotiku mill-alveoli. Il-jonji fluworidu maqbuda fil-fluwidu ekstraċellulari, imbagħad jippenetraw fis-ċelloli u jorbtu partiċelli kalċju u manjesju jidħlu fil-kompożizzjoni ta 'tessut tan-nervituri, demm, u tubi renali - istrutturi nephron. Huwa għalhekk partikolarment rilevanti hija l-kontroll bir-reqqa tal-kontenut ta 'fluworidu idroġenu gassuż u fwar ta' aċidu idrofluworiku fl-atmosfera.