Н.С. Николаев, С.Н. Суворова, Е.И. Гурович, И. Пека, Е.К. Корчеманя - Аналитическая химия Фтора (1110094), страница 3
Текст из файла (страница 3)
!84. Фтор легко реагирует с водородом, кремнием и углеродом с высоким тепловым эффектом: Непосредственно с кислородом фтор соединяется только в зле!:трическом разряде. 1(онстанты диссоциации для соединений фтора с водородом и энергии решетки фторидов щелочных металлов даны в работах [601, 84Ц. Потенциалы ионизации и значения энтальпии приведены в в табл. 8 и 9.
Механизм взаимодействия фтора с влагой мало изучен. В зависимости от соотношения компонентов реакция протекает по трем направлениям 1395, 431, 517, 5651: Н20 т Рз 2 НГ+ (0)' 2 Н20 + Гз -и 2 НР + Н202,' Н20+ 2Р2-а 2НГ+ Р20. Взаимодействие фтора с влагой воздуха происходит медленно, и скорость реакции зависит от температуры, молекулярного 6 Потенциалы ноннзлцнн (П; в кклл) фторцдов 16461 Значению ЛН' (в ккил) для непоеных фторндов [421, 513] соотношения воды и фтора и от концентрации последнего. Образование Е20 в обычных условиях практически не происходит.
Если с водородом фтор реагирует со взрывом даже при — 252'С, то сера при температуре жидкого водорода не реагирует с твердым фтором. С жидким фтором сера соединяется с выделением пламени, а при обычной температуре реакция протекает еще энергичнее, при этом образуется Ьгз. Фосфор реагирует аналогично. Углерод в виде древесного угля в атмосфере фтора загорается уже при комнатной температуре; графит реагирует при температуре красного каления, а алмаз при этой температуре не реагирует. Окислы металлов и некоторых неметаллов (5202, В208) со фтором образуют фториды с освобождением кислорода, иногда же образуется озон. При действии фтора окислы неметаллов обычно дают фторокиси и фторангидрнды.
Однако СО и СО2 вовсе не реагируют со фтором ни при каких условиях. Гидриды при действии фтора образуют (со взрывом) фториды н фтороводород Галоидные соединения выделяют под действием фтора галоген даже на холоду. Сульфплы. кароилы, спсппшлы, борплы, фосфилы. шшнилы и роланплы образуют фторплы. Нгьтрплы (В.'к и Тйх) реагируют лишь прн нагревании Наиоотее устойчивы ка фгору сульфаты. бораты и нптрпгы (реагпр)ют только прп нагревании). Спликагы. фосфаты и карбонаты взаимодействуют са фгором нз холод). Органпчсскг|е ве)цсства сгорают во фторе, оораз) я фтор) глералы и фтарпстьш водород. 1!нагла мо'кно получить прп этом очень стойкие ко фтору фторугтероды как цепного так и циклического строения, Так оыли псктучсны многие фгарустойчпвые высококачественные смазочные материалы п пластические массы. С помошью изотопов изучены различные обменные реакции с участием фтора Такой пзотопный обмен для ряда реагентов, содержащих фтор, показан в табл.
10. Таблица 1О Изотопный полный обмен соединений, содержащих фтор (газообразные фториды) Реатеиты об»еиа Теипегатура, "С Лптература Ге — Н'Г Гт — 8Г„ Га ~ Га Г,— Сн"Гы Г,— Упа Г, Га — )Гера 27 — 257 350 350 270ыы 100, 150 1269, 398, 712) !7551 1270, 322, 712! 1270, 398! !755, 7561 Радеозктпокыа що» * м — ма, ц, ок ы, ц. ""Гззоображое и тпердое октаяиия.
Фтористый водород Т. ехнический оезводный фтористый водород обычно получают действием серной кислоты на плавнковый шлат или на криолит при нагревании: СаГ + Н,$0» = Са80» —; 2 НГ; 2 А1Га 3 Нар — ', 6 Нт50» =- А1з (50»), + 3 НаН50» -'; — 9НГ. 18 НЕКОТОРЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ФТОРА Ниже рассматриваются ковалентные соединения фтора (НР и С!Рз); другие фториды описаны в главах, посвященных анализу соответствующих материалов. Таблпцз 11 Физико-химические свойства галоидоводородов Те ыотз ~ Эпертпп Ме,пидерпые Т. КОП.. С Обп»вапаиоа, ~ ДПЕСОППакки. Расстоянии кап ! яо.п ) а пп яо,п Сыдк ~ем е Т..т, -С 140 0,92 102 , 1,27 83 ~ 1,41 63 ) 1,60 ) 64,4,з 21,1 1,4 — 19,43 —.
86 - -67 . —,)6 — 83 — 114 — 86 - -54 НГ НГ:1 Ниг Н) Термодинамические величины лля фтористого водорода: ЬНе == — 0,5 Лб.—.—. — ' 5,7 5' = — 20,8 Кдк = — 6,7.10» Наиболее важной химической характеристикой молекулы фтористого водорода является необычная прочность связи водорода со фтором. Энергия диссоциации ! моля на атомы составляет — 140 ккал Фтористый водород чрезвычайно реакционно- способен. Он легко полимеризуется и дает молекулярные соединения со многими веществами. Кристаллг) твердого фтористого водорода слагаются из зигзагообразных цепей . РН, РН, РН..., образованных с помощью водородных связей.
Реакции изотопного обмена фтористого водорода с другими фтористымп соединениями приведены в табл. 12. Фтор ~стьш водород реагирует со многими окислами и гидроокисямп с образованием фторилов. Наиболее характерны в этом отношении соединения щелочных и шелочпоземельных металлов, а также соединения серебра, цинка, ртути и железа. С термоустойччвьп|и окислами, например Л!зОз, он взаимодействует медленно или только при высокой температуре. 2* 19 Фт)ришьш валорал оеецветен и обладает резким запа;ом.
Температура кипения ега — 19,8 С, затверлеванпя --88' С. На возл) хе фторпстый водород лыз1пт вследствие ооразования с содержа:цчзшся в пем парами мелких капелл, раствора. В жилкам сос! Оспин ф! ~ ристы! В»заорал и!зелставляег 'Ооон бесцвс Гн) ю псплвпл.иу ю;кплкасть удельного веса 0.99, почти пе проволягцу|о чтец Г)бимсе) ОГО Таха. Ниже 20 С с волан фторпстый водород смешпваегся в л~аб)я соа)чюшснпя,.
Чиогис неорганические соелштегп|я хорошо растворпмы в жилкам фтарпсгом водороде, и растворы их мог) т служить проводниками электрического тока. Свапства фторпстога водорода резко отличакптся ат свойств др)гп' галопловалоролов, что видно из табл 1!. Таблииа 12 Изотопный обмен с участием фтористога водорода 1На) Гани 5 Гагу ра. с Прн ы анне Реагентм авчена Лвоарагура Тве И)0 270 Газообразные фториды М)Г и 5 Га Сре,дг. рдые фториды Полный обмен за 3 агин ) Слабый обмен за 80 мик !7!21 17!1! 1398! иой способносп) спирта (например.
реакция С НзОН-,-НГ С,НеГ+НзО протекает прп 140 С). Присоединение фторпстого волорола к насыщенным соединениям приволпт к ооразованпю фторплов. Олефпны присоединяют фтористын волорол пол лавлением,.прп 250 С. в присутствии катализатора — фторпла металла Прп низка)х температурах (от — 60 ло +90' С) и давлении 3 — 10 агам фтористый волорол прнсоелпняется к зтплену, пропилену, ппклогексану с образованием этплфторила, пзопропплфторпла и т. и, Трифторид хлора 3)н) СС!.,Гн Незначительный огнен за 1 нас !)!1, 712) СГН * 8!)Га 8Г, 4)Х) 27 27 17111 1712! !712! Полный обмен за 1и агин Менее П)аа обагена за 3 мин Полный обмен за 3 мин в газовой фазе и за 10 мин— в твердой !712! С1га Вгра Вгр, зра .1Г, оо ав ане с сл,нь оран н ср, см, раеагу П))! Фторпстый водород реагирует со всеми металлами, располоа женными ниже водорода в ряду напряжений (Сн, А1, Мп, Ге, Х!), за исключением тех, которые образуют защитные пленки тугоплавких фторидов.
Некоторые сплавы, например монельметалл, противостоят действию фтористого водорода. Фторнстый водород обладает большим сродством к воле и является сильнейшим дегидратиру)ощим веществом, поэтому он сам может быть обезвожен только электролизом, Фтористый водород растворяет чистую целлюлозу; с глюкозои образует полиглюксзаны, а с крахмалом — амилен.
Альде. гиды при реакции с ним дегилратируются с образованием смол. Фтористый водород обладает полимернзу)о)цим лействиеы, что используется на практике для отверждения каучука, а также ненасыщенных соединешш (олеиновой кислоты, льняного и касторового масел, тиофена и лруптх соединении). Он широко применяется при получении фторорганических соединений. Спирты реагируют с фторпстым водородом с образованием фторидов, при этом температура реакции завпсит от реакпиоч- 20 Фтор реагирует с Лруп)ыи галогенами, образуя галоидофториды, к которым относится и трифторид хлора. Трифторпл хлора С1Гз — бесцветный газ с характерным запахом В жидком состоянии он светло-зеленого цвета.
Наиболее важное химическое свойство трифторила хлора — его сильное окнсляющее действие, которое он оказывает иа любое химическое соелинение. Твердый'трифторил хлора бесцветен; температура кипения + 11,3' С, температура плавления — 83' С. Его молекулярный вес, равный 87,49, меньше, чем должно быть по теории (92,5). Поэтому Шмит и Шумахер [733) предположили, что газообразный трифторид хлора полимеризуется ло (С1Г,),. Ими же было найдено, что поглощение света трифторидом хлора начинается рри 4700 А и с уменьшением длины волны постепенно возрастает, особенно при 2600 А.
По данным Руффа и Круга [722), К, 510, 'тт, Ге, Оз и !г горят в трпфториле хлора. Лругие же металлы (7чга, Са, й!и, А1, Ад, Бп, Хп и Р!)) образуют с ним фторилы, не растворимые в жидком трифториде хлора. Водород, кремний фосфор, мышьяк, сурьма, сера, теллур, аммиак и сероводород воспламеняются при действии трпфторнда хлора Хром с трифторилом хлора нс реагирует. Реакции трифторила хлора с бромом н иодом изучались Николаевым и Суховерховым [158). Трцфторид хлора эиерпшно реагирует с водой [ЗЗЗ, 723]: йс!Г - зу!л зг)Г., и ггнр — з с)„.
Серная кислота и дымящая азотная кислота б) рно реагируют с трифторилом хлора. Хлорид натрия и бромил калия в виле порошков реагируют с трифторидом хлора при слабом нагревании. Описан метод получения фторидов кобальта, ш)келя и серебра из хлоридов этих металлов [197), Про взапчедеоствпо трпфторпда: лора с трехорл(сячп вольфрама и молобде:.(а и с пятпокпсью ванадия образуются летучие М'Ек, МОГО и МГ« [64). Металлический уран. его окиси и тетрафторпд взаимодействуют трпфторп (ом хлора с образованием гексафторяда урана: (. (гм --ЗС!Г,( к! 1'Га(ги! --3 ГС! (М Медь, никель и тефлон устопчпвы к трлфторпду хлора й[ногие органическое ве(цества бурно реагируют с трпфторидом хлора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
