Физические и химические свойства фтороводорода

Фтороводород HF – бесцветный газ, , . Ядовит. Аномально высокие температуры кипения и плавления объясняются усилением межмолекулярного взаимодействия за счет образования водородных связей между молекулами HF.

Твердый фтороводород состоит из зигзагообразных полимерных цепей (рис. 2.).

Рис. 2. Зигзагообразные цепи в твердом HF (пунктир – водородная связь)

Фтороводород в жидком и газообразном состоянии значительно ассоциирован вследствие образования водородных связей. В жидком и газообразном HF присутствуют олигомеры (HF)₂ до (HF)₆. Прим. простые молекулы HF существуют лишь при температуре выше 90 ºС.

С водой HF смешивается в любых соотношениях. В разбавленном водном растворе HF диссоциируют с образованием иона гидроксония Н₃О⁺ и фторид иона F^–. Фторид иона взаимодействует с молекулой HF с образованием гидрофторид аниона (или фторогидрогенат иона) :

В водном растворе HF является кислотой средней силы. Сопоставление констант равновесия показывает, что в растворе содержится больше ионов , чем F^–. Ион образован за счет водородной связи и имеет линейное строение: [F×××H–F]^–.

При нейтрализации HF гидроксидом калия образуется гидрофторид калия:

Собственная диссоциация жидкого разбавленного раствора фтороводорода протекает следующим образом:

Жидкий фтороводород – сильно ионизирующий растворитель. В нем хорошо растворяется вода, фториды, сульфаты, нитраты s-элементов I группы, хуже нитраты s-элементов II группы. Растворенные вещества ведут себя как основания, если при растворении увеличивается концентрация отрицательных ионов . Например:

Растворенные вещества ведут себя как кислоты, если при растворении увеличивается концентрация положительных ионов .

Например:

Амфотерными соединениями в жидком HF являются фториды алюминия и хрома.

Характерной особенностью плавиковой кислоты – химическая реакция взаимодействия с оксидом кремния (IV):

Поэтому плавиковую кислоту хранят не в стеклянной посуде, а в сосудах из свинца, каучука, полиэтилена или парафина. Плавиковая кислота – токсична, при попадании на кожу вызывает болезненные язвы.

В промышленности фтороводород получают действием серной кислоты на флюорит:

CaF₂ + H₂SO₄ (конц.) ® 2 HF­ + СaSO₄.

Плавиковая кислота применяется для травления стекла (получение матового стела), удаления песка с металлического литья, получения фторидов и т.д.

Дата добавления: 2014-01-20