Галогендердин бирикмелеринин арасында - Д. И. Менделеевдин химиялык элементтеринин мезгилдик системасынын негизги топчо тобунун 7-группасынын элементтери - фториди суутектин практикалык мааниси чоң. Башка галоген водороддор менен катар эл чарбасынын ар турдуу тармактарында: фтордуу пластмассаларды, фтор кислотасын жана анын туздарын алуу учун колдонулат. Бул иште биз молекуланын түзүлүшүн, бул заттын физикалык жана химиялык касиеттерин изилдеп, анын колдонулуш аймактарын карап чыгабыз.
Ачылуулар таржымалы
17-кылымда К. Шванквард флюоршпат жана сульфат кислотасы менен тажрыйба жүргүзгөн. Окумуштуу реакция учурунда газ бөлүнүп чыгып, ал реагенттер аралашмасы менен пробирканы жаап турган айнек пластинканы талкалай баштаганын аныктады. Бул газ түрүндөгү кошулма фториди суутек деп аталат.
Гидрофтор кислотасы 19-кылымда гей-Ошол эле сырьедон люссак: флюорит жана күкүрт кислотасы. Ампер ЖЖ молекуласынын түзүлүшү хлордуу суутекке окшош экенин өз эксперименттери менен далилдеген. Бул суутек галогениддеринин суудагы эритмелерине да тиешелүү. Айырмачылыктар кислоталардын күчтүүлүгүнө байланыштуу: фторид алсыз, ал эми хлорид күчтүү.
Физикалык касиеттери
HF химиялык формуласы бар газдын кескин жыты бар, түссүз, абадан бир аз жеңилирээк. HI-HBr-HCl- галоген суутектеринин катарларында кайноо жана эрүү температуралары бир калыпта өзгөрөт, ал эми ВЖга өткөндө кескин жогорулайт. Бул кубулуштун түшүндүрмөсү төмөнкүчө: фториддик суутек молекулалык ассоциацияларды түзөт (араларында суутек байланыштары пайда болгон нейтралдуу бөлүкчөлөрдүн топтору). Аларды бузуу үчүн кошумча энергия талап кылынат, ошондуктан кайноо жана эрүү чекиттери жогорулайт. Газдын тыгыздыгынын көрсөткүчтөрү боюнча кайноо температурасына жакын диапазондо (+19,5) фториди суутек орточо курамы HF2 болгон агрегаттардан турат. 25 оСден жогору ысытканда бул комплекстер акырындык менен ажырайт, ал эми 90 оС темпратурада фторид суутектен турат. HF молекулаларынын
Фторгидрид кантип казылып алынат
Заттарды лабораториялык шартта эмес, биз жогоруда айтып өткөн, бирок өнөр жайда алуу ыкмалары иш жүзүндө бири-биринен айырмаланбайт: реагенттер бир эле флюорит (флюорит) жана сульфат кислотасы.
Кендери Приморьеде, Забайкальеде, Мексикада, АКШда жайгашкан пайдалуу кен алгач флотация ыкмасы менен байытылат, андан кийин технологиялык процессте колдонулат.атайын болот мештеринде жүзөгө ашырылат HF алуу. Аларга руда жүктөлүп, сульфат кислотасы менен аралаштырылат. Байытылган рудада 55-60% флюорит бар. Мештин дубалдары фториди суутекти кармап турган коргошун барактары менен капталган. Ал жуугуч колоннада тазаланып, муздатылып, анан конденсацияланат. Фториди суутек өндүрүү үчүн кыйыр түрдө электр энергиясы менен ысытылган айланма мештер колдонулат. HF чыгуучу массалык үлүшү болжол менен 0,98, бирок жараян өзүнүн кемчиликтери бар. Бул кыйла узун жана сульфат кислотасын көп керектөөнү талап кылат.
ЖЖ молекулаларынын уюлдуулугу
Суусуз суутек фториди бири-бири менен байланышып, агрегаттарды түзө турган бөлүкчөлөрдөн турат. Бул молекуланын ички түзүлүшү менен түшүндүрүлөт. Суутек менен фтор атомдорунун ортосунда полярдык коваленттик байланыш деп аталган күчтүү химиялык байланыш пайда болот. Ал көбүрөөк электр терс фтор атомуна жылган жалпы электрон жуп менен көрсөтүлөт. Натыйжада, фторгидриддин молекулалары полярдуу болуп, диполдук формага ээ.
Электростатикалык тартылуу күчтөрү алардын ортосунда пайда болуп, ассоциациялардын пайда болушуна алып келет. Суутек менен фтор атомдорунун ортосундагы химиялык байланыштын узундугу 92 нм, энергиясы 42 кДж/моль. Газ абалында да, суюктук абалында да зат H2F2, H түрүндөгү полимердик аралашмадан турат. 4 F4.
Химиялык касиеттери
Суусуз суутек фториди туздар менен өз ара аракеттенүүгө жөндөмдүүкарбонат, силикат, нитрит жана сульфид кислоталары. кычкылдандыруучу касиеттерин көрсөтүү менен, HF көмүр кычкыл газына, кремний тетрафторидине, күкүрт суутек жана азот оксиддерине чейин жогорудагы кошулмаларды азайтат. Суудагы 40% фторид суутек эритмеси бетонду, айнекти, булгаарыны, каучукту жок кылат, ошондой эле Cu2O сыяктуу кээ бир оксиддер менен өз ара аракеттенет. Продукцияларда бекер жез, жез фториди жана суу кездешет. HF реакцияга кирбеген заттардын тобу бар, мисалы, оор металлдар, ошондой эле магний, темир, алюминий, никель.
Суутек фторидинин эритмеси
Ал фторид кислотасы деп аталып, 40% жана 72% эритмелери түрүндө колдонулат. Химиялык касиеттери анын концентрациясына көз каранды фториди суутек сууда чексиз эрийт. Бул учурда жылуулук бөлүнүп чыгат, ал бул процессти экзотермикалык деп мүнөздөйт. ЖФнын суудагы эритмеси орточо күчтүү кислота болуп, металлдар менен өз ара аракеттенет (алмаштыруу реакциясы). Туздар - фториддер пайда болуп, суутек бөлүнүп чыгат. Пассивдүү металлдар фтор кислотасы - платина жана алтын, ошондой эле коргошун менен реакцияга кирбейт. Кислота аны пассивдетет, башкача айтканда, металлдын бетинде эрибеген коргошун фторидинен турган коргоочу пленканы түзөт. ЖФнын суудагы эритмесинде темирдин, мышьяктын, күкүрттүн диоксидинин аралашмалары болушу мүмкүн, бул учурда техникалык кислота деп аталат. Концентрацияланган 60% HF эритмеси органикалык синтездин химиясында маанилүү. Ал полиэтилен же тефлон идиштерде жана чоң тонналык фтор сакталаткислота болот резервуарларда ташылат.
Фтор кислотасынын эл чарбасындагы ролу
Фторид водородунун эритмеси кара жана түстүү металлургияда флюстердин составдык бөлүгү болгон аммоний бор фториди үчүн колдонулат. Таза бор алуу үчүн электролиз процессинде да колдонулат. Гидрофторид кислотасы Na2SiF6 сыяктуу силикофториддерди өндүрүүдө колдонулат. Ал минералдык кислоталарга туруктуу цементтерди жана эмальдарды өндүрүү үчүн колдонулат.
Флюталар курулуш материалдарын суу өткөрбөйт. Аларды колдонуу процессинде сак болуу керек, анткени бардык кремний фториддери уулуу. ЖФнын суудагы эритмеси синтетикалык майлоочу майларды өндүрүүдө да колдонулат. Минералдык майлардан айырмаланып, алар илешкектүүлүгүн сактап, жумушчу тетиктердин: компрессорлордун, редукторлордун, подшипниктердин жогорку жана төмөнкү температурада да бетинде коргоочу пленканы түзөт. Суулуу суутек фториди айнекти оюп алууда (матировкалоодо), ошондой эле кремнийди иштетүү үчүн колдонулган жарым өткөргүч өнөр жайында чоң мааниге ээ.
Фторлуу пластмассалар
Алардын эң популярдуусу тефлон (фторопласт - 4). Бул абдан кокустан табылган. Фреондорду синтездөө менен алектенген органикалык химик Рой Плункетт газ түрүндөгү этилен тетрахлориди бар баллондордон анормалдуу төмөн температурада сакталган, газ эмес, ак порошок, тийгенде майлуу болгон. Жогорку басымда жана төмөнкү температурада экени белгилүү болдутетрафторэтилен полимерленген.
Бул реакция жаңы пластикалык массанын пайда болушуна алып келди. Кийинчерээк, ал Teflon деп аталып калган. Ал өзгөчө ысыкка жана суукка туруштук берет. Тефлондук каптамалар тамак-аш жана химия өнөр жайларында, жабышпаган касиеттери бар идиштерди өндүрүүдө ийгиликтүү колдонулат. Ал тургай 70 оС фторопласт жасалган буюмдар - 4 касиеттерин жоготпойт. Тефлондун жогорку химиялык инерттүүлүгү өзгөчө. Ал агрессивдүү заттар - щелочтор жана кислоталар менен тийгенде жок кылынбайт. Бул нитрат жана сульфат кислоталарын, аммоний гидроксиди, каустикалык сода алуу боюнча технологиялык процесстерде колдонулуучу жабдуулар үчүн өтө маанилүү. Фторопласттар кошумча компоненттерди камтышы мүмкүн - модификаторлор, мисалы, айнек булалары же металлдар, натыйжада алар касиеттерин өзгөртүшөт, мисалы, ысыкка туруктуулукту жана эскирүүгө туруктуулукту жогорулатат.
Фторид суутекинин диссоциациясы
Буга чейин биз HF молекулаларында күчтүү коваленттик байланыш түзүлөөрүн, мындан тышкары алар өзүлөрү агрегаттарга биригип, суутек байланыштарын түзө аларын айтканбыз. Ошондуктан фторид суутекинин диссоциациялануу даражасы төмөн жана суудагы эритмеде иондорго начар бөлүнөт. Гидрофтор кислотасы хлорид же бромидге караганда алсызыраак. Анын диссоциацияланышынын бул өзгөчөлүктөрү туруктуу, кислота туздардын болушун түшүндүрөт, ал эми хлорид да, йод да аларды түзбөйт. Фторид суутектин суудагы эритмесинин диссоциациялануу константасы 7x10-4, бул анын эритмесинде диссоциацияланбаган көп сандагы заттар бар экендигин тастыктайт.молекулалар жана суутек жана фтор иондорунун аздыгы бар.
Фторгидрид кандай коркунучтуу
Газ түрүндөгү да, суюк суутек фториди да уулуу экенин белгилей кетүү керек. Зат коду 0342. Фтор кислотасы наркотикалык касиетке да ээ. Анын адам организмине тийгизген таасири тууралуу бир аз кийинчерээк токтолобуз. Классификатордо бул зат, ошондой эле суусуз фторгидрид экинчи коркунуч классына кирет. Бул биринчи кезекте фтор кошулмаларынын оңой тутануу жөндөмдүүлүгүнө байланыштуу. Тактап айтканда, бул касиет өзгөчө газ түрүндөгү фториди суутек сыяктуу кошулмада көрүнүп турат, анын өрт жана жарылуу коркунучу өзгөчө жогору.
Абадагы фторид суутекинин деңгээлин эмне үчүн аныктоо керек
Лут шпатынан жана күкүрт кислотасынан алынган ЖФ өнөр жай өндүрүшүндө буулары атмосферага кирип турган газ түрүндөгү продукциянын коромжу болушу мүмкүн. Эске салсак, фториди суутек (коркунучтуу классы экинчи) өтө уулуу зат жана анын концентрациясын дайыма өлчөөнү талап кылат. Өнөр жайдын эмиссияларында көп сандагы зыяндуу жана потенциалдуу коркунучтуу химиялык заттар, биринчи кезекте азот жана күкүрт оксиддери, оор металл сульфиддери жана газ түрүндөгү суутек галогениддери бар. Алардын ичинен чоң үлүш фторид суутекине туура келет, анын ЧДКсы атмосфералык абада суткасына фтор менен эсептегенде 0,005 мг/м3 түзөт. Барабандуу мештер жайгашкан заводдук участоктор үчүн максималдуу жол берилген концентрация (ЧРК) 0,1 болушу керек.мг/м3.
Фторид суутек газ анализаторлору
Атмосферага кандай зыяндуу газдар жана канча өлчөмдө түшкөнүн билүү үчүн атайын өлчөөчү приборлор бар. ЖЖ бууларын аныктоо үчүн фотоколориметриялык газ анализаторлор колдонулат, мында ысытуу лампалары да, жарым өткөргүчтүү жарык берүүчү диоддор да нурлануунун булагы катары пайдаланылат, ал эми фотодетектордун ролун фотодиоддор жана фототранзисторлор аткарышат. Атмосфералык абадагы фториддик суутекти аныктоо инфракызыл газ анализаторлор менен да жүргүзүлөт. Алар абдан сезимтал. HF молекулалары 1-15 мкм диапазондо узун толкундуу нурланууну сиңирет. Атмосфералык абада жана өнөр жай ишканаларынын жумушчу зонасында уулуу калдыктарды аныктоо үчүн колдонулуучу приборлор ЖЧ концентрациясынын жол берилген норманын чегинде да, өзүнчө экстремалдык учурларда да (техногендик кырсыктар, электр менен жабдуунун үзгүлтүккө учурашынан улам технологиялык циклдердин үзгүлтүккө учурашы) өзгөрүшүн каттайт., жана башкалар.). Бул функцияларды фториддик суутектин термокондуктометрдик газ анализаторлору аткарат. Пром. алар газ аралашмасынын составына ЖЧнын жылуулук өткөрүмдүүлүгүнүн көз карандылыгына жараша эмиссияларды дифференциялашат.
Фторгидриддин адам организмине зыяндуу таасири
Суусуз суутек фториди да, анын суудагы эритмеси болгон фторид кислотасы да коркунучтун экинчи классына кирет. Бул кошулмалар өзгөчө терс таасирин тийгизет жашоо системалары: жүрөк-кан тамыр, бөлүп чыгаруу, дем алуу, ошондой эле тери жана былжыр чел. Тери аркылуу бир заттын киришибайкалбастан жана симптомсуз өтөт. Токсикоз кубулуштары эртеси күнү пайда болушу мүмкүн, алар көчкү деп диагноз коюшат, тактап айтканда: териде жаралар пайда болот, көздүн былжыр челинин бетинде күйүк пайда болот. Өпкө ткандары альвеолалардын некротикалык жабыркоосунан улам бузулат. Интерстициалдык суюктукка кирген фтор иондору андан кийин клеткаларга кирип, алардагы нерв тканынын, кандын, ошондой эле бөйрөк түтүкчөлөрүнүн – нефрондордун структураларынын курамына кирген магний жана кальций бөлүкчөлөрүн байланыштырат. Ошондуктан атмосферадагы газ түрүндөгү суутек фторидинин жана фтор кислотасынын бууларынын курамына кылдат байкоо жүргүзүү өзгөчө актуалдуу.
