Syre(II)fluorid

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 18 maj 2021; kontroller kräver 10 redigeringar .

Syrefluorid (II).

Allmän

Systematiskt
namn

Syrefluorid (II).

Chem. formel

F2O _ _

Råtta. formel

AV 2

Fysikaliska egenskaper

blekgul gas

54 g/ mol

1,59 g/cm³

13,11 ± 0,01 eV [1]

Termiska egenskaper

Temperatur

• smältning

-224°C

• kokande

-145°C

• nedbrytning

över 200 °C

Kritisk punkt

-58 °C, 49 bar

Entalpi

• utbildning

-25,2 kJ/mol

Ångtryck

1 ± 1 atm [1]

Klassificering

231-996-7

InChI=1S/F2O/cl-3-2UJMWVICAENGCRF-UHFFFAOYSA-N

RTECS

RS2100000

CHEBI

Säkerhet

LC50: 1-2 mg/m3*1 timme (råttor, inandning)

Giftighet

Extremt giftig, SDYAV

ECB ikoner

NFPA 704

0 fyra 3 OXE

Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges.

Mediafiler på Wikimedia Commons

Syre (II)fluorid , syredifluorid , OF2 . Under normala förhållanden är det en färglös giftig gas som vid kylning kondenserar till en ljusgul (guldgul i tjocka lager) vätska . Syre(II)fluorid har en irriterande lukt , något annorlunda än lukten av fluor (en blandning av blekmedel och ozon ).

Upptäckt

Syredifluorid upptäcktes först 1929 av Paul Lebeau och Augustine Damien , och en tid senare studerades i detalj av Ruff och Menzel.

Systematiskt namn

I litteraturen kallas denna förening ibland för fluoroxid (F 2 O). Detta är dock inte sant, eftersom fluoratomen är mer elektronegativ än syre, och enligt IUPAC- reglerna ska denna förening kallas syrefluorid (OF 2 ). Även om det vanliga elektronparet praktiskt taget inte skiftar från syreatomen till fluoratomen .

Fysiska egenskaper

Flytande syrefluorid är oändligt blandbar med flytande ozon , fluor och syre . Det är dåligt lösligt i kallt vatten (cirka 7:100 i volym). Samtidigt löser det upp luft ganska bra .

Molekylen har ett svagt dipolmoment lika med 0,3 D.

Får

Framställningen av syre(II)fluorid sker fortfarande enligt den så kallade "alkaliska" metoden genom att gasformig fluor passerar in i en 2% (0,5 N) vattenlösning av natriumhydroxid (NaOH). Förutom syre(II)fluorid bildas väteperoxid och ozon parallellt :

{\mathsf {2F_{2}+2NaOH\högerpil OF_{2}\uparrow +2NaF+H_{2}O))

{\mathsf {24F_{2}+18NaOH\rightarrow 9OF_{2}\uparrow +12HF+18NaF+3H_{2}O_{2}+O_{3}\uparrow ))

Det är också möjligt att erhålla syre(II)fluorid genom elektrolys av en vattenlösning av HF .
När vatten brinner i en fluoratmosfär bildas också delvis syredifluorid och väteperoxid . Detta beror på förekomsten av radikala reaktioner:

{\mathsf {F_{2}+H_{2}O\högerpil 2HF\uparrow +O:))

— initiering av fria radikaler med bildandet av den diradikala O:

\mathsf{2O: \rightarrow O_2}

- dominerande process

\mathsf{O: + H_2O \rightarrow H_2O_2}

{\mathsf {O:+F_{2}\rightarrow OF_{2}\uparrow }}

För att erhålla ren syrefluorid genom växelverkan mellan vatten och fluor måste denna reaktion utföras vid -40°C. Reaktionen fortskrider enligt radikalkedjemekanismen:

${\mathsf {H_{2}O+2F_{2}\xrightarrow {-40^{o}C} \ OF_{2}\uparrow +2HF))$

Interaktion mellan syre och fluor under inverkan av ultraviolett eller elektrisk urladdning . Syre även under inverkan av ultraviolett sönderfaller till fria radikaler :

${\mathsf {O_{2}+2F_{2}\xrightarrow {UV} \ 2OF_{2}\uparrow }}$

Kemiska egenskaper

Syredifluorid är ett mycket energiskt oxidationsmedel , och i detta avseende liknar det fritt fluor i styrka och ozon när det gäller oxidationsmekanismen , men reaktioner som involverar syre (II)fluorid kräver en högre aktiveringsenergi , eftersom atomärt syre bildas i första steget (as och ozon ). Den termiska nedbrytningen av syre(II)fluorid är en monomolekylär reaktion med en aktiveringsenergi på 41 kcal/mol och startar endast vid temperaturer över 200 °C.

När det löses i varmt vatten genomgår det hydrolys . Detta producerar vätefluorid och vanligt syre . I en alkalisk miljö går nedbrytningen ganska snabbt.

En blandning av syredifluoridånga och vatten är explosiv:

{\mathsf {OF_{2}+H_{2}O\högerpil 2HF\uparrow +O_{2}\uparrow ))

Syre(II)fluorid verkar inte på torrt glas och kvarts , utan verkar (intensivt) på metalliskt kvicksilver , vilket utesluter användning av kvicksilver i enheter med oxygen(II)fluorid. Syre(II)fluorid verkar mycket långsamt på gasventilsmörjmedel.

Interaktion med metaller

På koppar , platina , guld , silver , bildar syre(II)fluorid endast de tunnaste skyddsfilmerna av fluorider , vilket gör att dessa metaller kan användas i kontakt med syre(II)fluorid vid rumstemperatur. När temperaturen stiger till 250 ° C sker ytterligare oxidation av metaller . De mest lämpliga metallerna för att arbeta med syredifluorid är aluminium och magnesium . Rostfria stål, nickel , monel , magnesium -kopparlegering (92/8), mässing och koppar förändras också lite i vikt när de utsätts för syre(II)fluorid i 1-1,5 veckor vid 100 °C.

Applikation

På grund av den höga aktiveringsenergin av syre(II)fluoridnedbrytning, kan denna förening relativt säkert blandas med många kolväten , väte , kolmonoxid och andra ämnen, vilket är extremt viktigt i den praktiska användningen av syre(II)fluorid som en mycket hög effektiv raketbränsleoxidationsmedel . Eftersom syre(II)fluorid inte exploderar när den blandas med brännbara material och när den värms upp (av sig själv), är användningen ganska säker.

Experiment med användning av syre(II)fluorid i gasdynamiska kemiska lasrar har haft stor framgång. Med bättre prestanda än fluor kan syre(II)fluorid ta sin rättmätiga plats som en komponent för kraftfulla stridslaservapen. .

Toxicitet

Syre(II)fluorid OF 2 (syredifluorid) är extremt giftig (graden av toxicitet är jämförbar med den för fosgen COCl 2 ), mycket giftigare än elementärt fluor , eftersom det orsakar allvarlig irritation av kroppsvävnader , penetrerar mycket djupt och löses upp. i dem (djupare än fluor), gör det svårt att andas. Det är bedömt som högsta toxicitet enligt NFPA 704 för toxikologi . Toxicitetsklass - 1.

Dödlig dos ( LC50 ) - 1-2 mg/m3 * 1 timme (även mindre än cyanväte ).

Syredifluorid är skadligt för miljön .

Omnämnanden i litteraturen

I Robert L. Forwards science fiction-roman Camelot 30K användes syredifluorid som ett biokemiskt lösningsmedel för livsformer som lever i solsystemets Kuiperbälte . Även om syrefluorid kommer att vara fast vid 30 K, är fiktiva främmande organismer endotermiska och kan genom radiotermisk uppvärmning använda flytande syrefluorid som blod.

Se även

Anteckningar

↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0475.html

Litteratur

S. Sarner. Kemi av raketdrivmedel. förlag "Mir", Moskva , 1969.
Schmidt EW, Harper JT, Hantering och användning av fluor- och fluor-syreblandningar i raketsystem , Lewis Research Center, NASA SP-3037, Cleveland, Ohio, 1967.

Fluorider

HF
DF

LiF

BeF2 _

BF 3

CF4 _

N 2 F 2
N 2 F 4
NF 3
NH 4 F

O 4 F 2
O 2 F 2
AV 2

NaF

MgF2 _

AlF 3

SiF 2
Si 3 F 8
Si 4 F 10
SiF 4