Химические свойства плавиковой кислоты уравнения реакций

Соединения фтора

Фтороводород, плавиковая кислота (HF)

Способы получения фтороводорода

• Из простых веществ:

• Действие концентрированной H₂SO₄ на фториды металлов:

Физические свойства и строение фтороводорода

Фтороводород HF — бесцветная легкоподвижная и легкоиспаряющаяся жидкость с резким, удушающим запахом.

По сравнению с другими галогенводородами HF имеет аномально высокие Т_пл. (

83°С) и Т_кип. (19,5°С), т.к. молекулы HF объединяются водородными связями в прочные ассоциаты (HF)_n :

Плавиковая кислота

Фтороводород неограничено растворяется в воде с образованием раствора слабой кислоты (К_дисс = 6,8-10 -4 ). Плавиковая кислота растворяет кварц, стекло и все силикаты, по причине чего и получила такое название.

Химические свойства фтороводорода

Общие свойства кислот

Проявляет все свойства кислот.

• Взаимодействие с металлами:

Металлы легко окисляются плавиковой кислотой, однако некоторые металлы образуют на поверхности малорастворимую защитную пленку фторидов, поэтому в кислоте не растворяются (например, Pb).

На платину и золото плавиковая кислота не действует.

Эффективным растворителем металлов является смесь HF и HNО₃:

• Взаимодействие с неметаллами:

HF и смесь HF + HNО₃ взаимодействуют с кремнием:

• медленно растворяет оксид кремния SiО₂ :

Фторноватистая кислота (фтороксигенат(0) водорода) HOF

HOF — бесцветные жидкость и газ (выше 0ºС). Соединение весьма летучее и термически неустойчивое. Кислотных свойств не проявляет, солей не образует. Однако ковалентные производные формального замещения водорода называют гипофторитами.

Получение фторноватистой кислоты

• Получают при фторировании льда при температуре −40 C:

Химические свойства фторноватистой кислоты

• Разлагается при температуре 19 °С:

Разложение часто сопровождается взрывом

HOF + 2NaOH = NaF + NaHO₂ + H₂O

Плавиковая кислота

Плавиковая кислота
Систематическое наименование	фтороводород
Традиционные названия	плавиковая кислота
Хим. формула	HF
Состояние	бесцветная жидкость
Молярная масса	20.0063 г/моль
Плотность	1,258 (70 %)
Температура
• плавления	−75 (70 %)
• кипения	85,8 (70 %) °C
• вспышки	негорючая °C
Константа диссоциации кислоты pKa	3,17
Растворимость
• в воде	смешивается
ГОСТ	ГОСТ 10484-78
Рег. номер CAS	7664-39-3
Рег. номер EINECS	231-634-8
RTECS	MW7875000
Пиктограммы ECB
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Плавиковая кислота (фтороводородная кислота, фтористоводородная кислота, гидрофторидная кислота) — водный раствор фтороводорода (HF). Промышленностью выпускается в виде 40 % (чаще), а также 50 % и 72 % растворов. Название «плавиковая кислота» происходит от плавикового шпата, из которого получают фтороводород. Соли плавиковой кислоты называют фторидами, все растворимые в воде фториды токсичны.

Содержание

• 1 Свойства
  • 1.1 Физические
  • 1.2 Химические
• 2 Техническая плавиковая кислота
• 3 Применение
• 4 Токсичные свойства

Свойства

Физические

Бесцветная легкоподвижная жидкость с резким запахом и обжигающим «уксусным» вкусом. Растворение фтористого водорода в воде сопровождается довольно значительным выделением тепла (59,1 кДж/моль). Для него характерно образование содержащей 38,6 % HF и кипящей при 114 °C азеотропной смеси (по другим данным 37,5 % и t_кип 109 °C). Такая азеотропная смесь получается в конечном счёте при перегонке как концентрированной, так и разбавленной кислоты.

При низких температурах фтористый водород образует нестойкие соединения с водой состава H₂O·HF, H₂O·2HF и H₂O·4HF. Наиболее устойчиво из них первое (t_пл −35 °C), которое следует рассматривать как фторид гидроксония — [H₃O]F. Второе является гидрофторидом гидроксония [H₃O][HF₂].

Химические

Плавиковая кислота — кислота довольно слабая (средней силы) (константа диссоциации составляет 6,8⋅10 −4 , степень диссоциации 0,1 н. раствора 9 %), однако она разъедает стекло и другие силикатные материалы, поэтому плавиковую кислоту хранят и транспортируют в полиэтиленовой таре.

Реакция идёт с выделением газообразного фторида кремния (SiF₄):

Реагирует со многими металлами с образованием фторидов (свинец не растворяется в плавиковой кислоте, так как на его поверхности образуется нерастворимый фторид PbF₂; платина, палладий и золото также не растворяются), не действует на парафин, который используют при хранении этой кислоты.

Техническая плавиковая кислота

Техническая плавиковая кислота обычно содержит ряд примесей — Fe, Rb, As, кремнефтористоводородную кислоту H₂SiF₆, SO₂ и др.

Для грубой очистки её перегоняют в аппаратах из платины или свинца, отбрасывая первые порции дистиллята.

Для получения более чистой кислоты техническую кислоту переводят в гидрофторид калия, затем разлагают его нагреванием, растворяя фтористый водород в дистиллированной воде.

Крепкая плавиковая кислота (более 60 % HF) может сохраняться и транспортироваться в стальных ёмкостях, но разъедает стекло. Для хранения плавиковой кислоты и работы с ней в лабораторных условиях требуются сосуды из тефлона, полиэтилена и других пластмасс.

Применение

Крупный потребитель фтороводородной кислоты — алюминиевая промышленность.

• Раствор фтороводорода применяется для прозрачного травления силикатного стекла (например — нанесение надписей — для этого стекло покрывают парафином, прорезая отверстия для травления). Матовое травление получают в парах фтороводорода.
• Для травления кремния в полупроводниковой промышленности.
• В составе травильных, травильно-полировальных смесей, растворов для электрохимической обработки нержавеющей стали и специальных сплавов.
• Получение фторидов, кремнефторидов и борфторидов, фторорганических соединений, а также соответствующих кислот (кремнефтороводородная кислота и борфтороводородная кислота), синтетических смазочных масел и пластических масс.
• Для растворения силикатов при различного рода анализах.
• В процессе алкилирования, в качестве катализатора в реакции изобутана и олефина.

Токсичные свойства

Плавиковая кислота ядовита. Возможны острые и хронические отравления с изменением крови и кроветворных органов, органов пищеварительной системы, отёк лёгких.

Обладает выраженным эффектом при вдыхании, раздражающим действием на кожу и слизистые оболочки глаз (вызывает болезненные ожоги и изъязвления); кожно-резорбтивным, эмбриотропным, мутагенным и кумулятивным действием. Ей присвоен второй класс опасности для окружающей среды; чистый фтороводород также принадлежит ко второму классу опасности.

При попадании на кожу в первый момент не вызывает сильной боли, легко и незаметно всасывается, но через короткое время вызывает отёк, боль, химический ожог и общетоксическое действие. Симптомы от воздействия слабо концентрированных растворов могут появиться через сутки и даже более после попадания их на кожу.

При попадании в кровь через кожу связывает кальций крови и может вызвать нарушение сердечной деятельности. Ожоги площадью более чем 160 см 2 опасны возможными системными токсическими проявлениями.

Токсичность плавиковой кислоты и её растворимых солей предположительно объясняется способностью свободных ионов фтора связывать биологически важные ионы кальция и магния в нерастворимые соли ( отравление фторидами ). Поэтому для лечения последствий воздействия плавиковой кислоты часто используют глюконат кальция, как источник ионов Ca 2+ . Пострадавшие участки при ожогах плавиковой кислотой промываются водой и обрабатываются 2,5 % гелем глюконата кальция. Тем не менее, поскольку кислота проникает сквозь кожу, простого промывания недостаточно и необходимо обращение к врачу для проведения лечения. Высокую эффективность показали внутриартериальные инфузии хлорида кальция.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) плавиковой кислоты:

Фторид калия: способы получения и химические свойства

Фторид калия KF — соль щелочного металла калия и плавиковой кислоты. Белое вещество, плавится без разложения. Хорошо растворяется в воде.

Относительная молекулярная масса Mr = 58,10; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 2,48; t_пл = 857º C

Способ получения

1. Фторид калия можно получить путем взаимодействия при комнатой температуре калия и фтора:

2K + F₂ = 2KF

2. В результате взаимодействия разбавленной плавиковой кислоты и разбавленного раствора гидроксида калия, образуется фторид калия и вода:

KOH + HF = KF + H₂O

3. Карбонат калия взаимодействует с разбавленной плавиковой кислотой, образуя фторид калия, воду и углекислый газ:

4. При 310–400º C гидродифторид разлагается на фторид калия и фтороводородную кислоту:

K(HF₂) = KF + HF

Качественная реакция

Качественная реакция на фторид калия — взаимодействие его с хлоридом кальция, в результате реакции происходит выпадение белого осадка:

1. При взаимодействии с хлоридом кальция , фторид калия образует фторид кальция и хлорид калия:

2KF + CaCl₂ → 2KCl + CaF₂↓

Химические свойства

1. Фторид калия вступает в реакцию со сложными веществами :

1.1. Фторид калия вступает во взаимодействие с кислотами:

1.1.1. При кипении в результате взаимодействия с концентрированной серной кислотой фторид калия образует сульфат калия и газ фтороводород:

1.1.2. В реакции с концентрированной фтороводородной кислотой фторид калия образует гидродифторид калия:

KF + HF = K(HF₂)

1.2. Фторид калия реагирует с основаниями :

1.2.1. При кипении насыщенный раствор гидроксида лития реагирует со фторидом калия с образованием гидроксида калия и осадка фторида лития: