Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2013 » Август » 29 » Фтор
22:22
Фтор

Фтор является крайне агрессивным веществом, в виду наибольшей электроотрицательности среди элементов таблицы Менделеева. Его название происходит от греческого слова "фторос”, что значит гибель, разрушение. Это название дали фтору из-за гибели примерно дюжины исследователей, пытавшихся получить фтор электролизом расплава. При этом, фтор разрушал экспериментальную установку и поражал ученых. Первым, кому удалось выделить фтор в чистом виде, был французский химик Г. Муассан. Это случилось в 1866 году, ученый использовал электролизер из наиболее коррозионностойкого из известных материалов – платины. Стоимость этого прибора была, конечно, нескромная (более 10 кг платины) но, наука – это весьма капиталоемкая область деятельности.

Фтор получают электролизом по сей день, для промышленных установок используют такие материалы как: тефлон (политетрафторэтилен), высоколегированные стали и некоторые сорта керамики. Стекло фтором разрушается до четырехфтористого кремния (жидкость) и фторидов остальных элементов. По причине наиболее высокой электроотрицательности, фтор вступает во взаимодействие со всеми элементами периодической таблицы, за исключением инертных газов и наиболее благородных металлов.

В природе фтор встречается в виде солей, наиболее распространенными из которых являются: флюорит CaF2, фторапатит 3Ca3(PO4)2.CaF2, криолит AlF3.3NaF. В живых организмах фтор наиболее типичен для костей и эмали зубов. Из растений, им наиболее богаты лук и чечевица.

В современной промышленности фтор получают электролизом расплавленного KF.2HF (температура плавления 70оС). Иногда используют угольные электроды, которые достаточно долго противостоят коррозии, но, происходит выделение в атмосферу четырехфтористого углерода, который относится к фреонам. Это вынуждает тратить много средств на очистные сооружения, иначе пострадает озоновый слой.

Если появляется необходимость получения фтора в лабораторных условиях, например для фторирования органического соединения, собирают герметичную установку с небольшим электролизером. Но, это исключительный случай.

При комнатных условиях фтор бледно-желтый газ с резким раздражающим запахом, напоминающим запах хлора или озона. Температура плавления -220оС, температура кипения -188оС. Фтор почти ни когда не хранят и не перевозят, его сразу расходуют на получение продукции. Исключение составляют только окислители для жидких ракетных топлив на основе фтора. Но, они пока не выходят из стадии полигонных испытаний.

Так как, фтор наиболее электроотрицательный элемент, то энергия сгорания любого топлива в нем будет максимальная из возможного. Удельный импульс таких систем на 20-40% выше, чем для жидкого кислорода. Удельный импульс зависит также от потерь на трение в истекающей реактивной струе. Чем больше масса и размеры атомов и молекул, движущихся в реактивной струе, тем чаще и сильнее они соударяются, следовательно, больше энергии теряется на внутреннее трение истекающей газопаровой струи. При повышении давления газовой смеси повышается роль внутреннего трения. Атом фтора в этом отношении близок к атому кислорода.

К сожалению, на сегодняшний день промышленность не может обеспечить подходящие конструкционные материалы и достаточно эффективные технологии охлаждения топливного отсека ракетоносителей.

Фтор не используется в качестве окислителя для сварки и резки металлов по причине высокой агрессивности продуктов горения.

Интересный факт, если направить струю фтора на поверхность воды, происходит самовоспламенение паров воды во фторе. При этом пламя имеет фиолетовый цвет, а в продуктах горения присутствует много фтороводорода.

Золото и платина воспламеняются в атмосфере фтора при их нагревании выше 300оС.

Основные области применения фтора: получение тефлона и других фторсодержащих пластических масс, а также фреонов для холодильных установок. Фтористый водород используют для травления стекла, при этом получают рельефный рисунок. Также, фтористый водород незаменим для органического синтеза, например, для получения тетрафторборатов диазосоединений – ценных исходных веществ для органического синтеза.

В отличие от других галогеноводородов, фтороводород образует сильные водородные связи, которые доминируют над реакцией диссоциации молекул фтороводорода. Равновесие смещается только в разбавленных растворах. Таким образов, фтористый водород подчиняется закону разбавления Оствольда, значит, является слабым электролитом. Это происходит по причине небольших размеров аниона фтора, что мешает диполям растворителя растащить анион и катион водорода.

При температуре 20оС, формула фтористого водорода – (HF)3, а при 30оС – (HF)2, а при 90оС – HF. Сжижение фтороводорода происходит при 19,6оС. При температурах близких к нулю градусов Цельсия, цепочки фтористого водорода включают сотни молекул. При растворении стекла происходит образование воды и тетрафторида кремния.

За счет своей уникальности, фтор незаменим для современной науки и техники, как и его соединения.

Категория: Химия элементов | Просмотров: 1559 | Добавил: Chemadm | Теги: фреоны, окислители топлива, соединения фтора | Рейтинг: 4.7/24
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]