Фтор калий


Калий фтористый кислый, важный реактив для металлургии

Калий фтористый кислый — неорганическое соединение, кислая соль калия и фтороводородной кислоты HF. В литературе вещество часто называют гидрофторидом или бифторидом калия. Его формула KHF2, иногда ее записывают иначе: KF·HF.

Получают кислый фтористый калий, чаще всего, с помощью взаимодействия концентрированной фтороводородной кислоты HF на:
• фторид калия KF;
• гидроокись калия (едкий калий) KOH;
• углекислый калий K2CO3;
• металлический калий.

Свойства

Реактив представляет собой водорастворимый гигроскопичный мелкокристаллический порошок белого цвета. Почти не растворяется в этиловом спирте. Во влажном воздухе поглощает влагу и выделяет агрессивный фтороводород. При нагревании разлагается на фторид калия и газообразный HF. Токсичен. Не горит, не взрывается.

Водный раствор бифторида калия имеют кислую реакцию. При температурах выше +100 °С реагирует с кислотами, образуя новую соль этой кислоты и газ фтороводород. При взаимодействии со щелочами получается фторид калия KF и вода.

Меры предосторожности

Гидрофторид калия относится к веществам 2-го класса опасности для человека. Вдыхание пыли или аэрозоля могут привести к хроническому и даже острому отравлению и поражению важных органов. Попадание порошка на влажную кожу или в глаза вызывает химический ожог.

На предприятиях, где работники сталкиваются с реактивом, следует вести постоянный контроль его концентрации в воздухе. Сотрудники должны использовать средства защиты органов дыхания, глаз и кожи: респираторы, лицевые маски или защитные очки, спецодежду с длинными рукавами и перчатки. Рабочее место обязательно должно быть расположено в помещении с принудительной вентиляцией.

Хранят бифторид калия в герметичной упаковке, чаще всего в полипропиленовых или полиэтиленовых мешках, в условиях сухих вентилируемых помещений. Склад не должен быть отапливаемым, рядом с реактивом не должно быть нагревательных приборов. Очень важно защитить продукт от влаги.

Применение

• Для выплавки стекла, стойкого к воздействию фтороводородной кислоты (обычные стекла этой кислотой разрушаются).
• В обычных условиях реактив устойчив к воздействию большинства кислот, поэтому используется для создания покрытий для емкостей, в которых перевозят и хранят кислоты и другие агрессивные жидкости.
• В металлургии — для удаления с поверхностей любых металлов оксидных пленок, мешающих пайке (используется в качестве флюса).
• Для травления металлических и стеклянных поверхностей.
• Одно из немногих веществ, которые подходят для пайки серебра.
• В химпроме — для синтеза производных фтора, в том числе фторорганических соединений.
• Для промышленного и лабораторного получения фтора, газообразного фтороводорода (промышленный способ получения фтора — электролиз расплава бифторида калия).
• Для разложения стойких оксидов и силикатов некоторых редкоземельных элементов и минералов.

Фтор - Информация об элементе, свойства и применение

Расшифровка:

Химия в ее элементе: фтор

(Promo)

Вы слушаете Химию в ее элементе, представленную вам журналом Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Крис Смит

На этой неделе это не сильная кислота, но она определенно смертельна.

Кира Дж. Вайсман

37-летний техник пролил себе на колени всего несколько сотен миллилитров во время обычного палеонтологического эксперимента. Он принял обычные меры предосторожности в таких ситуациях, быстро облившись водой из лабораторного шланга, и даже нырнул в ближайший бассейн, пока парамедики были в пути. Но через неделю врачи удалили ногу, а через неделю он умер. Виновник: плавиковая кислота (в просторечии известная как HF), и несчастный человек был не первой ее жертвой.

В отличие от своих близких родственников, соляной и бромистоводородной кислот, HF является слабой кислотой. Это, в сочетании с его небольшим размером молекулы, позволяет ему проникать в кожу и быстро мигрировать в более глубокие слои ткани. Пройдя через эпидермис, HF начинает диссоциировать, высвобождая высокореактивный фторид-ион. Свободный фторид прочно связывается как с кальцием, так и с магнием, образуя нерастворимые соли, которые осаждаются в окружающих тканях. Лишенные сопутствующих факторов, важные метаболические ферменты больше не могут функционировать, клетки начинают умирать, ткани - разжижаться, а кости - разъедать.И если потеря кальция происходит достаточно быстро, такие мышцы, как сердце, перестают работать. Ожоги с концентрированной HF с поражением всего 2,5% поверхности тела - например, размера подошвы стопы - закончились смертельным исходом.

HF имеет долгую историю деструктивного поведения, унесшего жизни нескольких химиков в 1800-х годах, в том числе бельгийца Полена Луайе и француза Жерома Никлеса. Эти отважные ученые боролись за то, чтобы первыми выделить элементарный фтор (F 2 ) из его различных соединений с помощью электролиза.Однако в 1886 году это удалось соотечественнику Никлеса, Анри Муассану. Чтобы добиться этого, Муассану пришлось бороться не только с HF - предпочтительным электролитом в таких экспериментах, но и с самим фтором, очень реактивным газом. Его ключевым нововведением было создание устройства из платины, одного из немногих металлов, способных противостоять атаке, при охлаждении раствора электролита до -50 ° C для ограничения коррозии. Подвиг Муассана принес ему Нобелевскую премию по химии 1906 года, но празднование длилось недолго.Еще одна жертва токсического действия фтора, он умер всего два месяца спустя. Тем не менее, метод Муассана выжил и используется сегодня для производства многотонных количеств фтора из руды плавикового шпата.

По иронии судьбы, хотя элементарный фтор явно вреден для вашего здоровья, атомы фтора присутствуют примерно в 20% всех фармацевтических препаратов. Популярный антидепрессант Прозак, препарат для снижения уровня холестерина Lipitor и антибактериальный препарат Ципро - все они имеют фтор, которым они обязаны своим успехом. Как это возможно? Потому что обратной стороной чрезвычайной реакционной способности фтора является прочность связей, которые он образует с другими атомами, особенно с углеродом.Это свойство делает фторорганические соединения одними из самых стабильных и инертных веществ, известных человеку. Особый статус фтора также проистекает из «фторного фактора», способности этого маленького атома точно настраивать химические свойства всей молекулы. Например, замена водорода фтором может защитить лекарства от разложения метаболическими ферментами, продлевая их активную жизнь в организме. Или же введенный фтор может изменить форму молекулы, чтобы она лучше связывалась с целевым белком.Такие точные химические манипуляции теперь можно проводить в фармацевтических лабораториях с использованием множества безопасных, имеющихся в продаже фторирующих агентов, или же сложные преобразования можно просто поручить кому-то другому.

Большинству из нас тоже нужно благодарить фтор за свои сияющие улыбки. Средствами для борьбы с кариесами в зубной пасте являются неорганические фториды, такие как фторид натрия и монофторфосфат натрия. Фторид не только уменьшает количество растворяющей эмаль кислоты, производимой бактериями зубного налета, но и помогает в процессе восстановления зубов, проникая в эмаль, образуя еще более твердую поверхность, которая противостоит будущим атакам.И на этом список медицинских приложений не заканчивается. Усыпление доставляет немного меньше беспокойства благодаря фторированным анестетикам, таким как изофлуран и десфлуран, которые заменили легковоспламеняющиеся и взрывоопасные альтернативы, такие как диэтиловый эфир и хлороформ. Фторуглероды также являются одними из ведущих кандидатов в разработке в качестве искусственной крови, поскольку кислород более растворим в этих материалах, чем в большинстве других растворителей. А радиоактивный фтор ( 18 F, а не встречающийся в природе 19 F) является ключевым ингредиентом позитронно-эмиссионной томографии (или ПЭТ), метода визуализации всего тела, который позволяет обнаруживать раковые опухоли до их распространения.

Фторохимические продукты также являются основой промышленности. Одним из самых известных является полимерный политетрафторэтилен, более известный как тефлон, который считается самым скользким твердым телом в мире. Обладая высокой термостабильностью и водонепроницаемостью, он используется в качестве покрытия для кастрюль и сковородок, в аэрозолях для выпечки, а также для удаления пятен с мебели и ковров. Нагревание и растяжение превращают тефлон в Gore-tex, пористую мембрану, известную как спортивная одежда. Поры Gore-tex достаточно малы, чтобы не пропускать капли воды, а водяной пар (то есть пот) выходит наружу.Так вы сможете бегать в дождливый день и при этом оставаться сухим. Фтор играет еще одну важную роль в поддержании вашей прохлады, поскольку кондиционеры и бытовые холодильные установки работают на энергоэффективных фторуглеродных жидкостях. И использование фтора не ограничивается землей. Когда космонавты отправляются в космос, они доверяют фторэластомерам, разновидности фторированного каучука. Эти материалы, изготовленные из уплотнительных колец и других уплотнительных устройств, обеспечивают герметичность самолетов даже в экстремальных условиях жары и холода.А когда все же случаются несчастные случаи, космические путешественники могут положиться на огнетушители на основе фторуглерода, чтобы потушить пламя.

Фтор давно известен как «химический тигр». И хотя элемент, безусловно, сохраняет свою дикую сторону, мы можем с полным основанием утверждать, что приручили его. Поскольку когда-либо было обнаружено лишь небольшое количество фторорганических соединений природного происхождения, некоторые могут возразить, что теперь мы используем фтор лучше, чем сама природа.

Крис Смит

Итак, тефлон признан самым скользким предметом в мире, и я готов поспорить, что есть один или два политика, которые бьют за это фтор.Спасибо также Кире Вайсманн из Заарландского университета в Германии. На следующей неделе. Touch

Steve Mylon

Я не могу себе представить, что это все, что кто-то сказал бы, если бы они были достаточно неудачливы, чтобы быть пораженными одноименной болезнью. Болезнь ай-ай.

Заболевание возникает в результате чрезмерного отравления кадмием и впервые было зарегистрировано в небольшом городке примерно в 200 милях к северо-западу от Токио. Рис, выращенный на почвах, загрязненных кадмием, содержал более чем в 10 раз больше кадмия, чем обычный рис.Причина этой болезни - слабые и хрупкие кости, подверженные разрушению из-за высокой пористости.

Крис Смит

И вы можете узнать о факторе ай-ай вместе со Стивом Милоном, когда он раскроет историю кадмия на следующей неделе в «Химии в его элементе». Я Крис Смит, спасибо за внимание и до свидания.

(Промо)

(Окончание промо)

.

Фтор

Химический элемент фтор относится к галогенам и неметаллам. Он был открыт в 1813 году Хамфри Дэви.

Зона данных

Классификация: Фтор - это галоген и неметалл
Цвет: бледно-желтый
Атомный вес: 18.998403
Состояние: газ
Точка плавления: -219.6 o С, 53,6 К
Температура кипения: -188,1 o С, 85,1 К
Электронов: 9
Протонов: 9
Нейтронов в наиболее распространенном изотопе: 10
Электронные оболочки: 2,7
Электронная конфигурация: 2 2 2п 5
Плотность при 20 o C: 0.001696 г / см 3
Показать больше, в том числе: температуры, энергии, окисление,
реакции, соединения, радиусы, проводимости
Атомный объем: 17,1 см 3 / моль
Состав: кубических кристаллов в твердой фазе
Твердость:
Удельная теплоемкость 0,82 Дж г -1 K -1
Теплота плавления 0.510 кДж моль -1 F 2
Теплота распыления 79 кДж моль -1
Теплота испарения 6,62 кДж моль -1 F 2
1 st энергия ионизации 1681 кДж моль -1
2 nd энергия ионизации 3374,1 кДж моль -1
3 rd энергия ионизации 6050.3 кДж моль -1
Сродство к электрону 328 кДж моль -1
Минимальная степень окисления –1
Мин. общее окисление нет. –1
Максимальное число окисления 0
Макс. общее окисление нет. 0
Электроотрицательность (шкала Полинга) 3,98
Объем поляризуемости 0.634 Å 3
Реакция с воздухом нет
Реакция с 3 M HNO 3 ⇒ NO 3 F
Реакция с 6 M HCl сильнодействующий, ⇒ HF, OF 2 , ClF 3
Реакция с 6 М NaOH м высотой, ⇒ O 2 , NaF
Оксид (оксиды) ИЗ 2
Гидрид (-ы) HF (плавиковая кислота)
Хлорид (ы) ClF, ClF 3 , ClF 5
Атомный радиус 50 часов
Ионный радиус (1+ ион)
Ионный радиус (2+ ионов)
Ионный радиус (3+ ионов)
Ионный радиус (1-ионный) 119 вечера
Ионный радиус (2-ионный)
Ионный радиус (3-ионный)
Теплопроводность 0.0277 Вт м -1 K -1
Электропроводность
Температура замерзания / плавления: -219,6 o С, 53,6 К

Ион фтора, из элемента фтора, подавляет кариес.

Кристаллы флюорита (первоначально называемого плавиковым шпатом) при дневном свете.

Те же кристаллы флюорита, флуоресцирующие в темноте после воздействия света. Феномен флуоресценции получил свое название потому, что впервые был обнаружен во флюорите.На самом деле свечение исходит не от фтора, а от небольшого количества европия во флюорите. Фото: Роб Лавинский, iRocks.com

Открытие фтора

Доктор Дуг Стюарт

В 1530 году немецкий минералог Георгиус Агрикола описал использование минерального плавикового шпата при рафинировании металлов. Плавиковый шпат (который, как мы теперь знаем, представляет собой в основном фторид кальция) был очень полезен, потому что он сочетался с нежелательными частями металлических руд, позволяя чистому металлу течь и собираться.

Элемент фтор еще не был открыт, а слово «фтор» в плавиковом шпате произошло от латинского слова «fluere», что означает «течь», потому что это то, что он позволяет металлам. Название элемента фтор произошло от слова «фтор» в плавиковом шпате.

В начале 1800-х годов несколько химиков проводили эксперименты с плавиковым шпатом, в том числе Гей Люссак, Луи Жак Тенар, Хамфри Дэви, Карл Вильгельм Шееле и Джозеф Пристли. (1)

Часто они производили то, что они называли плавиковой кислотой, теперь называемой плавиковой кислотой - высокореактивной и потенциально смертельной кислотой.Даже небольшие брызги этой кислоты на коже могут быть смертельными. (2)

Несколько первых попыток выделить фтор привели к слепоте и смертельному исходу. Английский химик Хамфри Дэви писал: «[плавиковая кислота] - очень активное вещество, и его следует исследовать с большой осторожностью. (1)

В 1809 году французский ученый Андре-Мари Ампер предположил, что плавиковая кислота представляет собой соединение водорода с новым элементом. Он обменялся письмами с Хамфри Дэви, и в 1813 году Дэви объявил об открытии нового элемента фтора, дав ему название, предложенное ему Ампером.

Дэви писал: «… кажется разумным заключить, что во фтористых соединениях существует особенное вещество, обладающее сильным притяжением для металлических тел и водорода… оно может быть названо фтором, имя, предложенное мне М. Ампером». (1)

Фтор был окончательно выделен в 1886 году французским химиком Анри Муассаном, чья собственная работа была прервана четыре раза из-за серьезного отравления, вызванного элементом, который он искал. (3)

Муассан выделил фтор электролизом сухого фтороводорода калия и безводной фтористоводородной кислоты.

Чтобы ограничить коррозию, он проводил свою работу в платиновом контейнере и охладил раствор электролита в нем до -23 o F (-31 o C.) Пробки были сделаны из флюорита (более современное название для наших старый друг плавиковый шпат, с которого мы начали этот раздел). На положительном электроде образовывался фтор. (3)

Анри Муассан получил Нобелевскую премию по химии 1906 года за свои достижения.

Интересные факты о фторе

  • Анри Муассан, первым выделивший фтор, также произвел первые в мире искусственные алмазы, применив огромное давление на древесный уголь.
  • Фтор - наиболее химически активный элемент. Он вступает в реакцию, часто очень активно, со всеми другими элементами, кроме кислорода, гелия, неона и криптона.
  • Фтор - наиболее электроотрицательный элемент. Это означает, что фтор в молекулах притягивает электроны сильнее, чем любой другой элемент.
  • Плавиковая кислота HF растворяет стекло. Его фторид-ионы обладают высоким сродством к кальцию и могут вызвать смерть, нарушая метаболизм кальция в крови при всасывании через кожу.

.

Фтор | химический элемент | Британника

Фтор (F) , наиболее реактивный химический элемент и самый легкий член галогеновых элементов или Группа 17 (Группа VIIa) периодической таблицы. Его химическая активность может быть объяснена его исключительной способностью притягивать электроны (это наиболее электроотрицательный элемент) и небольшим размером его атомов.

Британская энциклопедия, Inc.

Британская викторина

118 символов и названий периодической таблицы викторины

Кр

Свойства элемента
атомный номер 9
атомный вес 18.9984
точка плавления −219,62 ° C (−363,32 ° F)
точка кипения −188 ° C (−306 ° F)
плотность (1 атм, 0 ° C или 32 ° F) 1,696 г / литр (0,226 унции / галлон)
степени окисления −1
электронная конфигурация. 1 с 2 2 с 2 2 p 5

История

Фторсодержащий минерал плавиковый шпат (или флюорит) был описан в 1529 году немецким врачом и минералогом Георгием Агриколой.Представляется вероятным, что сырая плавиковая кислота была впервые получена неизвестным английским стекольником в 1720 году. В 1771 году шведский химик Карл Вильгельм Шееле получил плавиковую кислоту в нечистом состоянии путем нагревания плавикового шпата с концентрированной серной кислотой в стеклянной реторте, которая подверглась сильной коррозии. продукт; В результате в последующих экспериментах с веществом использовались сосуды из металла. Почти безводная кислота была получена в 1809 году, а два года спустя французский физик Андре-Мари Ампер предположил, что это соединение водорода с неизвестным элементом, аналогичным хлору, для чего он предложил название фтор.Плавиковый шпат затем был признан фторидом кальция.

Выделение фтора долгое время было одной из главных нерешенных проблем неорганической химии, и только в 1886 году французский химик Анри Муассан получил этот элемент путем электролиза раствора фтороводорода калия во фтористом водороде. Он получил Нобелевскую премию по химии 1906 года за выделение фтора. Сложность обращения с этим элементом и его токсические свойства способствовали медленному прогрессу в химии фтора.Действительно, до Второй мировой войны элемент казался лабораторным диковинкой. Однако затем использование гексафторида урана для разделения изотопов урана, наряду с разработкой фторорганических соединений, имеющих промышленное значение, сделало фтор значительным промышленным химическим веществом.

Возникновение и распространение

Фторсодержащий минеральный плавиковый шпат (флюорит, CaF 2 ) веками использовался в качестве флюса (очищающего агента) в различных металлургических процессах.Название плавиковый шпат происходит от латинского fluere , «течь». Впоследствии выяснилось, что минерал является источником элемента, который получил название фтор. Бесцветные прозрачные кристаллы плавикового шпата при освещении приобретают голубоватый оттенок, и это свойство, соответственно, известно как флуоресценция.

Britannica Premium: удовлетворение растущих потребностей искателей знаний. Получите 30% подписки сегодня. Подпишись сейчас

Фтор встречается в природе только в форме своих химических соединений, за исключением следовых количеств свободного элемента в плавиковом шпате, который подвергся облучению радием.Не редкий элемент, он составляет около 0,065 процента земной коры. Основными фторсодержащими минералами являются (1) плавиковый шпат, месторождения которого находятся в Иллинойсе, Кентукки, Дербишире, на юге Германии, на юге Франции и в России и являются главным источником фтора, (2) криолит (Na 3 AlF 6 ), в основном из Гренландии, (3) фторапатит (Ca 5 [PO 4 ] 3 [F, Cl]), широко распространенный и содержащий различные количества фтора и хлора, (4) топаз ( Al 2 SiO 4 [F, OH] 2 ), драгоценный камень и (5) лепидолит, слюда, а также компонент костей и зубов животных.

Физико-химические свойства

При комнатной температуре фтор представляет собой газ слабого желтого цвета с раздражающим запахом. Вдыхание газа опасно. При охлаждении фтор превращается в жидкость желтого цвета. Есть только один стабильный изотоп элемента - фтор-19.

Поскольку фтор является наиболее электроотрицательным из элементов, атомные группы, богатые фтором, часто имеют отрицательный заряд. Метилиодид (CH 3 I) и трифториодметан (CF 3 I) имеют разные распределения заряда, как показано в следующих формулах, в которых греческий символ δ указывает на частичный заряд:

Первая энергия ионизации фтора очень высока (402 килокалорий на моль), что дает стандартное тепловыделение для катиона F + 420 килокалорий на моль.

Небольшой размер атома фтора позволяет упаковать относительно большое количество атомов или ионов фтора вокруг данного координационного центра (центрального атома), где он образует множество стабильных комплексов, например гексафторсиликат (SiF 6 ) 2 - и гексафторалюминат (AlF 6 ) 3-. Фтор - наиболее сильно окисляющий элемент. Следовательно, никакое другое вещество не способно окислять фторид-анион до свободного элемента, и по этой причине этот элемент не находится в свободном состоянии в природе.За более чем 150 лет все химические методы не смогли произвести элемент, успех был достигнут только с помощью электролитических методов. Однако в 1986 году американский химик Карл О. Кристе сообщил о первом химическом получении фтора, где «химическое получение» означает метод, в котором не используются такие методы, как электролиз, фотолиз и разрядка, или сам фтор используется в синтезе любого из исходные материалы. Он использовал K 2 MnF 6 и пентафторид сурьмы (SbF 5 ), оба из которых могут быть легко получены из растворов HF.

Высокая окислительная способность фтора позволяет элементу производить наивысшие степени окисления, возможные в других элементах, и известны многие фториды элементов с высокой степенью окисления, для которых нет других соответствующих галогенидов, например дифторид серебра (AgF 2 ) , трифторид кобальта (CoF 3 ), гептафторид рения (ReF 7 ), пентафторид брома (BrF 5 ) и гептафторид йода (IF 7 ).

Фтор (F 2 ), состоящий из двух атомов фтора, соединяется со всеми другими элементами, кроме гелия и неона, с образованием ионных или ковалентных фторидов.Некоторые металлы, такие как никель, быстро покрываются фторидным слоем, который предотвращает дальнейшую атаку металла элементом. Некоторые сухие металлы, такие как низкоуглеродистая сталь, медь, алюминий или монель (66 процентов никеля, 31,5 процента медного сплава), не подвергаются воздействию фтора при обычных температурах. Для работы с фтором при температурах до 600 ° C (1100 ° F) подходит монель; спеченный оксид алюминия устойчив до 700 ° C (1300 ° F). Когда требуются смазочные материалы, наиболее подходят фторуглеродные масла.Фтор бурно реагирует с органическими веществами (такими как резина, дерево и ткань), и контролируемое фторирование органических соединений под действием элементарного фтора возможно только при соблюдении особых мер предосторожности.

.

Фтороводород калия | Solvay

Фтористый калий * (KHF2) используется в химической промышленности, производстве консервантов для древесины, обработке стекла, производстве стекла и производстве припоев.

Фтористый водород калия используется в следующих областях:

  • Производство стекла:
    для специальных оптических стекол (стекло Crown и Crown Flint)
  • Обработка стекла:
    для матового травления
  • Консерванты для древесины:
    в качестве активного компонента для консервантов для древесины
  • Производство припоев:
    в составе флюсов для пайки
  • Химическая промышленность:
    для производства органических и неорганических соединений фтора

* Товары, помеченные как «двойного назначения», в большинстве стран подлежат особому контролю и экспортным ограничениям.Перед экспортом таких товаров экспортер должен подать заявку на получение соответствующей экспортной лицензии в компетентном органе. Например, для поставок в пределах ЕС продавец должен включить соответствующее примечание в коммерческие документы в соответствии с пунктом 10 статьи 22 Положения о двойном использовании.

.

Смотрите также