Fluorid kyslíku (II).

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 18. května 2021; kontroly vyžadují 10 úprav .

Všeobecné

Systematický
název

Fluorid kyslíku (II).

Chem. vzorec

F2O _ _

Krysa. vzorec

Z 2

Fyzikální vlastnosti

světle žlutý plyn

54 g/ mol

1,59 g/cm³

13,11 ± 0,01 eV [1]

Tepelné vlastnosti

Teplota

• tání

-224 °C

• vroucí

-145 °C

• rozklad

nad 200 °C

Kritický bod

-58 °C, 49 bar

Entalpie

• vzdělávání

-25,2 kJ/mol

Tlak páry

1 ± 1 atm [1]

Klasifikace

231-996-7

VYPNUTO

InChI=lS/F20/cl-3-2UJMWVICAENGCRF-UHFFFAOYSA-N

RTECS

RS2100000

CHEBI

Bezpečnost

LC50: 1-2 mg/m3*1 hodina (krysy, inhalace)

Toxicita

Extrémně jedovatý, SDYAV

Ikony ECB

NFPA 704

0 čtyři 3 VŮL

Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak.

Mediální soubory na Wikimedia Commons

Fluorid kyslíku, difluorid kyslíku , OF2 . Za normálních podmínek je to bezbarvý jedovatý plyn , který ochlazením kondenzuje na světle žlutou (v tlustých vrstvách zlatožlutou) kapalinu . Fluorid kyslíku (II) má dráždivý zápach , poněkud odlišný od zápachu fluoru (směs bělidla a ozónu ).

Objev

Fluorid kyslíku byl poprvé objeven v roce 1929 Paulem Lebeauem a Augustinem Damienem a o nějaký čas později podrobně studován Ruffem a Menzelem.

Systematický název

V literatuře je tato sloučenina někdy označována jako oxid fluoru ( F20 ). To však není pravda, protože atom fluoru je elektronegativnější než kyslík a podle pravidel IUPAC by se tato sloučenina měla nazývat fluorid kyslíku (OF 2 ). I když se společný elektronový pár prakticky neposouvá od atomu kyslíku k atomu fluoru .

Fyzikální vlastnosti

Kapalný fluorid kyslíku je nekonečně mísitelný s kapalným ozonem , fluorem a kyslíkem . Je špatně rozpustný ve studené vodě (asi 7:100 objemově). Zároveň docela dobře rozpouští vzduch .

Molekula má slabý dipólový moment rovný 0,3 D.

Získání

Výroba fluoridu kyslíku(II) se stále provádí podle tzv. "alkalické" metody průchodem plynného fluoru ve 2% (0,5N) vodném roztoku hydroxidu sodného (NaOH). Kromě fluoridu kyslíku (II) se paralelně tvoří peroxid vodíku a ozon :

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

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

Je také možné získat fluorid kyslíku elektrolýzou vodného roztoku HF .
Když voda hoří v atmosféře fluoru, částečně se tvoří také fluorid kyslíku a peroxid vodíku . To je způsobeno výskytem radikálních reakcí:

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

— iniciace volných radikálů s tvorbou diradikálu O:

\mathsf{2O: \rightarrow O_2}

- dominantní proces

\mathsf{O: + H_2O \rightarrow H_2O_2}

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

Aby se získal čistý fluorid kyslíku interakcí vody s fluorem , musí být tato reakce provedena při -40 °C. Reakce probíhá podle mechanismu radikálového řetězce:

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

Interakce kyslíku s fluorem za působení ultrafialového nebo elektrického výboje . Kyslík se i působením ultrafialového záření rozkládá na volné radikály :

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

Chemické vlastnosti

Fluorid kyslíku je velmi energetické oxidační činidlo a v tomto ohledu se svou silou podobá volnému fluoru a oxidačním mechanismem ozonu , ale reakce zahrnující fluorid kyslíku (II) vyžadují vyšší aktivační energii , protože atomární kyslík vzniká v první stupeň (as a ozón ). Tepelný rozklad fluoridu kyslíku (II) je monomolekulární reakce s aktivační energií 41 kcal/mol a začíná až při teplotách nad 200 °C.

Po rozpuštění v horké vodě podléhá hydrolýze . Vzniká tak fluorovodík a obyčejný kyslík . V alkalickém prostředí probíhá rozklad celkem rychle.

Směs par fluoridu kyslíku a vody je výbušná:

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

Fluorid kyslíku nepůsobí na suché sklo a křemen , ale působí (intenzivně) na kovovou rtuť , což vylučuje použití rtuti v zařízeních s fluoridem kyslíku. Fluorid kyslíku působí na maziva plynových ventilů velmi pomalu.

Interakce s kovy

Na mědi , platině , zlatě , stříbře vytváří fluorid kyslíku (II) pouze nejtenčí ochranné filmy fluoridů , což umožňuje použití těchto kovů v kontaktu s fluoridem kyslíku při pokojové teplotě. Když teploty stoupnou na 250 ° C , dochází k další oxidaci kovů . Nejvhodnějšími kovy pro práci s fluoridem kyslíku jsou hliník a hořčík . Nerezové oceli, nikl , monel , slitina hořčíku a mědi (92/8), mosaz a měď také málo mění svou hmotnost, když jsou vystaveny fluoridu kyslíku (II) po dobu 1-1,5 týdne při 100 °C.

Aplikace

Díky vysoké aktivační energii rozkladu fluoridu kyslíku(II) lze tuto sloučeninu relativně bezpečně mísit s mnoha uhlovodíky , vodíkem , oxidem uhelnatým a dalšími látkami, což je mimořádně důležité při praktickém využití fluoridu kyslíku jako vysoce účinné látky. účinný okysličovadlo raketového paliva . Vzhledem k tomu, že fluorid kyslíku při smíchání s hořlavými materiály a při zahřátí (sám o sobě) neexploduje, je jeho použití zcela bezpečné.

Experimenty s použitím fluoridu kyslíku (II) v plynových dynamických chemických laserech měly značný úspěch. Fluorid kyslíku (II) má lepší výkon než fluor a je schopen zaujmout své právoplatné místo jako součást vysoce výkonných bojových laserových zbraní. .

Toxicita

Fluorid kyslíku OF 2 (difluorid kyslíku) je extrémně toxický (stupeň toxicity je srovnatelný se stupněm toxicity fosgenu COCl 2 ), mnohem toxičtější než elementární fluor , protože způsobuje silné podráždění tělesných tkání , proniká velmi hluboko a rozpouští se v nich (hlubší než fluor), ztěžuje dýchání. Je hodnocen jako nejvyšší toxicita podle NFPA 704 pro toxikologii . Třída toxicity - 1.

Letální dávka ( LC50 ) - 1-2 mg/m3 * 1 hodina (dokonce méně než kyselina kyanovodíková ).

Fluorid kyslíku je nebezpečný pro životní prostředí .

Zmínky v literatuře

Ve sci-fi románu Roberta L. Forwarda Camelot 30K byl difluorid kyslíku použit jako biochemické rozpouštědlo pro formy života žijící v Kuiperově pásu sluneční soustavy . Ačkoli fluorid kyslíku bude pevný při 30 K, smyšlené mimozemské organismy jsou endotermické a prostřednictvím radiotermálního ohřevu mohou používat kapalný fluorid kyslíku jako krev.

Viz také

Poznámky

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

Literatura

S. Sarner. Chemie raketových pohonných látek. nakladatelství "Mir", Moskva , 1969.
Schmidt EW, Harper JT, Handling and Use of Fluoride and Fluor-Oxygen Mixtures in Rocket Systems , Lewis Research Center, NASA SP-3037, Cleveland, Ohio, 1967.

Fluoridy

HF
DF

LiF

BeF2 _

BF 3

CF4 _

N2F2N2F4NF3NH4F _ _ _
_ _ _ _
_ _
_ _ _

O 4 F 2
O 2 F 2
OF 2

NaF

MgF2 _

AlF 3

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