Fluorura de oxigen (II).

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 18 mai 2021; verificările necesită 10 modificări .

General

Nume sistematic

Fluorura de oxigen (II).

Chim. formulă

F2O _ _

Şobolan. formulă

DIN 2

Proprietăți fizice

gaz galben pal

54 g/ mol

1,59 g/cm³

13,11 ± 0,01 eV [1]

Proprietati termice

Temperatura

• topirea

-224°C

• fierbere

-145°C

• descompunere

peste 200 °C

Punct critic

-58 °C, 49 bar

Entalpie

• educaţie

-25,2 kJ/mol

Presiunea aburului

1 ± 1 atm [1]

Clasificare

231-996-7

O(F)F

InChl=1S/F2O/c1-3-2UJMWVICAENGCRF-UHFFFAOYSA-N

RTECS

RS2100000

CHEBI

Siguranță

CL50: 1-2 mg/m3*1 oră (șobolani, inhalare)

Toxicitate

Extrem de otrăvitor, SDYAV

Pictograme BCE

NFPA 704

0 patru 3 BOU

Datele se bazează pe condiții standard (25 °C, 100 kPa), dacă nu este menționat altfel.

Fișiere media la Wikimedia Commons

Fluorura de oxigen(II) , difluorura de oxigen , O F2 . În condiții normale , este un gaz otrăvitor incolor care se condensează la răcire într-un lichid galben deschis (galben auriu în straturi groase) . Fluorura de oxigen(II) are un miros iritant , oarecum diferit de mirosul fluorului (un amestec de înălbitor și ozon ).

Descoperire

Difluorura de oxigen a fost descoperită pentru prima dată în 1929 de Paul Lebeau și Augustine Damien , iar ceva timp mai târziu a fost studiată în detaliu de Ruff și Menzel.

Nume sistematic

În literatură, acest compus este uneori denumit oxid de fluor ( F2O ). Cu toate acestea, acest lucru nu este adevărat, deoarece atomul de fluor este mai electronegativ decât oxigenul și, conform regulilor IUPAC , acest compus ar trebui să fie numit fluorură de oxigen (OF 2 ). Deși perechea de electroni comună practic nu se deplasează de la atomul de oxigen către atomul de fluor .

Proprietăți fizice

Fluorura de oxigen lichid este miscibilă la infinit cu ozonul lichid , fluorul și oxigenul . Este slab solubil în apă rece (aproximativ 7:100 în volum). În același timp, dizolvă aerul destul de bine .

Molecula are un moment dipolar slab egal cu 0,3 D.

Obținerea

Producerea fluorurii de oxigen (II) se desfășoară în continuare conform așa-numitei metode „alcaline” prin trecerea fluorului gazos într-o soluție apoasă 2% (0,5 N) de hidroxid de sodiu (NaOH). Pe lângă fluorura de oxigen (II), peroxidul de hidrogen și ozonul se formează în paralel :

{\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 ))

De asemenea, este posibil să se obțină fluorură de oxigen (II) prin electroliza unei soluții apoase de HF .
Când apa arde într-o atmosferă de fluor, se formează parțial difluorura de oxigen și peroxidul de hidrogen . Acest lucru se datorează apariției reacțiilor radicale :

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

— inițierea radicalilor liberi cu formarea diradicalului O:

\mathsf{2O: \rightarrow O_2}

- proces dominant

\mathsf{O: + H_2O \rightarrow H_2O_2}

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

Pentru a obține fluorura de oxigen pur prin interacțiunea apei cu fluor , această reacție trebuie efectuată la -40 ° C. Reacția se desfășoară conform mecanismului lanțului radical:

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

Interacțiunea oxigenului cu fluorul sub acțiunea descărcării ultraviolete sau electrice . Oxigenul chiar și sub acțiunea ultravioletelor se descompune în radicali liberi :

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

Proprietăți chimice

Difluorura de oxigen este un agent oxidant foarte energetic și, în acest sens, seamănă cu fluorul liber ca putere și cu ozonul din punct de vedere al mecanismului de oxidare , dar reacțiile care implică fluorura de oxigen (II) necesită o energie de activare mai mare , deoarece oxigenul atomic se formează în prima etapă (ca și ozon ). Descompunerea termică a fluorurii de oxigen(II) este o reacție monomoleculară cu o energie de activare de 41 kcal/mol și începe numai la temperaturi peste 200 °C.

Când este dizolvat în apă fierbinte, este supus hidrolizei . Aceasta produce fluorură de hidrogen și oxigen obișnuit . Într-un mediu alcalin, descompunerea are loc destul de repede.

Un amestec de vapori de difluorura de oxigen si apa este exploziv:

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

Fluorura de oxigen(II) nu acționează asupra sticlei uscate și a cuarțului , ci acționează (intens) asupra mercurului metalic , ceea ce exclude utilizarea mercurului în dispozitivele cu fluorură de oxigen(II). Fluorura de oxigen (II) acționează foarte lent asupra lubrifianților supapelor de gaz.

Interacțiunea cu metalele

Pe cupru , platină , aur , argint , fluorura de oxigen (II) formează doar cele mai subțiri pelicule protectoare de fluoruri , ceea ce permite acestor metale să fie utilizate în contact cu fluorura de oxigen (II) la temperatura camerei. Când temperaturile cresc la 250 °C , are loc o oxidare suplimentară a metalelor . Cele mai potrivite metale pentru a lucra cu difluorura de oxigen sunt aluminiul și magneziul . Oțelurile inoxidabile, nichel , monel , aliaj de magneziu- cupru (92/8), alama și cuprul, de asemenea, își schimbă puțin greutatea atunci când sunt expuse la fluorura de oxigen (II) timp de 1-1,5 săptămâni la 100 °C.

Aplicație

Datorită energiei mari de activare a descompunerii fluorurii de oxigen (II), acest compus poate fi amestecat relativ în siguranță cu multe hidrocarburi , hidrogen , monoxid de carbon și alte substanțe, ceea ce este extrem de important în utilizarea practică a fluorurii de oxigen (II) ca un oxidant eficient de combustibil pentru rachete . Deoarece fluorura de oxigen (II) nu explodează atunci când este amestecată cu materiale combustibile și când este încălzită (de la sine), utilizarea sa este destul de sigură.

Experimentele cu utilizarea fluorurii de oxigen (II) în laserele chimice gaz-dinamice au avut un succes considerabil. Având performanțe mai bune decât fluorul, fluorura de oxigen (II) își poate ocupa locul cuvenit ca componentă pentru armele laser de luptă de mare putere. .

Toxicitate

Fluorura de oxigen(II) OF 2 (difluorura de oxigen) este extrem de toxică (gradul de toxicitate este comparabil cu cel al fosgenului COCl 2 ), mult mai toxic decât fluorul elementar , deoarece provoacă iritații severe la țesuturile corpului , pătrunde foarte adânc și se dizolvă. în ele (mai adânc decât fluorul), îngreunează respirația. Este evaluat cu cea mai mare toxicitate de către NFPA 704 pentru toxicologie . Clasa de toxicitate - 1.

Doza letală ( LC50 ) - 1-2 mg / m3 * 1 oră (chiar mai puțin decât acidul cianhidric ).

Difluorura de oxigen este periculoasă pentru mediu .

Mențiuni în literatură

În romanul științifico-fantastic al lui Robert L. Forward , Camelot 30K, difluorura de oxigen a fost folosită ca solvent biochimic pentru formele de viață care trăiesc în centura Kuiper a sistemului solar . Deși fluorura de oxigen va fi solidă la 30 K, organismele extraterestre fictive sunt endoterme și, prin încălzire radiotermică, pot folosi fluorura de oxigen lichid ca sânge.

Vezi și

Note

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

Literatură

S. Sarner. Chimia combustibililor pentru rachete. Editura „Mir”, Moscova , 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.

Fluoruri

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
DIN 2

NaF

MgF2 _

AlF 3

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