фтористый водород
ФТОРИСТЫЙ ВОДОРОД HF
бесцветный газ или подвижная жидкость, дымящая на воздухе; т. пл. −83,36 °C, т. кип. 19,52 °C; tкрит 230 °C, dкрит 0,29 г/см3, pкрит 6,49 МПа;
Характерное свойство HF — склонность к ассоциации. Средняя степень ассоциации в жидкости n = 6. В газовой фазе могут присутствовать линейные и циклич. олигомеры с n — 4,6–12. Наиб. устойчив циклич. (HF)6.
Ф. в. реагирует со мн. простыми веществами с образованием фторидов, с оксидами — оксифторидов или фторидов, замещает галоген в галогенидах металлов, с фторидами щелочных и др. одновалентных металлов образует гидрофториды металлов, с фторидами и оксифторидами мн. элементов в присутствии воды — фторсодержащие кислоты, напр. H2SiF6, HBF4.
Ф. в. неограниченно раств. в воде с образованием фтористоводородной кислоты. Сам HF — хороший растворитель для мн. веществ. Наиб. растворимость характерна для SbF5 (смешивается неограниченно), TlF (580 г в 100 г HF при 12 °C) и CsF (199 г в 100 г HF при 10 °C). Растворимость фторидов щелочных металлов (кроме LiF) в HF в 2–4 раза ниже, чем в воде, BaF2, PbF2 и CoF2 — в сотни, BeF2 — в тысячи, a AgF — в сотни тысяч раз больше, чем в воде, что связано с сильной сольватацией фторид-иона в HF.
Ф. в. — сильная кислота, функция кислотности Гаммета -15,05, однако даже небольшой избыток фторид-ионов резко ее снижает.
Осн. способ получения HF — реакция флюорита CaF2 с H2SO4, которую проводят в трубчатых вращающихся и шнековых печах при 120–180 °C. Реакционные газы очищают от пыли, конденсируют из них HF и подвергают его двухступенчатой ректификации. Менее распространены сернокислотное разложение NH4HF2 и термич. разложение NH4HF2. В лаборатории HF удобно получать термич. разложением гидрофторидов.
Ф. в. — катализатор гидрирования, дегидрирования, алкили-рования в орг. химии, реагент в производстве хладонов и фторопластов, UF4, AlF3 и др., исходное вещество для получения F2, фторсульфоновой кислоты. Мировое производство (вместе с фтористоводородной кислотой) св. 1 млн. т в год (1980-е гг.).
Ф. в. раздражает дыхательные пути, является сильнейшим водоотнимающим веществом и при попадании на кожу вызывает образование долго не заживающих язв, а при длительной экспозиции — обугливание. ПДК в атм. воздухе 0,005 мг/м3, в воде 0,05 мг/л.
Жидкий Ф. в. хранят в стальных герметичных танках и цистернах, а также в баллонах аммиачного типа, имеющих защитную окраску с красной полосой.
Лит.: Запольская М.А., Зенкевич Н.Г., Комарова Е.Г., Физико-химические свойства фтористого водорода, М., 1977; Раков Э.Г., Химия и технология неорганических фторидов, М., 1990.
Э. Г. Раков
Химическая энциклопедия