Кислородные соединения фтора

Кислородные соединения фтора называются фторидами кислорода, потому что фтор более электроотрицательный элемент, чем кислород. Дифторид кислорода – светло-желтый газ, , , . В воде малорастворим. Молекула OF₂ имеет угловой строение (валентный угол FOF 103º), длина связи F – O = 141 пм.

Получают OF₂ путем пропускания газообразного фтора через 2%-ный раствор гидроксида натрия NaOH:

Дифторид кислорода – очень сильный окислитель (за счет О⁺²):

Дифторид кислорода используют для синтеза фторидов благородных газов. При пропускании электрического разряда через смесь фтора и кислорода могут быть получены другие фториды кислорода: O₂F₂, O₃F₂, O₄F₂, которые разлагаются ниже 0 ºС.

Применение фтора и его соединений

1. В ядерной промышленности. Фтор применяют для перевода урана в гексафторид UF₆, который затем разделяют на изотопы ( и ).

2. В химическом синтезе. Фтор используют для фторирования органических соединений, синтеза различных хладагентов (фреонов), получения фторопластов, в частности, тефлона. Тефлон характеризуется небольшой плотностью, низкой влагопроницаемостью, большой термической и химической стойкостью, высокими электроизоляционными характеристиками. На тефлон не действуют щелочи, кислоты, царская водка. Это незаменимый материал при лабораторных исследованиях, для изготовления аппаратуры в производстве особо чистых веществ, применяется в химической, электронной и других отраслях промышленности. В технике используют фторсодержащие смазки.

3. В холодильном деле. В большинстве холодильников – и промышленных, и домашних – хладагентом, веществом, создающим холод работает фторорганическая жидкость – фреон.

4. Жидкий фто

р и его соединения (OF₂, ClF₃, BrF₅) применяют в качестве окислителей ракетного топлива.

5. В больших количествах производят криолит, используемый в производстве алюминия.

6. Различные фторсодержащие соединения применяют как средства химической борьбы с вредителями сельского хозяйства.

7. Фтор находит широкое применение при синтезе различных медицинских препаратов. Фторорганические соединения успешно применяются для лечения болезней щитовидной железы, особенно базедовой болезни, хронических форм диабета, бронхиальных и ревматических заболеваний, глаукомы и рака. Они также пригодны для профилактики и лечения малярии и служат хорошим средством против стрептококковых и стафилококковых инфекций. Некоторые фторорганические препараты – надежные обезболивающие средства.

Нахождение в природе. История получения хлора

Хлор – распространенный элемент в природе, содержание хлора в земной коре составляет  0,02 мас. %. В свободном состоянии встречается в небольших количествах в вулканических газах. В природе хлор встречается в основном в виде хлоридов. Хлор входит в состав многих минералов, из которых наиболее важными являются: NaCl – галит (каменная соль), KCl – сильвин, KCl  MgCl₂  6 H₂O – карналлит.

Очень много хлора содержится в морской воде – в среднем 1,9%. Происходит это потому, что хлор вымываемый из пород, нигде не может задержаться (почти все хлориды металлов растворимы) и выносится реками в моря и океаны. Но не следует думать, что попавший в морскую воду хлор уже не может вернуться на материки. В обратной миграции хлора большую роль играет ветер, уносящий соленую пыль с поверхности океанов, морей и соленых озер. Так хлор участвует в круговороте веществ. Но в засушливых и пустынных районах в результате интенсивного испарения воды концентрация хлора в грунтовых водах сильно повышается. Так образуются солончаки, особенно в низинах. Из различных источников ежегодно в мире добывают сотни миллионов тонн хлора.

Растворы хлоридов – обязательная составная часть живых организмов. Содержание хлора в теле человека 0,25%, в плазме крови – 0,35%. В теле взрослого человека содержится более 200 г хлорида натрия, из которых 45 г растворено в крови. В продуктах питания и природной воде часто недостаточно хлора для нормального развития человека, поэтому с древних времен люди подсаливают пищу. Вводят хлор и в подкормку животных. Растения же, в отличие от животных, никогда не испытывают дефицита хлора.

Хлор, вероятно, получали еще алхимики, но его открытие связано с именем знаменитого шведского химика Карла Вильгельма Шееле. Многочисленные соединения хлора были известны, конечно, задолго до Шееле. Этот элемент входит в состав многих солей, в том числе и самой известной – поваренной соли. В 1774 г Шееле выделил хлор в свободном виде, нагревая черный минерал пиролюзит с концентрированной соляной кислотой: MnO₂ + 4HCl  Cl₂ + MnCl₂ + 2H₂O.

Вначале химики рассматривали хлор не как элемент, а как химическое соединение неизвестного элемента мурия (от латинского muria – рассол) с кислородом. Считалось, что и соляная кислота (ее называли муриевой) содержит химически связанный кислород. Однако многочисленные попытки «оторвать» кислород от хлора ни к чему не привели. В результате подобных опытов, проведенных Гемфри Дэви, Жозеф Луи Гей-Люссаком и Луи Жаком Тенаром, стало ясно, что хлор не содержит кислорода и является простым веществом. К тому же выводу привели и опыты Гей-Люссака, который проанализировал количественное соотношение газов в реакции хлора с водородом.

В 1811 г. Дэви предложил для нового элемента название «хлорин» – от греч. «хлорос» – желто-зеленый. Именно такой цвет имеет хлор. Спустя год Гей-Люссак «сократил» название до «хлора». Но до сих пор англичане (и американцы) называют этот элемент «хлорином» (chlorine), тогда как французы – хлором (chlore). Приняли сокращенное название и немцы.