1.10. Открытие фтора

В 1810 году английский учёный Дэви предложил название, полученному им газу, «флюорит». В 1831году русский химик Г. И. Гесс ввел для этого элемента название «фтор». В 1836 году английские химики братья Томас и Георг Нокс получили фтор из фторидов свинца и серебра. В 1886 году французский исследователь Анри Муассон получил фтор электролизом плавиковой кислоты.

2HF _б/в →H₂ + F_{2(на аноде)}

II. Фтороводород

2.1. Строение фтороводорода

Мономерные молекулы HF существуют в газообразном фтороводороде лишь при высоких температурах, а в обычных условиях даже газообразный фтороводород представляет собой полимерные молекулы, образованные за счет водородных связей, например молекулы H₆F₆ , имеющие циклическое строение. Жидкий фтороводород (HF)_n состоит из ассоциированных молекул:

F F F

H H H H

Молекула фтороводорода образована ковалентной полярной связью.

Q_HF = 269 кДж/моль

2.2. Физические свойства фтороводорода:

• Дымит на воздухе;

• Едкий газ с резким запахом;

• Хорошо растворим в воде;

• Его раствор представляет собой фтороводородную (плавиковую) кислоту средней силы;

• Сжижается при 19,5⁰С;

• Удельный вес 0,987;

• Температура плавления -83⁰С;

• Температура кипения 19,5⁰С;

• Теплота образования 267,5 кДж.

2.3. Химические свойства фтороводорода

Фтороводородная кислота взаимодействует с большинством металлов, кроме золота и платины.

2АI + 3F₂ →2 AIF₃

Качественная реакция на ионы фтора – взаимодействие с растворами, содержащими ионы кальция. При этом выпадает белый осадок.

2HF + Ca(OH)₂ → CaF₂ + 2H₂O

Взаимодействует с двуокисью кремния, входящим в состав стекла

SiO₂ + 4HF → SiF₄ +2H₂O

2.4. Правила техники безопасности

Пары плавиковой кислоты очень ядовиты, вызывают ожоги кожи, которые переходят в трудно заживающие язвы. Хранят её в сосудах из эбонита или воска, которые она не разрушает.

При отравлении фтороводородной кислотой предлагается принимать молоко, сливки, белок куриного яйца в большом количестве, а также раствор хлористого кальция из расчёта 10 г безводной соли на 200 г воды. Рвоту вызывать противопоказано. Необходимо доставить пострадавшего в медицинское учреждение

2.5. Применение фтороводорода

• вытравливание на стекле рисунков, надписей;

• для придания матовой поверхности стеклянным предметам;

• получение искусственного криолита;

• катализатор при некоторых реакциях, например, при производстве высококачественного моторного топлива;

• для получения органических фторидов, применяемых в холодильных машинах;

• для синтеза красителей, смазочных масел, пластмассы.

2.6. Получение фтороводорода

Его получают из природного соединения фтора – фтористого кальция или плавикового шпата:

CaF₂ + H₂SO₄ → CaSO₄ + 2HF

III. Соединения фтора

3.1. Соли плавиковой кислоты

• Соли плавиковой кислоты называются фторидами;

• Нерастворимы в воде, кроме AgF, он легко растворим;

• Фтористый натрий NaF применяется:

• для борьбы с вредителями в сельском хозяйстве;

• в качестве консервирующего вещества для пропитки дерева.

3.2. Кислородные соединения фтора

Фтористый кислород OF₂

• Строение молекулы: F- O –F;

• Физические свойства:

• бесцветный газ;

• сгущается в жидкость при -145⁰С;

• очень ядовитый;

• температура плавления -163⁰С;

• температура кипения – 57⁰С;

• малорастворим в воде.

• Получение:

Взаимодействием растворов щелочей с фтором:

2 NaOH + 2F₂ → 2 NaF +OF₂ + H₂O

IV. Хлор

4.1. Положение в периодической системе Д. И. Менделеева

Хлор CI

• Порядковый номер -17;

• Группа – VII –A;

• Период – 3 малый.

4.2. Строение и свойства атома хлора

• R_ат = 0,099 нм;

• Сродство к электрону 3,68 кДж/моль;

• Потенциал ионизации 13,01;

• Электороотрицательность 3,2;

• Стандартный электродный потенциал Е⁰ 1,36 В;

• Потенциал ионизации 13,01

4.3. Строение молекулы хлора

∆Н _связи 281,2 кДж/моль. Энтальпия гидратации молекулы ∆Н⁰ – 330,2 кДЖ/г.

4.4. Нахождение хлора в природе

Природных изотопов 2 с массами 35 и 37. Хлор в свободном виде в природе не встречается, содержание его в литосфере 0,25 масс.%. Воды морей и океанов содержат 0,8 – 3% хлорида натрия; в результате их высыхания образовались отложения хлорида натрия, или «каменной соли».

К важнейшим природным соединением хлора относятся:

• Каменная соль NaCI;

• Сильвин KCI;

• Карналит KCI MgCI₂∙2H2O;

• Хлористый магний MgCI₂.