Фторид кислорода(II)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Фторид кислорода(II)
Oxygen-difluoride-2D.png
Фторид кислорода(II)
Общие
Систематическое
наименование
Фторид кислорода(II)
Хим. формула OF2
Физические свойства
Состояние бледно-жёлтый газ
Молярная масса 54 г/моль
Плотность 1,59 г/см³
Термические свойства
Т. плав. -224 °C
Т. кип. -145 °C
Т. разл. выше 200 °C
Кр. точка -58 °C, 49 атм
Энтальпия образования -25,2 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS 7783-41-7
PubChem 24547
Рег. номер EINECS 231-996-7
SMILES
RTECS RS2100000
ChemSpider 22953
Безопасность
Токсичность Очень токсиченОкислитель
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Фторид кислорода(II), дифторид кислорода, OF2. Часто используется название оксид фтора и формула F2O, что не совсем верно, так как фтор является окислителем кислорода, а не наоборот. При нормальных условиях представляет собой бесцветный газ, конденсирующийся при охлаждении в светло-жёлтую (в толстых слоях золотисто-жёлтую) жидкость. Фторид кислорода(II) имеет раздражающий запах, несколько отличающийся от запаха фтора (смесь запаха хлорной извести и озона).

Открытие[править | править вики-текст]

Дифторид кислорода был открыт впервые в 1929 году Полем Лебо и Августином Дамьеном, а спустя некоторое время подробно изучен Руффом и Менцелем.

Систематическое название[править | править вики-текст]

В литературе иногда это соединение называют оксидом фтора (F2O). Однако это неверно, так как атом фтора более электроотрицателен, чем кислород, и по правилам IUPAC это соединение должно называться именно фторидом кислорода (OF2). Хотя общая электронная пара практически не смещается от атома кислорода в сторону атома фтора.

Физические свойства[править | править вики-текст]

Жидкий фторид кислорода неограниченно смешивается с жидкими озоном, фтором, кислородом. Плохо растворяется в холодной воде (примерно 7:100 по объёму). При этом достаточно хорошо растворяет воздух.

Молекула обладает слабым дипольным моментом, равным 0,3 Д.

Получение[править | править вики-текст]

  • Получение фторида кислорода(II) до сих пор проводят по так называемому «щелочному» способу пропусканием газообразного фтора в 2 % (0,5 нормальный) водный раствор гидроксида натрия (NaOH). Помимо фторида кислорода(II) в реакции происходит образование перекиси водорода и озона:
\mathsf{2F_2 + 2NaOH \rightarrow OF_2 + 2NaF + H_2O}
\mathsf{F_2 + H_2O \rightarrow 2HF + O:} — инициация свободных радикалов с образованием бирадикала O:
\mathsf{2O: \rightarrow O_2} — доминирующий процесс
\mathsf{O: + H_2O \rightarrow H_2O_2}
\mathsf{O: + F_2 \rightarrow OF_2}

Химические свойства[править | править вики-текст]

Дифторид кислорода — весьма энергичный окислитель, и в этом отношении напоминает по силе свободный фтор, а по механизму окислениия — озон, но реакции с участием фторида кислорода(II) требуют более высокой энергии активации, так как на первой стадии происходит образование атомарного кислорода (как и у озона). Термическое разложение фторида кислорода(II) представляет собой мономолекулярную реакцию с энергией активации 41 ккал/моль и начинается только при температуре выше 200 °C.

При растворении в горячей воде подвергается гидролизу. При этом образуется фтороводород и обычный кислород. В щелочной среде разложение протекает достаточно быстро.

Смесь паров дифторида кислорода и воды взрывоопасна:

\mathsf{OF_2 + H_2O \rightarrow 2HF + O_2}

Фторид кислорода(II) не действует на сухое стекло и кварц, но действует (интенсивно) на металлическую ртуть, что исключает применение ртути в приборах с фторидом кислорода(II). На смазку для газовых кранов фторид кислорода(II) действует очень медленно.

Взаимодействие с металлами[править | править вики-текст]

На меди, платине, золоте, серебре фторид кислорода(II) образует лишь тончайшие защитные пленки фторидов, что позволяет использовать эти металлы в контакте с фторидом кислорода(II) при комнатной температуре. При повышении температур до 250°C происходит дальнейшее окисление металлов. Наиболее подходящими металлами для работы с дифторидом кислорода являются алюминий и магний. Нержавеющие стали, никель, монель-металл, магниевомедный сплав (92/8), латунь и медь также мало изменяются в весе при воздействии фторида кислорода(II) в течение 1-1,5 недели при 100 °C.

Применение[править | править вики-текст]

Благодаря высокой энергии активации разложения фторида кислорода(II), это соединение можно сравнительно безопасно смешивать с многими углеводородами, водородом, моноокисью углерода и прочими веществами, что чрезвычайно важно в практическом плане использования фторида кислорода(II) в качестве высокоэффективного окислителя ракетного топлива. Так как фторид кислорода(II) не взрывается при смешивании с горючими материалами и при нагревании (сам по себе) то его применение вполне безопасно.

Имели значительный успех опыты применения фторида кислорода(II) в газодинамических химических лазерах. Имея лучшие показатели, нежели фтор, фторид кислорода(II) способен занять достойное место в качестве компонента для боевого лазерного оружия высокой мощности.

Токсичность[править | править вики-текст]

Фторид кислорода(II) весьма токсичен и по токсичности превышает фосген, он гораздо ядовитей чем фтор, так как вызывает сильнейшее раздражение тканей организма, очень глубоко проникает и растворяется в них (глубже чем фтор), затрудняет дыхание.

Упоминания в литературе[править | править вики-текст]

В фантастической новелле Роберта Л. Форварда «Камелот 30К», дифторид кислорода был использован как биохимический растворитель для живых форм Солнечной системы.

См. также[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  • С.Сарнер. Химия ракетных топлив. изд «Мир», Москва, 1969.г.
  • Schmidt E. W.,Harper J. T., Handling and Use of Fluoride and Fluorine-Oxygen Mixtures in Rocket Systems, Lewis Research Center, NASA SP-3037, Cleveland, Ohio, 1967.