词条 | 氟气 |
释义 | 氟气,元素氟的气体单质,化学式F2,淡黄色,腐蚀性非常强,甚至能与极不活泼的金发生反应。氟,化学元素,符号F,化学性质十分活泼,具有很强的氧化性。 物质性状氟气是一种极具腐蚀性的淡黄色双原子气体。氟是电负度最强的元素,也是很强的氧化剂。在常温下,它几乎能和所有的元素化合,并产生大量的热能,在所有的元素中,要算氟最活泼了。 氟气(F2)是淡黄色的气体,有特殊难闻的臭味,剧毒。在-188℃以下,凝成黄色的液体。在-223℃变成黄色结晶体。在常温下,氟几乎能和所有的元素化合:大多数金属都会被氟腐蚀,碱金属在氟气中会燃烧,甚至连黄金在受热后,也能在氟气中燃烧!许多非金属,如硅、磷、硫等同样也会在氟气中燃烧。如果把氟通入水中,它会把水中的氢夺走,放出氧气(2F2+2H2O=4HF+O2)。例外的只有铂,在常温下不会被氟腐蚀(高温时仍被腐蚀),因此,在用电解法制造氟时,便用铂作电极。 在原子能工业上,氟有着重要的用途:人们用氟从铀矿中提取铀235,因为铀和氟的化合物很易挥发,用分馏法可以把它和其它杂质分开,得到十分纯净的铀235。铀235是制造原子弹的原料。在铀的所有化合物中,只有氟化物具有很好的挥发性能。 氟最重要的化合物是氟化氢。氟化氢很易溶解于水,水溶液叫氢氟酸,这正如氯化氢的水溶液叫氢氯酸(俗名叫盐酸)一样。氢氟酸都是装在聚乙烯塑料瓶里的。如果装在玻璃瓶里的话,过一会儿,整个玻璃瓶都会被它溶解掉——因为它能强烈地腐蚀玻璃(4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O)。人们便利用它的这一特性,先在玻璃上涂一层石蜡,再用刀子划破蜡层刻成花纹,涂上氢氟酸。过了一会儿,洗去残余的氢氟酸,刮掉蜡层,玻璃上便出现美丽的花纹。玻璃杯上的刻花、玻璃仪器上的刻度,都是用氢氟酸“刻”成的。由于氢氟酸会强烈腐蚀玻璃,所以在制造氢氟酸时不能使用玻璃的设备,而必须在铅制设备中进行。 在工业上,氟化氢大量被用来制造聚四氟乙烯塑料。聚四氟乙烯号称“塑料之王”,具有极好的耐腐蚀性能,即使是浸在王水中,也不会被侵蚀。它又耐250℃以上的高温和-269.3℃以下的低温。在原子能工业、半导体工业、超低温研究和宇宙火箭等尖端科学技术中,有着重要的应用。中国在1965年已试制成功“聚四氟乙烯”。聚四氟乙烯的表面非常光滑,滴水不沾。人们用它来制造自来水笔的笔尖,吸完墨水后,不必再用纸来擦净墨水,因为它表面上一点墨水也不沾。氟化氢也被用来氟化一些有机化合 物。著名的冷冻剂“氟利昂”,便是氟与碳、氯的化合物。在酿酒工业上,人们用氢氟酸杀死一些对发酵有害的细菌。 氢氟酸的盐类,如氟化锶、氟化钠、氟化亚锡等,对乳酸杆菌有显著的抑制能力,被用来制造防龋牙膏。常见的“氟化锶”牙膏,便含有大约千分之一的氟化锶。 在大自然中,氟的分布很广,约占地壳总重量的万分之二。最重要的氟矿是萤石——氟化钙。萤石很漂亮,有玻璃般的光泽,正方块状,随着所含的杂质不同,有淡黄、浅绿、淡蓝、紫、黑、红等色。中国在古代便已知道萤石了,并用它制作装饰品。现在,萤石大量被用来制造氟化氢和氟。在炼铝工业上,也消耗大量的萤石,因为用电解法制铝时,加入冰晶石(六氟铝酸钠)可降低氧化铝的熔点。天然的冰晶石很少,要用萤石作原料来制造。除了萤石外,磷灰石中也含有3%的氟。土壤中约平均含氟万分之二,海水中含氟约一千万分之一。 在人体中,氟主要集中在骨骼和牙齿。特别是牙齿,含氟达万分之二。牡蛎壳的含氟量约比海水含氟量高二十倍。植物体也含氟,尤其是葱和豆类含氟最多。 氟的发现在化学元素史上,参加人数最多、危险最大、工作最难的研究课题,莫过于氟元素的发现。氟元素的发现过程中,不少化学家损害了健康,甚至献出了生命,可以说是一段极其悲壮的化学元素史。 1768年马格拉夫研究萤石,发现它与石膏和重晶石不同,判断它不是一种硫酸盐,1771年化学家舍勒用曲颈瓶加热萤石和硫酸的混合物,发现玻璃瓶内壁被腐蚀。 1810年,法国物理学家安培根据氢氟酸的性质的研究指出,其中可能含有一种与氯相似的元素.化学家戴维的研究,也得出同样的结论。 1813年,英国的戴维用电解氟化物的方法制取单质氟,用金和铂做容器,都被腐蚀了。后来改用萤石做容器,腐蚀问题虽解决了,但却得不到氟,而他则因患病而停止了实验。 接着爱尔兰的乔治·诺克斯和托马斯·诺克斯两兄弟先用干燥的氯气处理干燥的氟化汞,然后把一片金箔放在玻璃接收瓶顶部,反应产生了氟而未得到氟.在实验中,两兄弟都严重中毒。 继诺克斯兄弟之后,鲁耶特对氟作了长期的研究,最后因中毒太深而献出了生命.法国的弗雷迷电解了无水的氟化钙、氟化钾和氟化银,虽然阳极上产生了少量的气体,但始终未能收集到。 英国化学家哥尔也用电解法分解氟化氢,但在实验的时候发生爆炸,显然产生的少量氟与氢发生了反应.他以碳、金、钯、铂做电极,在电解时碳被粉碎,金、钯、铂被腐蚀。 这么多化学家的努力,虽然都没有制得单质氟,但他们的经验和教训都是极为宝贵的,为后来制取单质氟创造了有利条件。莫瓦桑在1886年第一次制得单质氟。 氟的用途包括: 制造氢氟酸(HF) 制造塑胶 氟化钠(NaF),是一种杀虫剂 饮用水和牙膏里面有氟化物,帮助防止蛀牙 氟气(化学式:F2)为浅黄色、剧毒、强腐蚀性气体。具有强烈刺激性特征气味。其沸点为-188.2℃ 物理性质颜色:黄色 标准状况下状态:气态 有毒 密度(标准状况下):1.554kg/m3 比空气大 熔点(标准状况下):-219.62℃ 沸点(标准状况下):-188.1℃ 化学性质氟气是已知的最强的氧化剂。除具有最高价态的金属氟化物和少数纯的全氟有机化合物外,几乎所有有机物和无机物均可以与氟反应。即使是全氟有机化合物,如果被可燃物污染,也可以在氟气氛中燃烧。 氢与氟的化合异常剧烈,反应生成氟化氢。一般情况下,氧与氟不反应。尽管如此,还是存在两种已知的氧氟化物,即OF2和O2F2。由卤素自身形成的化合物有ClF、ClF3、BrF3、IF5。如上所述,碳或大多数烃与过量氟的反应,将生成四氟化碳及少量四氟乙烯或六氟丙烷。通常,氮对氟而言是惰性的,可用作气相反应的稀释气。氟还可以从许多含卤素的化合物中取代其它卤素。大多数有机化合物与氟的反应将会发生爆炸。 物品使用英文名Fluorine. 用途火箭燃料中的氧化剂,分离铀同位素,金属的焊接和切割,电镀,玻璃加工,卤化氟的原料,氟化物、含氟塑料、氟橡胶等的制造,药物,农药,杀鼠剂,冷冻剂,等离子蚀刻。 制法(1)电解溶融KF?2HF混合物。 (2)从含氟矿石中制得。 理化性质分子量:37.9968 熔点(101.325kPa):-219.62℃ 沸点(101.325kPa):-188.1℃ 液体密度(-188.1℃,S.P.):1507kg/m3 气体密度(25℃,101.325kPa):1.554kg/m3 相对密度(气体,空气=1,25℃,101.325kPa):1.312 比容(21.1℃,101.325kPa):0.6367m3/kg 临界温度:-128.8℃ 临界压力:5215kPa 临界密度:574 kg/m3 熔化热(-219.67℃,0.252kPa):13.44 KJ/kg 气化热(-188.2℃,101.325kPa):175.51 KJ/Kg 比热容(气体,21.1℃,101.325kPa): Cp=827.67J/(Kg?K) Cv=609.65J/(Kg?K) 比热比(气体,21.1℃,101.325kPa):Cp/Cv=1.358 蒸气压(53.56K):0.223kPa (77.17K):37.383kPa (89.40K):162.638kPa 粘度(气体,0℃,101.325kPa):0.02180mPa?s (液体,-192.2℃):0.275mPa?S 表面张力(-193.2℃):14.81mN/m 导热系数(气体,0℃,101.325kPa):0.024769W/(m?K) (液体,-188.1℃):0.159W/(m?K) 折射率(气体,25℃,101.325kPa):1.000187 (液体,-188.1℃):1.2 毒性级别:4 易燃性级别:0 易爆性级别:3 火灾危险度:极大 氟在常温常压下为具有刺激性臭的淡黄色有毒气体。氟是在非金属元素中最活泼的,氧化性极强,在自然界中没有游离态的氟。它是助燃性气体。在室温下能与大多数可氧化物质或有机物强烈反应而燃烧。它和甲烷在一起时能发生爆炸,与硝酸反应生成具有爆炸性的气体硝酸氟。氟遇水反应产生氟化氢、氟化氧、臭氧、过氧化氢、氧等。容易引起燃烧。可与液态氧或氮混合。 氟与一些物质混合接触时的危险性如下表。 混合接触部分物质的危险混合接触危险物质名称 化学式 危险等极 摘要 氯酸钠 NaClO3 B ??? 高氯酸钠 NaClO4 B ??? 过氧化氢 H2O2 B ??? 过氧化钠 Na2O2 A ??? 硝酸铵 NH4NO3 B ??? 硝酸钠 NaNO3 B ??? 高锰酸钾 KMnO4 A ??? 铜 Cu A 在常温下有着火的危险性 铅 Pb A 有猛烈着火的危险性 硫 S A 在常温下有着火的危险性 镁 Mg A 根据条件有着火的可能性 锌 Zn A 有发生反应而着火的危险性 锰 Mn A 根据条件可能起火 硅 Si A 在常温下有着火的危险性 钾 K A 在常温下有着火的危险性 钠 Na A 在常温下有着火的危险性 氧化钙 CaO A 有发生激列放热反应的危险性 乙醛 CH3CHO A 有激烈反应的危险性 二硫化碳CS2 A 在常温下有起火的危险性 二甲胺(CH3)2NH A 有着火的危险性 正丁醇 C4H9OH A ??? 甲醇 CH3OH A ??? 吡啶 C5H5N A 有着火的危险性 二甲胺基甲醛(CH3)2NCHO A ??? 硝酸 HNO3 C ??? 硫酸 H2SO4 A ??? 三氧化铬 CrO3 A ??? 亚氯酸钠NaClO2 B ??? 溴酸钠 NaBrO3 B ??? 重铬酸钾K2Cr2O7 A ??? 锂 Li A 根据条件可能着火 钙 Ca A 有猛烈起火的可能性 二硅化钙 CaSi2 A 有着火的危险性 蒽 C14H10 A 根据条件可能起火、爆炸 三氯甲烷 CHCl3 A 有激烈爆炸反应的危险性 四氯化碳CCl4 B 有激烈爆炸反应的危险性 铷 Rb A 根据条件可能起火 铯 Cs A 根据条件可能起火 叠氮化氢 HN3 A 有爆炸的危险性 砷 As A 在常温下有激烈反应的危险性 醋酸钠 CH3COONa A 有爆炸的危险性 氯化氢 HCl A 低温有激烈反应的危险性 五氯化磷 PCl5 有发生炽热反应、起火的危险性 三氯化磷 PCl3 有发生炽热反应、起火的危险性 氟化氢 HF 根据条件可能爆炸 碘化氢 HI B 低温有激烈反应的危险性 碘 I2 A 常温下有起火的危险性 钼 Mo A 根据条件可能起火 铀 U A 根据条件可能起火 硅酸钠 Na2SiO3 有着火的危险性 溴 Br2 B 三硫化二锑 Sb2S3 A 在常温下反应.有起火的危险性 氨 NH3 A 氯 Cl2 B 有起火、爆炸的危险性 一氧化氮NO B 有立即反应而起火的危险性 三氟化磷PF3 有起火的危险性 四氧化二氮N2O4 C 有起火的危险性 氢 H2 A 有激烈爆炸的危险性 一氧化碳CO A 有爆炸反应的危险性 乙炔CH≡CH A 有激烈反应的危险性 溴化氢 HBr B 低温下有激烈反应的危险性 三氧化硫 SO2 A 根据条件可能爆炸 硫化氢 H2S A 在常温下有起火的危险性 苯胺 C6H5NH2 有着火的危险性 毒性人吸入TCLo:25ppm?5分钟,对眼有刺激性。 最高容许浓度:0.1ppm(0.2mg/m3) 氟是剧毒性气体,能刺激眼、皮肤、呼吸道粘膜。由于它立即与水反应生成氟化氢,所以在大多数情况下显出与氟化氢同样的毒性。 当氟浓度为5~10ppm时,对眼、鼻、咽喉等粘膜开始有刺激作用,作用时间长时也可引起肺水肿。与皮肤接触可引起毛发的燃烧,接触部位凝固性坏死、上皮组织碳化等。慢性接触可引起骨硬化症和韧带钙化。吸入氟的患者应立即转移至无污染的安全地方安置休息,并保持温暖舒适。眼睛或皮肤受刺激时迅速用水冲洗之后就医诊治。 安全防护工作场所要通风保持空气新鲜干燥。要用特种钢瓶贮装。钢瓶存放时必须与其它物料隔离,特别是与能和氟反应的物料隔绝,要远离易起火地点。 着火时消防人员须在防爆掩蔽处操作,切不可将水直接喷射漏气处,否则会助长火势。灭火可用二氧化碳、干粉、砂土、废气可用水吸收。 安全与运输氟气是一种毒性极高的强腐蚀性气体,在湿空气中易形成氟化氢或二氟化氢。氟的腐蚀性突出表 现为强烈的酸性刺激性,其性质同氟化氢相似。与水、水蒸气反应,产生有毒腐蚀性烟气,并放出热。 氟气对皮肤的灼伤速度比氢氟酸快许多,眼睛是氟中毒的敏感部位,它对眼睛的刺激程度也大大超过 氢氟酸。呼吸到低含量的氟气不会产生明显的生理病变,但经过呼吸系统进入人体的骨组织内,引起化 学反应导致骨质松软。氟气属有毒压缩气体,宜储存于阴凉、通风仓内,仓内温度不宜超过"%A,并应远离火种、热源。氟气应与易燃或可燃物、金属粉末等分开存放。 |
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