Tính chất hóa học của Flo - Sản xuất và ứng dụng của nó trong cuộc sống 1

Tính chất hóa học của Flo – Sản xuất và ứng dụng của nó trong cuộc sống

Flo (F) nguyên tố hóa học nhẹ nhất trong số các nguyên tố halogen của bảng tuần hoàn. Hoạt động hóa học của nó có thể được quy cho khả năng cực kỳ thu hút các điện tử (nó là nguyên tố có độ âm điện lớn nhất) và với kích thước nhỏ của các nguyên tử của nó . Bài viết sau đây sẽ cho các bạn biết tính chất hóa học của Flo.

Flo

Flo là nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu F và số nguyên tử bằng 9, nguyên tử khối bằng 19. Nó là một nguyên tố nằm trong nhóm halôgen và là nguyên tố đặc biệt luôn có số oxi hóa -1 trong mọi hợp chất, nằm trong nhóm 7 của bảng tuần hoàn.

Tính chất hóa học của Flo
Tính chất hóa học của Flo

Tính chất hóa học của Flo

Ở nhiệt độ phòng flo là một chất khí màu vàng nhạt với mùi khó chịu. Hít phải khí là nguy hiểm. Khi làm lạnh flo trở thành chất lỏng màu vàng. Chỉ có một đồng vị ổn định của nguyên tố, flo-19.

F2 là một phi kim hoạt động hóa học rất mạnh

Phản ứng với hydro

Phản ứng xảy ra ngay trong bóng tối, ở nhiệt độ -252*C tạo ra axit flohydric

F2 + H→ 2HF

Phản ứng với các kim loại

— Oxi hóa tất cả các kim loại (kể cả Au, Pt) tạo muối florua kim loại ứng với bậc oxi hóa cao của kim loại đó khi florua đó bền ở điều kiện thí nghiệm

3F2 + 2Au → 2AuF3

3F2 + 2Fe → 2FeF3

  • Các kim loại kiềm, kiềm thổ phản ứng với flo xảy ra mãnh liệt.
  • Các kim loại Al, Zn, Cr, Ni, Ag… phản ứng mạnh khi đun nóng
  • Các kim loại Cu, Au họ Pt phản ứng khi đun nóng mạnh

3F2 + 2Au → 2AuF3 (điều kiện: t°cao)

Phản ứng với các phi kim khác

Phản ứng với hầu hết phi kim (trừ O2; N2; Ne; He; Ar) tạo ra hợp chất công hóa trị ứng với bậc oxi hóa cao của nguyên tố phi kim đó

  • 3F2 + S → SF6
  • 2F2 + C → CF4
  • 2F2 + Si → SiF4

Flo phản ứng với các halogen khác, trong những điều kiện đặc biệt

  • F2 + Cl2 → 2ClF (điều kiện: 250 °C)
  • 3F2 (dư) + Cl2 → 2ClF3 (điều kiện: 280 °C)
  • 5F2 + 2I2 → 2I2F5

Phản ứng thế

Flo có khả năng dời chỗ các halogen khác ra khỏi các hợp chất ion hoặc hợp chất công hóa trị (ở điều kiện xác định)

  • F2 + 2KCl (rắn) → 2KF + Cl2 (điều kiện: lạnh)
  • F2 + KBr (dd) → 2KF + Br2

Nếu dư F2 còn có phản ứng:

  • Br2 + 5F+ 6H2O → 2HBrO3 + 10HF và có một phần flo tác dụng với H2O

Phản ứng với các hydrua

Với H2O khi đun nóng thì flo bốc cháy

  • 2F2 + 2H2O → 4HF + O2 (điều kiện: t°)

Với H2S, NH3 cháy trong khí flo thì tạo HF và (N2, NF3) hay SF6

Phản ứng với các dung dịch kiềm

Khác với các halogen khác, flo không tạo muối chứa oxi. Khi phản ứng với kiềm loãng (thí dụ NaOH 2%) lạnh tạo ra Oxygen diflorua và florua

  • 2F2 + 2NaOH → 2NaF + OF2↑ + H2O (điều kiện: NaOH lạnh, 2%)
  • OF2 độc và có tính oxi hóa mạnh
  • OF2 + H2O → 2HF + O2

Phản ứng riêng

Axit flohydric HF còn có tính chất đặc biệt là ăn mòn các đồ vật bằng thủy tinh(với cấu tạo chủ yếu từ SiO2): 2F2 + SiO2 → SiF4 + O2

Sản xuất và ứng dụng của Flo

Tính chất hóa học của Flo - Sản xuất và ứng dụng của nó trong cuộc sống 2

Fluorpar là nguồn Flo quan trọng nhất. Trong sản xuất hydro florua (HF), fluorit dạng bột được chưng cất bằng axit sunfuric đậm đặc trong thiết bị chì hoặc gang. Trong quá trình chưng cất canxi sunfat (CaSO4) được hình thành, không hòa tan trong HF. Hydro florua thu được ở trạng thái khan bằng cách chưng cất phân đoạn trong các tàu đồng hoặc thép và được lưu trữ trong các bình thép. Các tạp chất thông thường trong hydro florua thương mại là axit sunfuric và sunfuric, cũng như axit fluorosilicic (H2SiF6 ), phát sinh từ sự hiện diện của silica trong fluorit. Dấu vết của độ ẩm có thể được loại bỏ bằng cách điện phân bằng điện cực bạch kim , xử lý bằng nguyên tố flo hoặc lưu trữ trên axit mạnh (MF5, trong đó M là kim loại), có thể tạo thành không bay hơi (H3O) + (MF6 ) – , các muối, như thể hiện bởi phương trình sau:

H2O + SbF5 + HF → (H3O) + (SbF6 )  .

Hydro florua được sử dụng trong việc chuẩn bị của nhiều hợp chất flo vô cơ và hữu cơ có tầm quan trọng cho thương mại, natri nhôm florua (Na3Alf6), được sử dụng như một chất điện phân trong điện luyện kim của nhôm kim loại . Một giải pháp của khí hydro florua trong nước được gọi là axit hydrofluoric, một lượng lớn trong số đó được tiêu thụ trong công nghiệp để làm sạch kim loại và để đánh bóng, làm mờ và khắc kính .

Việc chuẩn bị các phần tử tự do được thực hiện bằng các quy trình điện phân trong trường hợp không có nước. Nói chung, chúng ở dạng điện phân của sự tan chảy kali florua kali hydro florua (theo tỷ lệ từ 1 đến 2,5 “5) ở nhiệt độ từ 30 đến 70°C (90 đến 160°F) hoặc 80 và 120°C (180 và 250°F) hoặc ở nhiệt độ 250°C (480°F). Trong quá trình, hàm lượng hydro florua của chất điện phân bị giảm và điểm nóng chảy tăng lên; do đó cần phải thêm hydro florua liên tục. Trong tế bào nhiệt độ cao, chất điện phân được thay thế khi điểm nóng chảy tăng lên trên 300°C (570°F). Fluorine có thể được lưu trữ an toàn dưới áp suất trong các xi lanh bằng thép không gỉ nếu các van của xi lanh không có dấu vết của chất hữu cơ.

Nguyên tố này được sử dụng để điều chế các loại florua khác nhau, chẳng hạn như clo trifluoride (ClF3), lưu huỳnh hexafluoride (SF6) hoặc coban trifluoride (CoF3). Các hợp chất clo và coban là các tác nhân fluor hóa quan trọng đối với các hợp chất hữu cơ. (Với các biện pháp phòng ngừa thích hợp, bản thân nguyên tố này có thể được sử dụng để fluor hóa các hợp chất hữu cơ). Lưu huỳnh hexafluoride được sử dụng làm chất cách điện dạng khí.

Nguyên tố Flo thường được pha loãng với nitơ, phản ứng với hydrocarbon để tạo thành fluorocarbons tương ứng trong đó một số hoặc tất cả hydro đã được thay thế bằng flo. Các hợp chất thu được thường được đặc trưng bởi tính ổn định lớn, tính trơ hóa học, điện trở cao và các tính chất vật lý và hóa học có giá trị khác. Quá trình fluor hóa này cũng có thể được thực hiện bằng cách xử lý các hợp chất hữu cơ bằng coban trifluoride (CoF3) hoặc bằng cách điện phân các dung dịch của chúng trong hydro florua khan. Nhựa hữu ích với chất lượng không dính, chẳng hạn như polytetrafluoroetylen [(CF 2 CF 2 )x ]; được biết đến với tên thương mại Teflon), dễ dàng được làm từ fluorocarbons chưa bão hòa. Các hợp chất hữu cơ chứa clo, brom hoặc iốt được flo hóa để tạo ra các hợp chất như dichlorodifluoromethane (Cl2CF2), chất làm mát đã được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các tủ lạnh gia dụng và điều hòa không khí. Kể từ khi chlorofluorocarbons , chẳng hạn như dichlorodifluoromethane , đóng vai trò tích cực trong việc làm suy giảm tầng ozone , việc sản xuất và sử dụng chúng đã bị hạn chế và chất làm lạnh có chứa hydrofluorocarbons hiện được ưa thích.

Nguyên tố này cũng được sử dụng để điều chế urani hexafluoride (UF6), được sử dụng trong quá trình khuếch tán khí để tách uranium-235 khỏi uranium-238 làm nhiên liệu cho lò phản ứng. Hydrogen fluoride và boron trifluoride (BF3) được sản xuất thương mại vì chúng là chất xúc tác tốt cho các phản ứng alkyl hóa được sử dụng để điều chế các hợp chất hữu cơ của nhiều loại. Natri fluorid thường được thêm vào nước uống để giảm tỷ lệ mắc sâu răng ở trẻ em. Trong những năm gần đây, ứng dụng quan trọng nhất đối với các hợp chất Flo là trong lĩnh vực dược phẩm và nông nghiệp. Sự thay thế Flo chọn lọc làm thay đổi đáng kể tính chất sinh học của các hợp chất này.

ĐỌC THÊM:

Categories

Related Posts

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *