Трифторид хлора или ClF3 представляет собой высокореактивное и токсичное химическое соединение, используемое в ракетном топливе, чистящих средствах и в качестве окислителя в химических реакциях. Он может вызвать серьезные ожоги и самопроизвольно воспламениться при контакте с органическими материалами.
| Название ИЮПАК | Трифторид хлора |
| Молекулярная формула | ClF3 |
| Количество CAS | 7790-91-2 |
| Синонимы | Фторид хлора, Трифторхлор, Трихлорфторид, Фторхлор, Хлорилфторид, Хлорид фтора |
| ИнЧИ | ИнХИ=1S/ClF3/c2-1(3)4 |
Формула трифторида хлора
Химическая формула трифторида хлора — ClF3, что представляет собой три атома фтора и один атом хлора в молекуле. Формулу можно использовать для расчета молярной массы, плотности и других физических свойств трифторида хлора. В формуле также указаны типы и количество атомов, присутствующих в соединении, что важно для понимания его химических свойств и реакционной способности.
Молярная масса трифторида хлора
Молярная масса трифторида хлора (ClF3) составляет 92,45 г/моль. Это значение рассчитывается путем сложения атомных масс составляющих элементов, которые составляют 35,45 г/моль для хлора и 37,996 г/моль для фтора. Молярная масса трифторида хлора важна в химических расчетах и при определении количества соединения в данном образце.
Температура кипения трифторида хлора
Трифторид хлора имеет температуру кипения 11,75°C при стандартном давлении. Это делает его летучим и высокореактивным соединением, которое легко испаряется и образует токсичные пары. Низкая температура кипения трифторида хлора объясняется слабыми межмолекулярными силами между его молекулами, позволяющими им распадаться на части и выходить в виде газа при относительно низких температурах.
Температура плавления трифторида хлора
Трифторид хлора имеет температуру плавления -76,3°C (-105,3°F) при стандартном давлении. Это делает его твердым при комнатной температуре и давлении, но он может легко сублимироваться и образовывать токсичные пары из-за своей высокой летучести. Низкая температура плавления трифторида хлора объясняется слабыми межмолекулярными силами между его молекулами, что позволяет им распадаться и переходить в газ при относительно низких температурах.
Плотность трифторида хлора г/мл
Плотность трифторида хлора составляет 1,77 г/мл при стандартных температуре и давлении (СТП). Это значение выше, чем у воздуха (1,29 г/мл), что делает трифторид хлора более плотным газом, чем воздух. Высокая плотность трифторида хлора обусловлена его молекулярной массой, которая выше, чем у большинства газов в атмосфере.
Молекулярный вес трифторида хлора
Молекулярная масса трифторида хлора составляет 92,45 г/моль. Это значение рассчитывается путем сложения атомных масс составляющих элементов, которые составляют 35,45 г/моль для хлора и 37,996 г/моль для фтора. Высокая молекулярная масса трифторида хлора делает его плотным газом, тяжелее воздуха.
Структура трифторида хлора
Трифторид хлора имеет тригонально-бипирамидальную молекулярную геометрию с центральным атомом хлора, связанным с тремя атомами фтора в экваториальных положениях и двумя вакантными местами в аксиальных положениях. Эта структура приводит к образованию полярной молекулы, две осевые позиции которой имеют частичный положительный заряд, а три экваториальные позиции имеют частичный отрицательный заряд.
| Появление | Бесцветный или бледно-желтый газ или жидкость |
| Удельный вес | 1,77 |
| Цвет | От бесцветного до бледно-желтого |
| Запах | Резкий и удушливый запах |
| Молярная масса | 92,45 г/моль |
| Плотность | 1,77 г/мл при стандартном давлении |
| Точка плавления | -76,3°C (-105,3°F) |
| Точка кипения | 11,75°С |
| Мигающая точка | Непригодный |
| Растворимость в воде | Бурно реагирует с водой |
| Растворимость | Растворим в серной кислоте, азотной кислоте и других окислителях. |
| Давление газа | 1,73 атм при 20°C |
| Плотность пара | 3,2 (воздух = 1) |
| ПКа | Непригодный |
| рН | Непригодный |
Безопасность и опасность трифторида хлора
Трифторид хлора — высокореактивное и опасное соединение. Это создает серьезную угрозу для здоровья и безопасности, и с этим следует обращаться с особой осторожностью. При попадании на кожу, в глаза и слизистые оболочки он может вызвать серьезные ожоги, коррозию и раздражение. Вдыхание его паров может вызвать расстройство дыхания, кашель и боль в груди. Трифторид хлора также может воспламеняться и бурно реагировать с органическими материалами, металлами и водой, вызывая взрывы и пожары. При работе с трифторидом хлора следует надевать специальные защитные средства, такие как химически стойкие костюмы и респираторы, и их следует использовать только в хорошо вентилируемом помещении, контролируемом обученными специалистами.
| Символы опасности | Коррозионное, Окисляющее |
| Описание безопасности | Хранить вдали от источников тепла, искр, открытого огня, горячих поверхностей и источников возгорания. Носите защитную одежду и оборудование. Избегайте контакта с кожей, глазами и одеждой. Не вдыхайте дымы и пары. Не глотать. Используйте только в хорошо проветриваемом помещении. |
| Идентификаторы сети | 1749 год |
| код ТН ВЭД | 281211 |
| Класс опасности | 8 |
| Группа упаковки | я |
| Токсичность | Очень токсичен |
Методы синтеза трифторида хлора
Прямое фторирование газообразного хлора позволяет синтезировать трифторид хлора. Фтороводород и газообразный хлор могут реагировать с образованием трифторида хлора.
Смесь газообразного хлора и газообразного фтора реагирует на слое активированного угля или другого инертного материала при высокой температуре с образованием трифторида хлора методом прямого фторирования.
Другой метод включает реакцию между фтористым водородом и газообразным хлором. В этом методе оба газа проходят через катализатор, такой как активированный оксид алюминия или платина, при повышенных температурах. В результате реакции между двумя газами в качестве побочных продуктов образуются трифторид хлора и хлористый водород.
Тетрафторид серы и газообразный хлор реагируют в присутствии катализатора, такого как железо или никель, при повышенных температурах с синтезом трифторида хлора и образованием диоксида серы в качестве побочного продукта.
Для каждого из этих методов требуется специальное оборудование и осторожное обращение из-за опасного характера трифторида хлора. Безопасность персонала и окружающей среды должна быть обеспечена в процессе синтеза с помощью соответствующих мер безопасности, таких как химически стойкие костюмы и системы вентиляции.
Использование трифторида хлора
Трифторид хлора (ClF3) имеет ряд промышленных применений благодаря своей высокой реакционной способности и сильным окислительным свойствам.
- ClF3 очищает и травит полупроводниковые материалы, такие как кремний и германий, удаляя нежелательные загрязнения и примеси с их поверхностей.
- ClF3 преобразует оксид урана в гексафторид урана для производства ядерного топлива. Гексафторид урана обогащают для использования в ядерных реакторах.
- ClF3 повышает эффективность сгорания и создает большую тягу при использовании в сочетании с другими окислителями, такими как гидразин или водород, в ракетном топливе и высокоэнергетическими окислителями для топливных систем.
- ClF3 отбеливает текстильные и бумажные изделия.
- ClF3 производит определенные химические вещества, такие как газообразный фтор и фторуглероды.
Из-за своей опасной природы с трифторидом хлора во всех его применениях следует обращаться с особой осторожностью и только обученным специалистам, имеющим соответствующее оборудование для обеспечения безопасности и соответствующие протоколы.
Вопросы:
Вопрос: Трифторид хлора полярный или неполярный?
Ответ: Трифторид хлора является полярной молекулой из-за разницы в электроотрицательности атомов хлора и фтора.
Вопрос: Как погасить трифторид хлора?
Ответ: Трифторид хлора можно потушить сухим песком, графитом или хлоридом натрия. Никогда не следует использовать воду для тушения пожара трифторида хлора, поскольку он может бурно реагировать и выделять токсичные газы.
Вопрос: Структура Льюиса трифторида хлора?
Ответ: Структура Льюиса ClF3 состоит из центрального атома хлора, окруженного тремя атомами фтора. Атом хлора связан с каждым из трех атомов фтора одинарной связью, а атом хлора имеет одну пару электронов.
Вопрос: Каков формальный заряд атома хлора в молекуле трифторида хлора?
Ответ: Формальный заряд атома хлора в трифториде хлора равен нулю. Атом хлора имеет семь валентных электронов и связан с тремя атомами фтора, которые имеют более высокую электроотрицательность, чем хлор. Неподеленная пара электронов атома хлора не участвует в какой-либо связи и поэтому не учитывается при определении формального заряда.
Вопрос: Пожар трифторида хлора?
Ответ: Трифторид хлора представляет собой высокореактивное и легковоспламеняющееся вещество, которое может самопроизвольно воспламениться при контакте с органическими материалами или даже с воздухом. В случае возгорания трифторида хлора для тушения пожара следует использовать сухой песок, графит или хлорид натрия; ни в коем случае нельзя использовать воду, поскольку она может вызвать бурную реакцию. Эвакуация территории и немедленное обращение за медицинской помощью в случае воздействия также имеют решающее значение в случае пожара трифторида хлора.