Фторид кислорода(II)

(перенаправлено с «Дифторид кислорода»)

Фторид кислорода(II), дифторид кислорода, OF2. При нормальных условиях представляет собой бесцветный ядовитый 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).

Фторид кислорода​(II)​
Oxygen-difluoride-2D.png Oxygen-difluoride-3D-vdW.png
Общие
Систематическое
наименование
Фторид кислорода​(II)​
Хим. формула F2O
Рац. формула OF2
Физические свойства
Состояние бледно-жёлтый газ
Молярная масса 54 г/моль
Плотность 1,59 г/см³
Энергия ионизации 13,11 ± 0,01 эВ[1]
Термические свойства
Температура
 • плавления -224 °C
 • кипения -145 °C
 • разложения выше 200 °C
Критическая точка -58 °C, 49 атм
Энтальпия
 • образования -25,2 кДж/моль
Давление пара 1 ± 1 атм[1]
Классификация
Рег. номер CAS 7783-41-7
PubChem
Рег. номер EINECS 231-996-7
SMILES
InChI
RTECS RS2100000
ChEBI 30494
ChemSpider
Безопасность
ЛД50 LC50: 1-2 мг/м3*1 час (крысы, ингаляция)
Токсичность Чрезвычайно ядовит, СДЯВ
Пиктограммы ECB Пиктограмма «T+: Крайне токсично» системы ECBПиктограмма «O: Окислитель» системы ECB
NFPA 704
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе

ОткрытиеПравить

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

Систематическое названиеПравить

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 свойстваПравить

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.

ПолучениеПравить

 
  — инициация свободных радикалов с образованием бирадикала O:
  — доминирующий процесс
 
 

Химические свойстваПравить

Дифторид кислорода — весьма энергичный окислитель, и в этом отношении напоминает по силе свободный фтор, а по механизму окисления — 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:

 

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 металламиПравить

На меди, платине, золоте, серебре фторид кислорода(II) образует лишь тончайшие защитные плёнки 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.

ПрименениеПравить

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[источник не указан 2315 дней].

ТоксичностьПравить

Фторид кислорода(II) OF2 (дифторид кислорода) чрезвычайно токсичен (степень токсичности сопоставима с таковой фосгена COCl2), гораздо более ядовит, чем элементарный фтор, так как вызывает сильнейшее раздражение тканей организма, очень глубоко проникает и растворяется в них (глубже чем фтор), затрудняет дыхание. По токсикологии NFPA 704 ему присвоена высшая токсичность.

Смертельная доза (LC50) - 1-2 мг/м3*1 час (даже меньше, чем у синильной кислоты).

Дифторид кислорода опасен для окружающей среды.

Упоминания в литературеПравить

В фантастической новелле Роберта Л. Форварда «Камелот 30К», дифторид кислорода был использован как биохимический растворитель для живых форм, живущих в поясе Койпера Солнечной системы. Хотя, при 30 градусах Кельвина фторид кислорода будет твердым, вымышленные инопланетные организмы являются эндотермическими, и благодаря радиотермическому нагреву могут использовать жидкий фторид кислорода в качестве крови.

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

ЛитератураПравить

  • 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.