Открыть главное меню

Перхлорилфторид

Перхлорилфторид (триоксид-фторид хлора(VII)) — неорганическое соединение семивалентного хлора с кислородом и фтором. Впервые получен Боде в 1951 году. Позже заменой ОН на F в хлорной кислоте он был получен Энгельбрехтом в 1952 году (при электролизе перхлората натрия растворённым в жидком фтористом водороде).

Перхлорилфторид
Perchloryl-fluoride-2D.png
Общие
Систематическое
наименование
триоксид-фторид хлора(VII)
Традиционные названия перхлорилфторид
Хим. формула FClO3
Физические свойства
Состояние бесцветный газ
Молярная масса 102,45 г/моль
Плотность 1,4 г/см³
Энергия ионизации 13,6 ± 0,1 эВ[1]
Термические свойства
Т. плав. -147,8 °C
Т. кип. -46,7 °C
Кр. темп. 95 °C
Давление пара 10,5 ± 0,1 атм[1]
Химические свойства
Растворимость в воде 0,06 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS 7616-94-6
PubChem
Рег. номер EINECS 231-526-0
SMILES
InChI
RTECS SD1925000
ChemSpider
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Содержание

ПолучениеПравить

Реакцией фтора с хлорной кислотой:

F2+4HClO3→4FClO3+2H2O+О2

Или взаимодействием перхлората калия со смесью фторсульфоновой кислоты и фторида сурьмы(V), при комнатной температуре:


Физические свойстваПравить

Бесцветный газ со сладковатым запахом, плохо растворимый в воде и нерастворимый во фтороводороде. Относительно легко сжижается, примерно, как хлор или аммиак — давление насыщенного пара при 20 градусах Цельсия около 10,5 атмосфер. Умеренно токсичен. Обладает высоким для газов значением диэлектрической проницаемости.

Фторид перхлорила термически устойчив до 400°С. Выше 465°С он подвергается разложению первого порядка с энергией активации = 244 кДж моль-1.

Температура кипения: -18°С

Температура плавления: -152°С

Из всех газообразных веществ перхлорилфторид обладает самым высоким сопротивлением электрическому пробою (на 30% меньше, чем у SF6) и поэтому может служить отличным изолятором в высоковольтных системах.

Теплота испарения: 19,339 кДж/моль

Критическое давление: 53 атм

Плотность: 1,981 г/см³ (-145°C)

Плотность:1,782 г/см³ (-73°C)

Вязкость: 0,55 сантипуаз

FClO3 обладает низкой реакционной способностью при комнатной температуре и очень высоким удельным импульсом тяги, этот газ широко изучался, как окислитель ракетного топлива (он имеет преимущество по сравнению с N2O2 и ClF3 в качестве окислителя для N2H4, MeNNH2, LiH)

Очень низкий дипольный момент =0,023 Д

В кинетическом отношении перхлорилфторид очень устойчив, однако характеризуется умеренной термодинамической нестабильностью:

Удельная энтальпия образования (газ, 298°К) = -23,8 кДж моль-1

Энергия Гиббса (газ, 298°К) = +48,1 кДж моль-1

Химические свойстваПравить

Окислительная активность при обычных условиях невелика, но быстро возрастает при нагревании.

Гидролиз соединения идёт медленно даже при 250°C-300°C градусах, а количественно протекает только в присутствии концентрированного раствора гидрооксида щелочного металла в запаянной трубке при высоком давлении и 300°C градусах.

Разлагается концентрированным раствором щелочи на перхлорат и фторид:

FClO3+KOH(конц.)→KF+HClO4

FClO3+2NaOH(конц.)→NaClO4+NaF+H2O

Металлические Na и K реагируют с ним только выше 300 °С:

2Na+FClO3→NaF+NaClO3

ПрименениеПравить

Мягкий фторирующий агент в органической химии. Предложен в качестве окислителя ракетного топлива.

FClO3 также действует, как мягкий фторирующий агент для соединений, включающих реакционно способную метиленовую группу, например:


ПримечанияПравить

ЛитератураПравить

  • Гринвуд Н., Эрншо А. Химия элементов, — Т. 2, — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008
  • Реми Г. Курс неорганической химии. —Том 1.—1972 г.
  • Исикава Н., Кобаяси Ё. Фтор: химия и применение, — М.: Мир, 1982.
  • Некрасов Б. В. Основы общей химии, — Т. 1, — М.: Химия, 1973.
  • Рысс И. Г. Химия фтора и его неорганических соединений, — М., 1956.
  • Успехи химии. — 1967, — Т. 36, № 3, — С. 377—398