stringtranslate.com

Бифторид аммония

Бифторид аммония — неорганическое соединение с формулой [NH 4 ][HF 2 ] или [NH 4 ]F·HF . Он производится из аммиака и фтористого водорода . Эта бесцветная соль является травителем стекла и промежуточным продуктом в когда-то рассматривавшемся пути к плавиковой кислоте .

Структура

Бифторид аммония, как следует из его названия, содержит катион аммония ( [NH 4 ] + ) и анион бифторида (или дифторида водорода) ( [HF 2 ] − ). Трехатомный бифторид-анион имеет сильную трехцентровую четырехэлектронную связь с энергией связи более 155 кДж/моль [2] и длиной HF 114 пм. [3]

В твердой форме ( [NH4 ] [HF2 ] ) бифторид аммония похож на другие фторидные соли. [4] Его кристаллическая система считается орторомбической , [5] с каждым катионом, координированным с четырьмя анионами в тетраэдре (и наоборот). Атомы водорода в ионе аммония образуют водородные связи с атомами фтора, и в полученной структуре NHF примерно коллинеарны. [6] [7] В результате этих водородных связей эта кристаллическая структура отличается от структур других бифторидных солей, таких как бифторид калия и бифторид рубидия. [5] Его кристаллы нестабильны и быстро разлагаются при контакте с воздухом. [6]

Производство и применение

Бифторид аммония входит в состав некоторых травителей. Он воздействует на кремниевый компонент стекла:

SiO2 + 4[ NH4 ] [ HF2 ] → SiF4 + 4 [ NH4 ] F + 2H2O

Бифторид калия — родственный, более часто используемый травитель.

Бифторид аммония рассматривался как промежуточное вещество в производстве плавиковой кислоты из гексафторкремниевой кислоты . Таким образом, гексафторкремниевая кислота гидролизуется с образованием фторида аммония , который термически разлагается с образованием бифторида:

H2 [SiF6 ] + 6NH3 + 2H2O → SiO2 + 6 [ NH4 ] F
2 [NH4 ] F → NH3 + [NH4 ] [ HF2 ]

Полученный бифторид аммония преобразуется в бифторид натрия , который термически разлагается с выделением HF. [8]

Бифторид аммония также используется в качестве добавки в процессах нанесения покрытия оловом-никелем, поскольку ион фторида действует как комплексообразователь с оловом, что позволяет лучше контролировать конечный состав и качество покрытия.

Токсичность

Бифторид аммония токсичен при употреблении и является агентом, вызывающим коррозию кожи. При попадании на кожу необходимо промыть ее водой с последующей обработкой глюконатом кальция . [1] В воде бифторид аммония находится в химическом равновесии с плавиковой кислотой , а при нагревании выделяется газообразный фтористый водород . [9] Следовательно, существует эквивалентный токсикологический риск, как и при использовании плавиковой кислоты, и применяются те же меры предосторожности. [10] [9]

Бифторид аммония используется в некоторых чистящих средствах для автомобильных колес. Многие травмы были вызваны тем, что пользователи не знали о рисках, которые представляют эти средства. [11] Продукты на основе бифторида аммония часто считаются более безопасной альтернативой плавиковой кислоте, но все равно представляют явный риск для оператора. [10] Бифторид аммония, фторид аммония и плавиковая кислота были описаны как «слишком опасные для любого использования в среде мойки автомобилей» журналом Professional Car Washing and Detailing , [12] рекомендации которого соответствуют отчету Центров по контролю и профилактике заболеваний США за 2015 год . [13]

Ссылки

  1. ^ abcd Sigma-Aldrich Co. , Бифторид аммония. Получено 20 июля 2013 г.
  2. ^ Эмсли, Дж. (1980) Очень сильные водородные связи , Обзоры химического общества, 9, 91–124. doi :10.1039/CS9800900091
  3. ^ Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  4. ^ "Аммонийбифторид". PubChem . Получено 17 сентября 2024 г.
  5. ^ ab Троянов, СИ (2005). "Уточнение кристаллической структуры бифторидов MHF2 (M = Na, NH4, Rb). Кристаллические структуры Rb5F4(HF2) × 2H2O и RbF × H2O". Crystallography Reports . 50 (5): 773–778. doi :10.1134/1.2049394 . Получено 17 сентября 2024 г. .
  6. ^ ab McDonald, TRR (1960). «Распределение электронной плотности в бифториде аммония». Acta Crystallogr. 13 (2): 113–124. Bibcode :1960AcCry..13..113M. doi : 10.1107/S0365110X60000261 .
  7. ^ "ICSD Entry: 14140". Кембриджская структурная база данных : Access Structures . Кембриджский центр кристаллографических данных . Получено 25.06.2022 .
  8. ^ Эгеперс, Жан; Моллар, Поль; Девилье, Дидье; Шемла, Мариус; Фарон, Роберт; Романо, Рене; Куэр, Жан Пьер (2000). "Соединения фтора, неорганические". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a11_307. ISBN 3527306730.
  9. ^ ab Национальная схема уведомления и оценки промышленных химикатов (17 апреля 2020 г.). "Бифториды: оценка уровня II воздействия на здоровье человека" (PDF) . Министерство здравоохранения (Австралия) . Получено 8 февраля 2023 г.
  10. ^ ab Genuino, Homer C.; Opembe, Naftali N.; Njagi, Eric C.; McClain, Skye; Suib, Steven L. (2012). «Обзор плавиковой кислоты и ее использования в индустрии автомоек». Журнал промышленной и инженерной химии . 18 (5): 1529–1539. doi :10.1016/j.jiec.2012.03.001. ISSN  1226-086X.
  11. ^ Гормли, Джеймс (29 мая 2001 г.). «Правда о бифториде аммония». Профессиональная мойка и чистка автомобилей . Архивировано из оригинала 29-05-2001.
  12. ↑ Кук, Райан (9 октября 2013 г.). «Пять факторов чистоты: химия, часть 1». Профессиональная мойка и чистка автомобилей . Получено 8 февраля 2023 г.
  13. ^ Вуди, Мария (1 декабря 2015 г.). «OSHA дает сотрудникам право знать». Профессиональная мойка и чистка автомобилей . Получено 8 февраля 2023 г.