БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ФТ)
При взаимодействии Ф. с окислами металлов на холоду образуются фториды металлов и кислород; возможно также образование оксифторидов металлов (например, MoO2 F2 ). Окислы неметаллов либо присоединяют Ф., например SO2 + F2 = SO2 F2 , либо кислород в них замещается на Ф., например SiO2 + 2F2 = SiF4 + O2 . Стекло очень медленно реагирует с Ф.; в присутствии воды реакция идёт быстро. Вода взаимодействует с Ф.: 2H2 O + 2F2 = 4HF + O2 ; при этом образуется также OF2 и перекись водорода H2 O2 . Окислы азота NO и NO2 легко присоединяют Ф. с образованием соответственно фтористого нитрозила FNO и фтористого нитрила FNO2 . Окись углерода присоединяет Ф. при нагревании с образованием фтористого карбонила: CO + F2 = COF2 .
Гидроокиси металлов реагируют с Ф., образуя фторид металла и кислород, например 2Ba(OH)2 + 2F2 = 2BaF2 + 2H2 O + O2 . Водные растворы NaOH и KOH реагируют с Ф. при 0°С с образованием OF2 .
Галогениды металлов или неметаллов взаимодействуют с Ф. на холоду, причём Ф. замещает все галогены, Легко фторируются сульфиды, нитриды и карбиды. Гидриды металлов образуют с Ф. на холоду фторид металла и HF; аммиак (в парах) — N2 и HF. Ф. замещает водород в кислотах или металлы в их солях, например HNO3 (или NaNO3 ) + F2 ® FNO3 + HF (или NaF); в более жёстких условиях Ф. вытесняет кислород из этих соединений, образуя сульфурилфторид, например Na2 SO4 + 2F2 = 2NaF + SO2 F2 + O2 . Карбонаты щелочных и щёлочноземельных металлов реагируют с Ф. при обычной температуре; при этом получаются соответствующий фторид, CO2 и O2 .
Ф. энергично реагирует с органическими веществами (см. Фторорганические соединения ).
Получение. Источником для производства Ф. служит фтористый водород, получающийся в основном либо при действии серной кислоты H2 SO4 на флюорит CaF2 , либо при переработке апатитов и фосфоритов. Производство Ф. осуществляется электролизом расплава кислого фторида калия KF·(1,8—2,0)HF, который образуется при насыщении расплава KF·HF фтористым водородом до содержания 40—41% HF. Материалом для электролизёра обычно служит сталь; электроды — угольный анод и стальной катод. Электролиз ведётся при 95—100°С и напряжении 9—11 в ; выход Ф. по току достигает 90—95%. Получающийся Ф. содержит до 5% HF, который удаляется вымораживанием с последующим поглощением фторидом натрия. Ф. хранят в газообразном состоянии (под давлением) и в жидком виде (при охлаждении жидким азотом) в аппаратах из никеля и сплавов на его основе (монель-металл ), из меди, алюминия и его сплавов, латуни, нержавеющей стали.
Применение. Газообразный Ф. служит для фторирования UF4 , в UF6 , применяемого для изотопов разделения урана, а также для получения трёхфтористого хлора ClF3 (фторирующий агент), шестифтористой серы SF6 (газообразный изолятор в электротехнической промышленности), фторидов металлов (например, W и V). Жидкий Ф. — окислитель ракетных топлив.
Широкое применение получили многочисленные соединения Ф. — фтористый водород , алюминия фторид , кремнефториды , фторсульфоновая кислота (растворитель, катализатор, реагент для получения органических соединений, содержащих группу — SO2 F), BF3 (катализатор), фторорганические соединения и др.
Техника безопасности. Ф. токсичен, предельно допустимая концентрация его в воздухе примерно 2·10-4 мг/л , а предельно допустимая концентрация при экспозиции не более 1 ч составляет 1,5·10-3 мг/л .
А. В. Панкратов.
Фтор в организме. Ф. постоянно входит в состав животных и растительных тканей; микроэлемент. В виде неорганических соединений содержится главным образом в костях животных и человека — 100—300 мг/кг ; особенно много Ф. в зубах. Кости морских животных богаче Ф. по сравнению с костями наземных. Поступает в организм животных и человека преимущественно с питьевой водой, оптимальное содержание Ф. в которой 1—1,5 мг/л . При недостатке Ф. у человека развивается кариес зубов , при повышенном поступлении — флюороз . Высокие концентрации ионов Ф. опасны ввиду их способности к ингибированию ряда ферментативных реакций, а также к связыванию важных в биологическом отношении элементов (Р, Ca, Mg и др.), нарушающему их баланс в организме. Органические производные Ф. обнаружены только в некоторых растениях (например, в южноафриканском Dichapetalum cymosum). Основные из них — производные фторуксусной кислоты, токсичные как для др. растений, так и для животных. Биологическая роль Ф. изучена недостаточно. Установлена связь обмена Ф. с образованием костной ткани скелета и особенно зубов. Необходимость Ф. для растений не доказана.
В. Р. Полищук.
Отравления Ф. возможны у работающих в химической промышленности, при синтезе фторсодержащих соединений и производстве фосфорных удобрений. Ф. раздражает дыхательные пути, вызывает ожоги кожи. При остром отравлении возникают раздражение слизистых оболочек гортани и бронхов, глаз, слюнотечение, носовые кровотечения; в тяжёлых случаях — отёк лёгких, поражение центрльной нервной системы и др.; при хроническом — конъюнктивит, бронхит, пневмония, пневмосклероз, флюороз. Характерно поражение кожи типа экземы. Первая помощь: промывание глаз водой, при ожогах кожи — орошение 70%-ным спиртом; при ингаляционном отравлении — вдыхание кислорода. Профилактика: соблюдение правил техники безопасности, ношение специальной одежды, регулярные медицинские осмотры, включение в пищевой рацион кальция, витаминов. Препараты, содержащие Ф., применяют в медицинской практике в качестве противоопухолевых (5-фторурацил, фторафур, фторбензотэф), нейролептических (трифлуперидол, или триседил, фторфеназин, трифтазин и др.), антидепрессивных (фторацизин), наркотических (фторотан) и др. средств.
Лит.: Рысс И. Г., Химия фтора и его неорганических соединений, М., 1956; Фтор и его соединения, пер. с англ., т. 1—2, М., 1953—56; Профессиональные болезни, 3 изд., М., 1973.
Фториды
Фтори'ды, соединения фтора с другими элементами. Ф. элементов I и II групп преиодической системы Менделеева — твердые вещества с ионной связью элемент — фтор; Ф. большинства элементов VI—VII групп — газы с ковалентной связью элемент — фтор; соединения, содержащие связь C—F, образуют многочисленный класс фторорганических соединений ; высшие Ф. многих металлов (U, V, Mo, W, Re и др.) — летучие вещества. Ф. встречаются в природе (см. Фториды природные ). По химическим свойствам Ф. галогенов, инертных газов, кислорода и азота, а также многих др. элементов в высших степенях окисления (например, PtF5 , CoF3 , AgF2 ) — окислители; Ф. мышьяка, сурьмы, бора — сильные льюисовские кислоты (см. Кислоты и основания ).
Получить Ф. можно взаимодействием фтора с элементами, действием фтористого водорода на металлы и другими способами.
Широкое применение находят фтористый водород, фториды кислорода, фториды азота. Ф. хлора ClF3 и ClF5 — окислители ракетных топлив; кроме того, ClF3 служит фторирующим агентом для получения гексафторида урана UF6 , применяемого в атомной промышленности для изотопов разделения урана; летучие Ф. металлов используются для нанесения металлических покрытий. Ф. лития, магния, кальция, стронция, бария и др. металллов применяют в качестве сырья для производства оптических стёкол. См. также Криолит .
Лит. см. при ст. Фтор .
А. В. Пакратов.
Фториды азота
Фтори'ды азо'та, неорганические соединения, содержащие связь N—F, например трифторид азота NF3 , тетрафторгидразин N2 F4 , дифторамин NF2 H, фтористый нитрозил FNO и др. Ф. а. — бесцветные газы со специфическим запахом. При нагревании разлагаются на элементы или трифторид азота и азот (за исключением NF3 и FNO). Проявляют свойства сильных окислителей. С органическими соединениями некоторые Ф. а. образуют многочисленные органические вещества, содержащие группы —NF2 и —NONF. Особенность Ф. а. состоит в том, что при взаимодействии с сильными льюисовскими кислотами (см. Кислоты и основания ) они образуют соли с фторазотными катионами , , , F2 NO+ .
Трифторид азота, NF3 — газ; t пл — 208,5°С, t kип — 129,1°С. Окислительная способность проявляется при высоких температурах. Превращается в тетрафторгидразин при повышенных температурах и в присутствии меди, железа, ртути или угля. Получается электролизом расплава дифторида аммония или фторированием азотсодержащих веществ. Применяется в производстве тетрафторгидразина.
