Состав, свойства и области применения фтороводорода и плавиковой кислотыФтороводородную кислоту получают абсорбцией образующегося при разложении фторсодержащего сырья фтороводородного газа. Техническая фтороводородпая кислота представляет собой раствор газообразного фтороводорода в воде и содержит примеси H2S04 и H2Sibft. По внешнему виду — бесцветная жидкость с резким запахом и следующими свойствами [1-7]: • Химическая формула — HF. • Молекулярная масса — 20,01 г/моль • Температура кипения — 19.75 "С • Критическая температура — 188 "С • Критическое давление- — 6.492 Мпа • Критическая плотность — 290 кг/м'. Теплота образования HF из элементов — 273,30 кДж/.моль, температура кипения +19,43 "С, замерзания - 83,37 "С. Теплота плавления + 3,93 кДж/моль. Энергия диссоциации - 566 кДж/моль. Ьезводпый 1 IF при Т<20 "С — бесцветная жидкость с резким запахом, обладающая ничтожно малой электропроводимостью. Многие неорганические соединения хорошо растворимы в жидкой I IF. /Пидкии фтороводород смешивается с водой во всех отношениях. Из диаграммы плавкости системы HF~H,0 следует, что существуют три кристаллогидрата: HF-H О (т.пл — 35,3 °С) 2HFHp (т.пл - 79,3 °С) и 4HF-HP (т.пл - 100,2 °С), что указывает па трудность разделения HF и Н20 вымораживанием и невозможность получить данным методом HF, не содержащий воды. Подобно другим галогеноводородам, HF образует с водой азеотропную смесь, содержащую 38,26 % вес. HF, кипящую при температу(>е 112,3 °С (Р=750,2 мм.рт.ст. или 0,1 МПа) [1]. Ректификацией плавиковой кислоты концентрацией выше состава ее азеотропной смеси можно получить безводный фтороводород [1J. Fro выход в значительной мере зависит от содержания HF в исходной кислоте. При содержании HF в кислоте не менее 70 /о мае. безводный HF может быть получен простой перегонкой плавиковой кислоты. Содержание примесей SiF обусловлено протеканием побочных реакций и определяется растворимостью в системах НЬ — Sir" и НЬ — Sib — Н;0 [8]. Растворимость Sil' увеличивается с уменьшением концентрации фторо-водородпой кислоты. В 96 /о кислоте содержание SiF при температуре 15 °С менее 0,05 % мае, в 25-30 % кислоте оно доходит до 8 % H,SiF(>. П(>этому для удаления H,SiFf> физические методы не приемлемы, используются только химические методы, основанные па низкой растворимости кремпефторидон в растворах фтороводородпой кислоты. Н сухом фтороводороде большинство химически важных металлов и сплавов при температуре до 50 "С подвергаются умеренной коррозии, однако в присутствии воды коррозия усиливается. Металлические материалы, стойкие в безводном фтороводороде при температуре ло 50 С (скорость коррозии не более 0,01 мм/год): стали огнеупорные (тЮ. С тЗ и др.; хромистые и хромистоникелиевые ста-\и. никель; медь и се сплавы; алюминий и его сплавы. Неметаллические материалы, стойкие в безводном фтороводороде: фторопласты, фторидпые эмали. Металлические материалы, стойкие во фтороводороде при содержании воды 20-40 /о и температуре 50 °С (скорость коррозии не более 0,5 мм/год): свинец, никель и его сплавы. Углеродистые и хромникелиевые стали, алюминий и его сплавы в этих условиях коррозируют со скоростью более 10 мм/год. I еплоемкость 25 /о I II" равна 0,8294 кал/гтрад, температура замерзания ниже — 41 °С, что позволяет хранить ее в емкостях, находящихся вне здания. Плотность HI" колеблется в интервале от 1,1 до 1,3 г/см- в зависимости от содержащихся в ней примесей: кремнефтороводородной и серной кис-хот. Упругость паров HF над кислотой при 25 °С — 7,6 мм рт.ст.; мри 50 С — 20,8 мм рт.ст. [4]. Фтороводородная кислота является слабым электролитом, энер-[ ii^rrfr В настоящее время для защиты поверхности металлов от коррозии в среде НГ' применяют оправдавший себя на практике метод 1уммирования (обкладка угольно-графитовыми плитами). Помимо этого широкое применение нашли синтетические материалы: полиэтилен, фторопласт, винилпласт, органическое стекло. Температура фтороводородпой кислоты, предназначенной для транспортировки в железнодорожных цистернах, должна быть не более 60 С. Фтороиодородиую кислоту применяют в производстве технических фтористых солей: криолита, фтористоводородных алюминия и натрия; при получении хрусталя, для травления труб в металлургической промышленности, в нефтегазодобывающей промышленности для размягчения горных пород и т. д. Кроме того, HP применяют также в производстве фтороводородпой кислоты особой чистоты, используемой преимущественно в полупроводниковой технике. Характеристика фтороводородпой кислоты, применяемой в указанных направлениях, представлена в табл. 2.1. Кислота, поступающая в производство фторсолей, должна быть прозрачной. Получают такую кислоту очисткой образующейся при абсорбции фтороводорода кислоты растворами кальцинированной соды, фторида натрия или другими методами и осветлением.
|
