Бифторид аммония

Бифторид аммония
Модель заполнения пространства катионом аммония	Модель заполнения пространства бифторид-анионом
	Образец гидродифторида аммония
Имена
	Название ИЮПАК Бифторид аммония
	Другие имена Фторид аммония; Гидрофторид аммония; Дифторид аммония; Гидродифторид аммония; Аммоний гидродифторид;
Идентификаторы
Номер CAS	1341-49-7 И;
3D модель ( JSmol )	Интерактивное изображение; Интерактивное изображение;
ChemSpider	21241205 Н;
Информационная карта ECHA	100.014.252
Номер ЕС	215-676-4;
CID PubChem	14935;
УНИИ	C2M215358O;
Номер ООН	1727
Панель инструментов CompTox ( EPA )	DTXSID9029645;
	ИнЧи ИнЧИ=1S/F2H.H3N/c1-3-2;/h;1H3/q-1;/p+1 Н Ключ: XIONBZYFLSJNBW-UHFFFAOYSA-O Н; InChI=1/2FH.H3N/h2*1H;1H3 Ключ: KVBCYCWRDBDGBG-UHFFFAOYAG;
	УЛЫБКИ [NH4+].F[H-]F; [Ф-].Ф.[NH4+];
Характеристики
Химическая формула	[NH4 ] [ HF2 ]
Молярная масса	57,044 г·моль −1
Появление	Бесцветные кристаллы.
Плотность	1,50 г см −3
Температура плавления	126 °C (259 °F; 399 К)
Точка кипения	240 °C (464 °F; 513 K)(разлагается)
Растворимость в воде	63г/(100 мл) (20 °C)
Растворимость в спирте	слабо растворимый
Показатель преломления ( nD )	1.390
Структура
Кристаллическая структура	Кубический, связанный со структурой CsCl
Координационная геометрия	[NH 4 ] + катион: тетраэдрический [HF 2 ] − анион: линейный;
Опасности
	Маркировка СГС :
Пиктограммы
Предупреждения об опасности	Н301 , Н314
Меры предосторожности	П280 , П301+П310 , П305+П351+П338 , П310
NFPA 704 (огненный алмаз)	3 0 0
Родственные соединения
Другие катионы	бифторид калия
Родственные соединения	фторид аммония
	Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). Н проверить ( что такое ?)ИН Ссылки на инфобокс

Химическое соединение

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 [NH ₄ ]F → NH ₃ + [NH ₄ ][HF ₂ ]

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 же 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

^ abcd Sigma-Aldrich Co. , Бифторид аммония. Получено 20 июля 2013 г.
^ Эмсли, Дж. (1980) Очень сильные водородные связи , Обзоры химического общества, 9, 91–124. doi :10.1039/CS9800900091
^ Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
^ "Аммонийбифторид". PubChem . Получено 17 сентября 2024 г.
^ 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. .
^ ab McDonald, TRR (1960). «Распределение электронной плотности в гидрофториде аммония». Acta Crystallogr. 13 (2): 113– 124. Bibcode :1960AcCry..13..113M. doi : 10.1107/S0365110X60000261 .
^ "ICSD Entry: 14140". Кембриджская структурная база данных : Access Structures . Кембриджский центр кристаллографических данных . Получено 25.06.2022 .
^ Эгеперс, Жан; Моллард, Поль; Девильерс, Дидье; Чемла, Мариус; Фарон, Роберт; Романо, Рене; Куэр, Жан Пьер (2000). «Соединения фтора неорганические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a11_307. ISBN 3527306730.
^ 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.
^ 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.
^ Гормли, Джеймс (29 мая 2001 г.). «Правда о бифториде аммония». Профессиональная мойка и чистка автомобилей . Архивировано из оригинала 29-05-2001.
↑ Кук, Райан (9 октября 2013 г.). «Пять факторов чистоты: химия, часть 1». Профессиональная мойка и чистка автомобилей . Получено 8 февраля 2023 г.
^ Вуди, Мария (1 декабря 2015 г.). «OSHA дает сотрудникам право знать». Профессиональная мойка и чистка автомобилей . Получено 8 февраля 2023 г.

[sigma-1] 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.

[Troyanov-5] 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. .

[McDonald-6] McDonald, TRR (1960). «Распределение электронной плотности в гидрофториде 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 .

[Aigueperse-8] Эгеперс, Жан; Моллард, Поль; Девильерс, Дидье; Чемла, Мариус; Фарон, Роберт; Романо, Рене; Куэр, Жан Пьер (2000). «Соединения фтора неорганические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a11_307. ISBN 3527306730.

[:1-9] 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.

[:0-10] 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.