高氯酰氟
外觀
高氯酰氟 | |||
---|---|---|---|
| |||
IUPAC名 Perchloryl fluoride | |||
別名 | Chlorine oxyfluoride, Perchlorofluoride, Chlorine fluorine oxide, Trioxychlorofluoride, Perchloric acid fluoride | ||
識別 | |||
CAS號 | 7616-94-6 ![]() | ||
PubChem | 24258 | ||
ChemSpider | 22680 | ||
SMILES |
| ||
InChI |
| ||
InChIKey | XHFXMNZYIKFCPN-UHFFFAOYAO | ||
EINECS | 231-526-0 | ||
RTECS | SD1925000 | ||
性質 | |||
化學式 | ClO3F | ||
摩爾質量 | 102.4496 g·mol⁻¹ | ||
外觀 | 無色氣體 | ||
氣味 | 甜味 | ||
密度 | 1.434 g/cm3 | ||
熔點 | −147.8 °C(125 K) | ||
沸點 | −46.7 °C(226 K) | ||
溶解性(水) | 0.06 g/100 ml (20 °C) | ||
蒸氣壓 | 10.5 atm (20°C)[1] | ||
黏度 | 3.91 x 10−3 Pa.s (@ melting point) | ||
結構 | |||
分子構型 | 四面體[2]:373 | ||
熱力學 | |||
ΔfHm⦵298K | -21.42 kJ/mol [3]:380 | ||
S⦵298K | 278.97 J/(mol*K) | ||
危險性 | |||
主要危害 | 腐蝕性,氧化性,毒性 | ||
NFPA 704 | |||
PEL | TWA 3 ppm (13.5 mg/m3)[1] | ||
TLV | 3 ppm | ||
致死量或濃度: | |||
LC50(中位濃度)
|
385 ppm (rat, 4 hr) 451 ppm (dog, 4 hr)[4] | ||
LCLo(最低)
|
2000 ppm (rat, 40 min) 451 ppm (dog, 4 hr)[4] | ||
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。 |
高氯酰氟[5]是具有化學式ClFO
3的活潑氣體,具有類似於汽油和煤油的獨特甜味[6]。有毒,是一種強大的氧化劑和氟化劑。是高氯酸的酸性氟化物 。
儘管高氯酰氟的生成焓( ΔHf°=-5.2千卡/摩爾)很小,但它是熱力學穩定的,在400℃才分解。[2]:380對還原劑和陰離子具有很強的反應性,但氯原子充當親電體。[2]:382 與還原劑如金屬酰胺、金屬、氫化物等發生爆炸性反應[6]。與氯酰氟不同,其在水中的水解非常緩慢。
合成與化學
[編輯]高氯酰氟主要由氟化高氯酸鹽產生。常用五氟化銻作為氟化劑: [2]:372–373
- ClO−
4 + 3 HF + 2 SbF
5 → ClO
3F + H
3O+
+ 2 SbF−
6
ClO
3F與醇反應生成烷基高氯酸鹽,這是對震動極其敏感的炸藥。 [7] 在路易斯酸存在下,它可用於通過親電芳香取代將–ClO
3基團引入芳香環。 [8]
應用
[編輯]高氯酰氟在有機化學中用作溫和的氟化劑。[2] :383 它是第一種工業上的親電氟化劑,自20世紀60年代起用於生產氟化類固醇。[7] 在氯化鋁存在下,它也被用作芳族化合物的親電子高氯化試劑。[9]
研究了高氯酰氟作為高性能液體火箭燃料氧化劑的用途。[10] 與五氟化氯和五氟化溴相比,它具有明顯更低的比沖 ,但不會腐蝕容器。 不需要低溫儲存。 火箭燃料化學家John Drury Clark在他的書《Ignition!》中報道稱 [11]高氯酰氟與全鹵素氧化劑如三氟化氯和五氟化氯完全混溶,這種混合物提供了適當燃燒含碳燃料所需的氧氣。
安全
[編輯]高氯酰氟氟化物是有毒的,TLV為3ppm。[13] 它對肺和眼睛具有強烈的刺激性,能夠灼傷暴露的皮膚。其IDLH水平為100 ppm。[14] 接觸的症狀包括頭暈、頭痛、暈厥和紫紺。 暴露於毒性水平會導致嚴重的呼吸道炎症和肺水腫。[10]
參考文獻
[編輯]- ^ 1.0 1.1 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. #0490. NIOSH.
- ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 Harry Julius Emeléus; A. G. Sharpe. Advances in inorganic chemistry and radiochemistry, Volume 18. Academic Press. 1976. ISBN 0-12-023618-4.
- ^ NIST Chemistry WebBook, SRD 69. 2018 [2019-08-24]. (原始內容存檔於2020-06-03).
|article=
被忽略 (幫助) - ^ 4.0 4.1 Perchloryl fluoride. Immediately Dangerous to Life and Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
- ^ Chemical Science and Technology Laboratory. Perchloryl fluoride. National Institute of Standards and Technology. [2009-11-28]. (原始內容存檔於2020-06-03).
- ^ 6.0 6.1 Jared Ledgard. The Preparatory Manual of Explosives 3rd. Lulu.com. 2007: 77. ISBN 0-615-14290-7.
- ^ 7.0 7.1 Peer Kirsch. Modern fluoroorganic chemistry: synthesis, reactivity, applications. Wiley-VCH. 2004: 74. ISBN 3-527-30691-9.
- ^ Peter Bernard David De la Mare. Electrophilic halogenation: reaction pathways involving attack by electrophilic halogens on unsaturated compounds. CUP Archive. 1976: 63. ISBN 0-521-29014-7.
- ^ Inman, C. E.; Oesterling, R. E.; Tyczkowski, E. A. Reactions of Perchloryl Fluoride with Organic Compounds. I. Perchlorylation of Aromatic Compounds1. Journal of the American Chemical Society. 1958-10-01, 80 (19): 5286–5288. ISSN 0002-7863. doi:10.1021/ja01552a069.
- ^ 10.0 10.1 John Burke Sullivan; Gary R. Krieger. Clinical environmental health and toxic exposures 2nd. Lippincott Williams & Wilkins. 2001: 969. ISBN 0-683-08027-X.
- ^ 存档副本 (PDF). [2019-08-24]. (原始內容存檔 (PDF)於2019-07-16).
- ^ Schmauch, G. E.; Serfass, E. J. The Use of Perchloryl Fluoride in Flame Photometry. Applied Spectroscopy. 1958, 12 (3): 98–102. Bibcode:1958ApSpe..12...98S. doi:10.1366/000370258774615483.
- ^ National Institute for Occupational Safety and Health. NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. Centers for Disease Control and Prevention. [2013-10-31]. (原始內容存檔於2013-11-03).
- ^ National Institute for Occupational Safety and Health. Documentation for Immediately Dangerous To Life or Health Concentrations (IDLHs). Centers for Disease Control and Prevention. [2013-10-31]. (原始內容存檔於2013-11-03).
|