Файл: Опаловский А.А. Гидрофториды.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.07.2024

Просмотров: 148

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Рис. 41. Система H F - L i F - C s F (0°) [31].

Нг

вес.%

Рис. 42. Система H F — NaF — CsF (0°) [31].

Рис. 43. Система H F — K F — N H 4 F (0°) [31].


лизуется в узкой области, так как с увеличением концентрации фторида лития в растворе равновесие смещается в сторону образования LiF-HF, гораздо менее растворимого, чем CsF-3HF.

Таким образом, характер взаимодействия в системах HF —

— MF — M'F определяется прежде всего различием в раст­ воримости фторидов и способности их к сольватации в безвод­ ном фтористом водороде. Аналогичная картина наблюдается и для систем H F — M F 2 — M'F 2 (M, M ' —Ca, Sr, Ba) (рис. 45) [32] и HF—LiF—MF2 (M—Ca, Sr, Ba) [33].

В заключение следует подчеркнуть, что исследование си­ стем на основе гидрофторидов находится в начальной стадии развития и представлено небольшим числом работ. Однако полученные при этом результаты показывают, что дальнейшее развитие этого направления является весьма перспективным, так как физико-химический анализ различного типа систем, содержащих гидрофториды, позволяет получить обширную ин­ формацию о характере взаимодействия гидрофторидов между собой и с другими классами неорганических соединений.

 

 

Л И Т Е Р А Т У Р А

 

1.

Тананаев

И. В. Химия редких элементов, 1954, вып. 1, 33.

2.

Тананаев

И. В. «Ж. общ. химии», 1941,

11,

270.

3.

Тананаев

И. В. «Ж- прикл. химии», 1938,

11,

214.

4.Опаловский А. А., Федотова Т. Д. «Изв. СО АН СССР, сер. хим.», 1967, вып. 2, 54.

5.Buetner J. Р., Jache A. W. Inorg. Chem., 1963, 2, 19.

6.

Белова Л. П., Некрасов

Ю. Д. «Ж. неорг. химии», 1964,

9, 2669.

7.

Ятлов В. С, Полякова

Е. М. «Ж- общ. химии», 1938, 8,

774.

8.

Чижик А. А. Сб. работ

ГИПХ, 1946, вып. 37, 87.

 

9.Сенин В. Н., Минаев В. А., Громов Б. В., Зайцев В. А. «Тр. МХТИ», 1969, вып. 62, 74.

10.Жданов А. К., Сарказов М. А. «Ж. физ. химии», 1955, 29, 602.

11.

Ятлов В. С,

Полякова Е. М. «Ж- общ. химии», 1945,

15, 724.

12.

Некрасов Ю. Д., Марков

С. С. «Тр. ГИПХ», 1960, вып. 46, 309.

13.

Schultza H.,

Eucken M.,

Namsch W. Z. anorg. allg.

Chem., 1957, 292,

 

293.

 

 

 

14.Опаловский A. A., Федотова T. Д., Федоров В. E., Тырышкина О. Г., Воронина Г. С. «Ж. иеорг. химии», 1972, 17, 503.

15.

Guntz A. Ann. Chim. Phys., 1884 (6)

3,

32.

16.

Forcrand

M. Comp, rend., 1911, 152,

1557.

1965, 61, 1328.

17.

Cox J. D.,

Harrop D. Trans. Farad. Soc,

18.Hepler L. G., Jolly W. L., Latimer W. M. J . Amer. Chem. Soc, 1953, 75, 2809.

19.Higgins T. L., Westrum E. F. J. Phys. Chem., 1961, 65, 830.

20.Higgins T. L. Diss. Abstracts, 1957, 17, 1231.

21.

Жданов A.

К., Сарказов M. А.

«Ж.

общ.

химии»,

1954, 24, 759.

22.

Пинаевская

E. Н., Голубченко

Н. П.

«Ж.

прикл.

химии», 1953, 26, 101.

23.Жданов А. К. «Ж. иеорг. химии», 1956, 1, 2024.

24.Некрасов Ю. Д., Рычкова Э. М., Субботина M. М. «Ж. неорг. химии»,

1967, 12, 192.

25. Augustin W., Krysowski M., Sledzinski J. Przem. Chem., 1963, 42, 508.

26.Augustin W., Krysowski M., Gatnikiewicz A., Jarocka K. Przem. cnem., 1961, 40, 206.

73


27.Augustin W. Przem. Chem., 1967, 46, 224.

28.Augustin W. Przem. Chem., 1968, 47, 263.

29.Опаловский A. A., Федотова T. Д., Тырышкина О. Г., Воронина Г. С. «Ж- неорг. химии», 1973, 18, 1672.

30.Опаловский А. А., Федотова Т. Д., Тырышкина О. Г. «Тр. III Всес. сим­ позиума по химии неорганических фторидов». Одесса, 1972, с. 85.

31.Опаловский А. А., Федотова Т. Д. «Изв. СО АН СССР, сер. хим.», 1968, вып. 2, 33.

32.

Икрами Д . Д., Парамзин А. С. «Ж- неорг. химии», 1971,

16,

3121.

33.

Икрами Д. Д., Парамзин А. С. «ДАН ТаджССР», 1971,

14,

33.

ГЛАВА IV

Т Е Р М О Д И Н А М И Ч Е С К И Е И ТЕРМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Г И Д Р О Ф Т О Р И Д О В

Термодинамические свойства гидрофторидов

Д ля расчета стандартных значений энтальпий образования бифторидов щелочных металлов были использованы энтальпии растворения их в воде [1] . Позднее для ряда гидрофторидов эти величины были получены на основании измерений энталь­ пий растворения их в безводном фтористом водороде [2, 3].

Наиболее полное термодинамическое исследование гидро­ фторидов было проведено Веструмом с сотрудниками [3—8]. В этих работах представлены результаты изучения термодина­ мических свойств бифторидов щелочных металлов, аммония, таллия, а также гидрофторидов NaF-2HF и NHUF-SHF. Теп­ лоемкость бифторидов MF - HF (М — Li, Na, Rb, Cs) была измерена в интервале температур 6—305° К [5, 6]. Для бифторида натрия (рис. 46) в ходе температурной зависимости те­ плоемкости обнаружена аномалия в районе 202—227° К, кото­ рую авторы [5] объясняют присутствием в исследуемом бифториде примеси NaF-2HF. Измерения теплоемкости би-

фторида калия (рис. 47)

проводились

в интервале температур

14—500° К,

включающем

температуру

его полиморфного пре­

вращения.

Была

определена

также

теплоемкость

жидкого

KF-HF, равная приблизительно 25 кал/град-моль (510,6—

523,2° К) [4].

 

 

 

 

 

Температурная

зависимость

термодинамических

свойств

бифторида калия описывается уравнениями [4] : a-KHF2 (330—469,2° К) :

С° = 11,353+23,12-10-3 r,

74


Рис. 47. Молярная теплоемкость K F - H F [4].

Я0 Н°о= 11,3537-+11,56 -Ю-3Т2758;

5 ° = 2 6 Д 4 1 lg 74-23,12 • Ю~3Т — 46,65;

ß-KHF2 (469,2—500° К) :

Ср=23,96;

Н°—//g=23,967'— 1469;

50=55,17^7-— 107,68.

Несмотря на различную кристаллическую структуру би-

фторидов одновалентных металлов, в изменении значений теп­

 

 

 

 

 

 

лоемкости и энтропии с темпе­

- 35

 

 

 

ті/

ратурой в ряду этих соединений

 

 

 

наблюдается

определенная ре­

hо

 

 

 

 

Cs/

д

гулярность. Была

предпринята

 

А

попытка

установить

корреля­

 

 

 

цию

величин

 

энтропии

в ря­

 

 

 

ду

бифторидов.

На

основа­

S-

25

 

 

 

 

нии

найденной

зависимости

 

 

/ M a

 

 

 

стандартных

значений

энтро­

 

20

 

 

 

 

пии

бифторидов

одновалент­

о гч

 

 

 

 

 

ных

металлов

от

логарифма

to

15о,в

1,2 1,6

2,0 2,4

атомного веса

катиона

было

 

определено

интерполяционное

 

Ig атомного

веса

катиона

значение

AS^s.lS ДЛЯ AgF-HF,

Рис.

48.

Корреляция

стандартных

равное

30,5

 

кал/град• моль

значений энтропии в ряду бифто-

(рис.

48)

[7] .

 

 

 

 

 

 

 

ридов

[7].

 

При

измерении

теплоем­

 

 

 

 

 

 

кости гидрофторида

аммония

NH4 F-3HF в интервале температур 200—320° К обнаружено много аномалий [8] . Определена энтальпия образования твер­ дых растворов на основе NH4 F-3HF, равная — 331 ккал/моль

ГЗ] .

M . X. Карапетьянц [9] на основании экспериментальных данных Веструма [3—6] методом сравнительного расчета оп­ ределил стандартные значения теплоемкости AgF-HF (19,3 кал/град-моль) и энтальпии образования для NH4 F- •3HF (—364 ккал/моль).

Для иона

HFi" в газовой

фазе определены значения

Д # 2 9 8 = 185

ккал/моль [10]

и AS298 = 50,8 кал/град-моль

[ И ] .

 

 

Стандартные значения термодинамических функций твер­ дых гидрофторидов, а также жидкого KF-HF приведены в табл. 6.

76


Т ермо д и н амиче с к ие функции

Ср_ кал/град-моль

S0 , кал/град-моль

— (F 0 H Q } / T ,

кал/град-моль

Н°—Я Q, ккал/моль

—AH"o6pt ккал/моль

—AFb oBp, ккал/моль

—AG"OÖP, ккал/моль

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 6

 

Термодинамические

свойства гидрофторидов (298,15°К)

 

 

 

L i F - H F

N a F - H F

K F - H F

R b F - H F

C s F - H F

N H i F - H F

T 1 F - H F

N a F - 2 H F

N H | F - 3 H F

K F ' H F

жидкий

16,77

17,93

18,37

18,97

20,86

25,50

21,25

18,344

[6)

[6]

[4]

[7]

[7]

[7]

[7]

 

 

[16]

 

 

18,40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[14]

 

 

 

 

 

 

 

16,97

21,73

24,92

28,70

32,31

27,61

34,92

27,3

79,9

32,3

[6]

[6]

[4]

[7]

[7]

[7]

[7]

[3]

[3]

[16]

16,96

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[12]

 

 

 

18,22

 

20,47

 

 

 

7,49

10,54

12,66

15,51

[6]

[6]

[4]

[7]

[7]

 

[7]

 

 

 

2,826

3,334

3,655

3,933

4,201

4,243

4,308

[6]

[6]

[4]

[7]

[7]

[7]

[7]

 

 

 

220,20

216,75

213,53

214,4

216,1

191,4

 

292,5

337,4

218,243

[U

[1]

[1]

[1]

[13]

[2,3]

 

12,3]

[2,3]

[16]

224,2

218,0

218,0

217,3

 

191,9

 

 

336,8

 

16]

[2,3]

[5]

[13]

 

[13]

 

 

[13]

 

 

216,6

220,0

 

 

190,8

 

 

 

 

 

[13]

[13]

 

 

[15]

 

 

 

 

207,2

 

 

154,9

268,3

297,2

 

 

[3]

 

 

 

[3]

 

[3]

[3]

 

208,1

193,0

 

 

 

155,6

 

 

204,166

[6]

[6]

 

 

 

[13]

 

 

 

[16]