Фторид хлора

Монофторид хлора
Общие
Систематическое наименование	Фторид хлора (I)
Химическая формула	ClF
Отн. молек. масса	54 а. е. м.
Молярная масса	54,45 г/моль
Физические свойства
Плотность вещества	(жидкость, −100°C) 1,62 г/см³
Состояние (ст. усл.)	бледно-жёлтый газ
Термические свойства
Температура плавления	−155,6 °C
Температура кипения	−100,1 °C
Классификация
номер CAS	7790-89-8

Монофтори́д хло́ра (фторид хлора(I), фтористый хлор) — ClF, соединение хлора с фтором, представляющее собой при комнатной температуре бесцветный ядовитый тяжёлый газ с сильным разражающим запахом. Конденсируется при охлаждении до −100 °C в жидкость бледно-жёлтого цвета. Многие свойства сходны со свойствами фтора и хлора.

Физико-химические свойства

Свойство	Значение
Диэлектрическая проницаемость	0,881
Энтальпия образования (298К, в газовой фазе)	-56,5 кДж/моль
Энтропия образования (298К, в газовой фазе)	217,91 Дж/(моль·К)
Энтальпия парообразования	20,16 кДж/моль
Теплоёмкость (298К, в газовой фазе)	32,22 Дж/(моль·К)

В ИК-спектрах наблюдается полоса поглощения 747 см^-1 (для твёрдого вещества).

Методы получение

• Одним из методов получения фторида хлора является метод предложенный Доманжем и Хейдорфером^[1]. В этом методе через медный аппарат, состоящий из медных трубок пропускают смесь хлора и фтора в соотношении 1:1 при 220-230°С:

Cl₂ + F₂ → 2ClF

• ClF также получают из трифторида хлора и хлора. Так как в настоящее время трифторид хлора производится в промышленном масштабе, то этот метод получил большое распространение:

ClF₃ + Cl₂ → 3 ClF

Химические свойства

Химически очень активное вещество по своей активности в некоторых реакциях превосходит фтор. Хороший фторирующий агент. За счет того, что атом хлора находится в степени окисления +1 проявляет сильные окислительные свойства.

• Реагирует с водой с образованием свободных кислорода и хлора:

4ClF + 2H₂O → 2Cl₂ + O₂ + 4HF

• При нагревании очень активно реагирует с водородом. При этом образуются фтороводород и хлороводород:

ClF + H₂ → HCl + HF

• ClF реагирует с хлоридами металлов с образованием фторидов и хлора:

NaCl + ClF → NaF + Cl₂

• При взаимодействии с простыми веществами образуются фториды:

Br₂ + 6ClF → 2BrF₃ + 3Cl₂

Si + 4ClF → 2SiF₄ + 2Cl₂

W + 6ClF → WF₆ + 3Cl₂

• С монооксидом углерода проходит реакция хлорфторирования:

CO + ClF → COClF

• С фторидами Cs, Rb и K под высоким давлением образуются бесцветные устойчивые до 200°С соли:

CsF + ClF → CsClF₂

• Необычное полимерное соединение фиолетового цвета состава (F₃ClO₂)_n было получено при взаимодействии ClF и O₂F₂:

nClF + nO₂F₂ → (F₃ClO₂)_n

Применение

• Применяется как фторирующий агент в органическом синтезе,^[2] а также как хлорирующий агент^[3][4].
• Также достаточно перспективно использование монофторида хлора для отчистки фторидов урана^[5]:

4ClF + UO₂F₂ → O₂ + 2Cl₂ + UF₆

Литература

• Химия галоидных соединений фтора. Николаев Н.С., Сухоруков В.Ф., Шишков Ю.Д., Аленчикова И.Ф. — М.: Наука, 1968, с.-344.

Примечания

1. ↑ L. Domange, S. Heudorffer Compt. rend. 1948, V. 226., P. 920.
2. ↑ Богуславская Л.С. Фториды галогенов в органическом синтезе - Успехи химии, 1984, Том 53, C.2024-2055.
3. ↑ Symmetry of chloronium ions from ionic reaction of chlorine, chlorine monofluoride gas, and chlorine monofluoride complex with terminal alkenes Shellhamer, Peter, Heasley. Journal of Fluorine Chemistry V. 124, P. 17-20
4. ↑ The reactions of chlorine monofluoride with unsaturated compounds and the dehydrohalogenation of some of the derivatives G. Gambaretto, M.Napoli Journal of Fluorine Chemistry V. 7, P. 569-580
5. ↑ Chemistry of the chlorine trifluoride-uranyl fluoride reaction R. Shrewsberry, L. Williamson Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry V. 28, 1966, P. 2535-2539

См. также

• Трифторид хлора
• Пентафторид хлора