Фторид аммония

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}}

Фторид аммония — неорганическое соединение, соль аммония и фтористоводородной кислоты с формулой NHШаблон:SubF, бесцветные кристаллы, растворимые в воде, образует кристаллогидрат, ядовит.

Получение

Растворение аммиака в плавиковой кислоте:

$\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3+\mathrm{H}\mathrm{F}⟶\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{F}$

Взаимодействие аммиака и гидрофторида аммония:

$\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3+\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4[\mathrm{H}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2]⟶2\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{F}$

Разложение карбоната аммония плавиковой кислотой:

$(\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4){\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+2\mathrm{H}\mathrm{F}⟶2\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{F}+\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow +\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Гидролиз аммиаком гексафторсиликата аммония:

$(\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4){\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6+4\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3+n\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶6\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{F}+\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\cdot n\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Нагреванием смеси твёрдых хлорида аммония и избытка фторида натрия в платиновом тигле с последующей конденсацией фторида аммония. В некоторых источниках рекомендуют смешивать 1 часть хлорида аммония с 2.25 частями фторида натрия, что превышает необходимое стехиометрически количество в 2.87 раз:

$\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{C}\mathrm{l}+\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{F}⟶\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{F}\uparrow +\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Физические свойства

Фторид аммония образует бесцветные гигроскопичные кристаллы гексагональной сингонии, пространственная группа P 6mc, параметры ячейки a = 0,4439 нм, c = 0,7165 нм, Z = 2. Такая структура близка к кристаллической структуре водяного льда, и фторид аммония является единственным веществом, способным формировать совместные кристаллы с водой.

Хорошо растворяется в воде, из раствора при −27,4°С выделяется кристаллогидрат NHШаблон:SubF•HШаблон:SubO. Растворяется в метаноле, несколько хуже — в этаноле.

Водные растворы имеют слабокислую реакцию из-за гидролиза по катиону.

Химические свойства

В водном растворе диссоциирует с гидролизом и по аниону, и по катиону (гидролиз по катиону выраженно преобладает):

$\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{F}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\cdot \mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{H}\mathrm{F}$

Может вступать в реакции ионного обмена:

$\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{F}+\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{B}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{B}\mathrm{r}+\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2\downarrow$

При нагревании твёрдого вещества (а равно при кипячении водного раствора) разлагается:

$2\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{F}{\phantom{A}}_{(\mathrm{s})}\stackrel{>168{\phantom{A}}^o\mathrm{C}}{\to }\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4[\mathrm{H}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2]+\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\uparrow$

$2\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{F}{\phantom{A}}_{(\mathrm{a}\mathrm{q})}\stackrel{\text{вода, кип.}}{\to }\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4[\mathrm{H}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2]+\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\uparrow$

Фторид ион может быть протонирован в очень сильнокислой среде (процесс происходит неохотно и преимущественно при нагревании):

$\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{F}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4\stackrel{\mathrm{t}}{\to }\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{H}\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+\mathrm{H}\mathrm{F}\uparrow$

Также, ион аммония может быть замещён щелочами:

$\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{F}+\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}⟶\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\cdot \mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{F}$

$\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\cdot \mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\uparrow +\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

С концентрированной плавиковой кислотой образует гидрофторид аммонияШаблон:Sfn:

$\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{F}+\mathrm{H}\mathrm{F}⟶\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4[\mathrm{H}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2]$

Водные растворы способны реагировать с оксидом кремния (IV), ввиду чего разрушают стекло:

$\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+6\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{F}+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶(\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4){\phantom{A}}_2[\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6]+4\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\cdot \mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Помимо этого, фторид аммония также способен реагировать с гидроксидами галлия и алюминия:

$6\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{F}+\mathrm{A}\mathrm{l}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_3⟶(\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4){\phantom{A}}_3\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6+3\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\cdot \mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

$6\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{F}+\mathrm{G}\mathrm{a}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_3⟶(\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4){\phantom{A}}_3\mathrm{G}\mathrm{a}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6+3\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\cdot \mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Способен реагировать с некоторыми соединениями фосфора(V), образуя гексафторфосфат(V) аммония:

$\mathrm{P}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_5+6\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{F}⟶\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{P}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6+5\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{C}\mathrm{l}$

Применение

• Фторирующий агент.
• Компонент растворов для очистки котлов и труб.
• Компонент составов для травления полупроводников, стекла и некоторых металлов.

Литература

• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга