Фторид хлора(I)

Термин «Фторид хлора» имеет также другие значения.

Фтори́д хло́ра(I) (монофтори́д хло́ра, однофто́ристый хлор, хим. формула — ClF) — неорганическое бинарное соединение хлора с фтором.

Фторид хлора​(I)​
Общие
Систематическое наименование	Фторид хлора​(I)​
Хим. формула	ClF
Физические свойства
Состояние	бледно-жёлтый газ
Молярная масса	54,45 г/моль
Плотность	(жидкость, −100 °C) 1,62 г/см³
Энергия ионизации	12,65 эВ[1]
Термические свойства
Температура
• плавления	−155,6 °C
• кипения	−100,1 °C
Структура
Дипольный момент	3,0E−30 Кл·м[1]
Классификация
Рег. номер CAS	7790-89-8
PubChem	123266
Рег. номер EINECS	232-229-9
SMILES	FCl
InChI	InChI=1S/ClF/c1-2 OMRRUNXAWXNVFW-UHFFFAOYSA-N
ChEBI	30121
ChemSpider	109879
Безопасность
Токсичность	ядовит, сильный окислитель
Пиктограммы ECB
NFPA 704	0 4 4 OX
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Простое вещество фторид хлора(I) — бесцветный ядовитый тяжёлый газ с сильным раздражающим 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
Стандартная энтальпия образования (298 К, в газовой фазе)	−56,5 кДж/моль
Энтропия образования (298 К, 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 получения

• Одним из методов получения фторида хлора является метод, предложенный Доманжем и Хейдорфером^[2]. В этом методе через аппарат, состоящий из медных трубок, пропускают смесь хлора и фтора в соотношении 1:1 при 220—230 °C:

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 счёт 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

• 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 → SiF₄ + 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 °C 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^[3], а также как хлорирующий агент^[4][5].
• Также достаточно перспективно использование монофторида хлора для очистки фторидов урана^[6]:

4ClF + UO₂F₂ → O₂ + 2Cl₂ + UF₆

Токсичность

Фторид хлора(I) весьма ядовит, обладает удушающим действием (СДЯВ). Как и все интергалогены, является сильным окислителем. ПДК в рабочей зоне — 0,5 мг/м³.

Литература

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