氢氟酸的性质及氟化氢的氢键
时间:2016-03-17 10:31 来源:未知 作者:陈爱玉 点击:次 所属专题: 氢氟酸 氟化氢 氢键02
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氢氟酸是一弱酸(298K时,Ka=3.5×10-4)。与其它弱酸相同,浓度越稀,HF电离度越大。但溶液浓度增大时,HF2-离子增多。因为在氢氟酸溶液尤其是浓溶液中,一部分F-离子通过氢键与未离解的HF分子形成缔合离子,如HF2-、H2F3-、H3F4-等,其中HF2-离子特别稳定。
HF + F- HF2- K=5.1
稀溶液: HF + H2OH3O++ F- Ka=3.5×10-4
浓溶液: 2HF + H2OH3O++ HF2-
HF2-离子是一弱碱,比水合F-离子稳定,使上式平衡向右移动从而使氢氟酸的电高度增大。当浓度大干5mol·L-1时,氢氟酸已经是相当强的酸。用碱中和氢氟酸溶液能生成酸式盐如KHF2也说明HF2-离子的稳定性。
氢氟酸的另一个特殊性质是它能与二氧化硅或硅酸盐反应生成气态SiF4。
SiO2+ 4HF SiF4+ 2H2O
CaSiO3+ 6HF CaF2+ SiF4+ 3H2O
液态氟化氢有微弱的自偶电离:
2HFH2F++ F- K≈10-10
它的介电常数(84)和水(81)相仿,是一种有用的溶剂,能溶解很多无机物和有机物。
氟化氢是极性分子,在293K时能无限制地溶于水中,原因是它同水形成氢键。氟化氢的水溶液称为氢氟酸。
氟化氢的熔点、沸点和气化热特别高是因为其分子间存在氢键的缘故。实验证明,氟化氢在气态、液态和固态时都通过氢键形成不同程度的缔合。在360K以上它的蒸气密度相当于HF,在299K时相当于(HF)2和(HF)3的混合物。在固态时,氟化氢由无限长的锯齿形长链组成。
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