Бифторид аммония: характеристика вещества, сфера применения, токсичность

Бифторид аммония — токсичное неорганическое соединение промышленного производства, используемое в стекольной, нефтяной и металлургической сферах. Вещество часто применяется в качестве замены плавиковой кислоты или фтористого водорода.

Общее описание и физические свойства

Бифторид аммония чаще всего имеет твердое агрегатное состояние и представлено в виде кристаллов. Последние характеризуются высокой растворимостью в воде, но нулевой — в ацетоне и спирте. Кристаллы имеют орторомбическую сингонию с дискретной группой движений Р man. Вещество разлагается при температуре более 238 °С.

Данный бифторид не обладает пожароопасными и взрывоопасными свойствами.

Структура и химическая формула

Вещество имеет несколько синонимичных наименований, таких как бифторид фторида аммония, аммоний фтористый кислый, гидрофторид аммония и т. д. Это соединение имеет химическую формулу NH₄(HF₂).

В химический состав вещества входят:

• катион аммония (NH₄⁺);
• бифторид или водород дифторида;
• анион (HF₂^-).

Примечательной особенностью данного соединения является присутствие самой сильной водородной связи с длиной 114 мкм. Она соединяет фтор и водород в центросимметричном триатомном бифторидном анионе. Энергия этой связи превышает 155 кДж/моль^-1.

В кристаллической форме вещества каждый катион аммония окружают четыре фторидных центра, образуя тетраэдр.

Форма производства

Бифторид аммония производится в двух формах:

• твердой (белые кристаллы);
• в виде раствора.

Раствор представляет собой прозрачную жидкость с запахом. Концентрация исходного вещества в такой смеси составляет от 28 до 30 %.

Использование вещества

Бифторид аммония имеет очень широкий спектр применения. В частности, его используют для:

• обработки стекла;
• анодирования алюминия;
• в качестве заменителя более токсичной и агрессивной плавиковой кислоты, что улучшает экологичность и снижает затраты стекольной обработки;
• очистки металлических поверхностей;
• дезинфицирования тепловых трубопроводов, изделий из кожи и дерева;
• литья марганца (в качестве флюса);
• удаления песка из нефтяных скважин;
• устранения ржавчины в котлах и трубах;
• промывки нефтяных проводов.

Замена плавиковой кислоты на гидрофторид аммония применяется не только в стекольной обработке, но и в бурении скважин.

Характеристика токсичности

Класс опасности бифторида аммония — АДР 8. Это достаточно токсичное для организма человека вещество с сильным коррозионным действием. При контакте с кожей это соединение вызывает раздражение, а при длительном воздействии — ожоги. Попадание бифторида аммония в глаза может вызвать повреждение зрительного органа.

Вдыхание кислорода в совокупности с этим веществом вызывает следующие симптомы:

• раздражение слизистых носоглотки и дыхательных путей;
• носовые кровотечения;
• кашель;
• хрипы;
• одышка;
• тошнота и рвота.

Взаимодействие бифторида аммония с водой приводит к образованию очень опасной фтористоводородной кислоты, что усиливает травмирующий эффект этого соединения при попадании на влажную кожу. В случае длительного и интенсивного воздействия вещества на организм его влияние приводит к отравлению фтором, боли в желудке, появлению слабости, судорог и даже смерти.

Регулярный контакт человека с бифторидом аммония приводит к развитию патологического состояния, называемого флюорозом, при котором происходит отложение фторидов в костях и зубах.

Экологичность

Для окружающей среды это вещество менее опасно, чем для человека при непосредственном контакте. Бифторид аммония обладает очень важным экологическим качеством — быстрым разложением (в течение нескольких дней), что исключает возможность его накопления.

Тем не менее во влажной среде это вещество распадается на фтороводородную кислоту и аммиак, которые токсичны для живых организмов.