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三氟化钴

三氟化钴 结构式

化学性质

熔点927°C
密度3.88 g/mL at 25 °C(lit.)
溶解度与H2O反应;溶于乙醇、乙醚、苯
形态粉末
颜色浅棕色
比重3.88
水溶解性Insoluble in water.
敏感性Hygroscopic
晶体结构VF3 type
晶系Three sides
Merck14,2430
空间群R3c
晶格常数
a/nm

安全信息

危险品标志C,T,O
危险类别码34
安全说明26-36/37/39-45
危险品运输编号UN 3260 8/PG 2
WGK Germany3
F21
Hazard NoteToxic/Corrosive/Oxidiser
TSCATSCA listed
危险等级5.1
包装类别III
海关编码28261990
存储类别8B - 不可燃,腐蚀性物质
危险性类别严重眼损伤 类别1
皮肤腐蚀 类别1B

用途与合成方法

理化性质

三氟化钴(化学式:CoF3),浅棕色粉末,六方 晶系。相对密度3.88。在潮湿空气中水解生成氟 化氢并变为暗棕色。不溶于醇、醚和苯。与水以及 烃类发生猛烈反应,溶于水放出氧气,是很常用的氟化剂。在CO2气流中加热到250℃时,开始放出F2,在350℃时,则完全转变为CoF2。

与氟同族的氯也可生成钴的二元化合物,但很不稳定,三氧化二钴溶于盐酸时便会有氯气放出。溴化钴及碘化钴从未制得。
三氟化钴可以与许多金属或非金属单质反应生成相应的氟化物,自身被还原为二氟化钴。三氟化钴也有水合物,CoF3·3.5H2O,但结构尚不清楚。将氟通入二氯化钴,用电炉加热而制得。用于制造氟碳化合物的有效氟化剂、许多氟化反应中作为元素氟的代用物、制备有挥发性的高价氟化物。

反应

三氟化钴可以与许多金属或非金属单质反应生成相应的氟化物,自身被还原为二氟化钴。三氟化钴也有水合物,CoF3·3.5H2O,但结构尚不清楚。
用三氟化钴氟化有机化合物时,首先用二氟化钴与氟气在300°C左右反应生成三氟化钴,然后引入有机反应物与三氟化钴反应。三氟化钴被还原后生成的二氟化钴可以循环使用。氟化反应包含单电子转移及碳正离子中间体机理:
单电子转移及碳正离子中间体机理

该反应通常用于全氟有机物的制取。三氟化钴的氧化性较强,一般反应都在气相、无溶剂或以无水氟化氢作介质中进行,常伴有重排或其他副反应的发生,[1] 用相关的KCoF4氟化可使反应的选择性增强[3]。400°C左右时所有碳氢化合物的C-H键都可被转化为C-F键,并且氟也可以加到不饱和键上。
2CoF3 + R-H → CoF2 + R-F + HF

稳定性

三氟化钴在CO2气流中加热到250℃时,开始放出F2,在350℃时,则完全转变为CoF2。

合成方法

国际大型试剂公司有销售。也可通过二氟化钴在200~300 ℃下与单质氟反应制备,新制备的三氟化钴在100~500 ℃下使用。高价金属氟化物如三氟化钴为较元素氟温和的氟化剂,可从萘和四氢萘的混合物制取全氟萘烷。

用途

三氟化钴可与水发生反应,是非常强的氟化剂和氧化剂,被广泛用作氟化剂。

生产方法

将盛有CoF2的石英舟放入石英反应管中,从反应管的一端通入F2,反应开始进行得很慢,当将反应管加热至75℃左右时,由于反应放热,反应就猛烈起来,温度慢慢升至200℃,产物在F2气流中冷却;最后用氮气流驱除多余的F2。氟化反应与在前面相同的装置中进行,石英舟中为无水CoCl2或Co2O3,将反应管从室温开始渐渐升温至300℃,保持此温度直至反应管的末端有F2放出为止,然后用干燥的氮气将装置中多余的F2驱除出去。

类别

腐蚀物质

可燃性危险特性

不燃; 与水反应生成有毒腐蚀氟化氢气体

储运特性

库房低温, 通风, 干燥 ; 密闭保存; 防潮

灭火剂

二氧化碳, 泡沫, 干粉
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