7789-21-1 / 氟磺酸的制備方法

背景及概述^[1]

化學(xué)式HSO₃F。分子量100.07。無(wú)色液體。熔點(diǎn)-87.3℃，沸點(diǎn)165.5℃，相對(duì)密度1.743¹⁵。加熱到900℃仍穩(wěn)定，在潮濕的空氣中產(chǎn)生煙霧。溶于水并與水起爆炸性劇烈反應(yīng)，也溶于堿。室溫下不與硫、碳、硒、碲、鉛等反應(yīng)，但能與錫反應(yīng)生成氣體，稍能侵蝕汞。能很快地破壞橡皮、軟木、火漆。純品不腐蝕玻璃。加熱時(shí)強(qiáng)烈地侵蝕硫、鉛、錫及汞。與苯及氯仿反應(yīng)生成氟化氫，與乙醚反應(yīng)放出大量熱并起泡沫生成乙酯?？捎扇趸蚺c氟化氫反應(yīng)而制得。用途：用作氟化劑、烴化和?；拇呋瘎?。

制備^[1]

方法1：在實(shí)驗(yàn)室中，一般取0.8kg亞硫酸鉀置于一個(gè)鉛制的容器中，溫度保持在30-35℃，用一根V2A調(diào)制的毛細(xì)管將0.2 kgKF通到液體表面之下，HF很快地被吸收，然后用鉛制的裝置將所得的產(chǎn)物蒸餾2次，氟磺酸如果是完全純的，可以貯存在燒封的玻璃安瓶中，否則應(yīng)用鉛的容器貯存。在實(shí)驗(yàn)室中，還有一種方法是將氟化鉸溶于用冰水冷卻的發(fā)煙硫酸的鉑器皿中，以代替氣態(tài)的氟化氫與三氧化硫相互作用。當(dāng)將混合物加熱時(shí)，氟磺酸即按下式蒸餾出來(lái)。

若用氟化鈣代替氟化按得到的產(chǎn)率大約是理論量的95%。

方法2：無(wú)水氟化氫制備氟磺酸據(jù)報(bào)道：三氧化硫與氟化氫的反應(yīng)是一種液體和氣體的氣液反應(yīng)。因此，氣體的HF可在30一35℃時(shí)通人到液體的以沁中，或者將氣體的503通人約19℃的液體HF中。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)物可以全是液體，或氣體，或者一種是液體，另一種是氣體，都會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)的發(fā)生：：

目前，我國(guó)的大部分無(wú)水氟化氫(AFH)生產(chǎn)裝置為了減輕對(duì)設(shè)備的腐蝕，提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率及產(chǎn)品質(zhì)量基本上采用20%發(fā)煙硫酸和98%的硫酸以不同的比例與氟化鈣在加熱的情況下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。盡管發(fā)煙硫酸中的S烏是溶解在10%的硫酸溶液中，但在常溫下能釋放出白色的游離的3玉氣體，故它與硫酸相比磺化作用更強(qiáng)。又由于大部分A日F裝置混酸設(shè)備不理想，效果差，部分發(fā)煙硫酸中503仍以游離態(tài)的形式存在；其次，反應(yīng)溫度較高，循環(huán)液在生產(chǎn)中停留的時(shí)間長(zhǎng)等原因，在A(yíng)HF的生產(chǎn)中也導(dǎo)致了氟磺酸的生成。

氟磺酸的水解

在生產(chǎn)系統(tǒng)中，氟磺酸的形成是一種化學(xué)可逆反應(yīng)。

據(jù)報(bào)道：在混合液中，當(dāng)增加一定濃度氟化氫水溶液的用量時(shí)，用較低濃度的氟化氫可以使氟磺酸生成量增加到最大后即很快地降低為零，稍稍增加水的濃度后即使SH馬F生成量顯著的減少，但它比用質(zhì)量作用定律所預(yù)測(cè)的要更多一些。但在A(yíng)HF的生產(chǎn)中，不可能采用降低反應(yīng)物濃度等方法來(lái)降低HS仇F的濃度，根據(jù)化學(xué)平衡原理，對(duì)已經(jīng)形成的HS場(chǎng)F用較好的辦法就是向系統(tǒng)中加人一定量的水，來(lái)抑制HSqF的生成，降低HSqF的濃度。例如：已知系統(tǒng)中SH3QF的濃度為10%，混合物的總重量為lXx〕kg，若需將H弧F降為3%計(jì)算應(yīng)加入的水量?

主要參考資料

[1] 化合物詞典

[2] 氟磺酸對(duì)無(wú)水氟化氫生產(chǎn)的影響