На хидрофлуорна киселина (HF) е воден разтвор, в който се разтваря флуороводород. Тази киселина се получава главно от реакцията на концентрирана сярна киселина с минерална флуорит (CaF 2). Минералът се разгражда от действието на киселината, а останалата вода разтваря газовете на флуороводорода.
Чистият продукт, т.е. безводният флуорид на водород, може да се дестилира от същата тази кисела вода. В зависимост от количествата разтворен газ се получават различни концентрации и следователно различни налични продукти на флуороводородна киселина на пазара.
При концентрация по-малка от 40% той има кристален вид, който не се различава от водата, но при по-високи концентрации отделя бели пари от водороден флуорид. Флуороводородната киселина е известна като един от най-агресивните и опасни химикали.
Той е в състояние да „изяде“ почти всеки материал, с който влиза в контакт: от стъкло, керамика и метали, до скали и бетон. В кой контейнер се съхранява тогава? В пластмасови бутилки синтетичните полимери са инертни към тяхното действие.
формула
Формулата на флуороводород е HF, но тази на флуороводородната киселина е представена във водна среда, HF (aq), за да се разграничи от първата.
По този начин, флуороводородната киселина може да се счита за хидрат на флуороводород и това е нейният анхидрид.
структура
Всяка киселина във вода има способността да генерира йони при равновесна реакция. В случая на флуороводородна киселина се изчислява, че двойката йони H 3 O + и F - съществуват в разтвор.
Анионът F - вероятно образува много силен водородна връзка с един от водородите на катиона (FHO + -Н 2). Това обяснява защо флуороводородната киселина е слаба Бронстенова киселина (протонен донор, Н +), въпреки високата и опасна реактивност; тоест във вода не отделя толкова H + в сравнение с други киселини (HCl, HBr или HI).
В концентрирана флуороводородна киселина взаимодействията между молекулите на флуороводорода са достатъчно ефективни, за да им позволят да излязат в газовата фаза.
Тоест във водата те могат да си взаимодействат, сякаш се намират в течен анхидрид, като по този начин образуват водородни връзки между тях. Тези водородни връзки могат да бъдат асимилирани като почти линейни вериги (HFHFHF-…), заобиколени от вода.
На изображението по-горе неразделената двойка електрони, ориентирана в обратна посока на връзката (HF:), взаимодейства с друга HF молекула, за да сглоби веригата.
Имоти
Тъй като флуороводородната киселина е воден разтвор, нейните свойства зависят от концентрацията на анхидрида, разтворен във вода. HF е много разтворим във вода и е хигроскопичен, способен е да произвежда различни разтвори: от много концентрирани (опушени и с жълти тонове) до много разредени.
Тъй като концентрацията му намалява, HF (ac) придобива свойства, по-подобни на чистата вода от тези на анхидрида. Въпреки това, Хабитат водородни връзки са по-силни от тези във вода, H 2 O-HOH.
И двете съжителстват в хармония в разтворите, повишавайки точките на кипене (до 105 ° C). По същия начин, плътността се увеличава с разтварянето на повече анхидрид HF. В противен случай всички HF (ac) разтвори имат силни, дразнещи миризми и са безцветни.
реактивност
И така, на какво се дължи корозивното поведение на флуороводородната киселина? Отговорът се крие в HF връзката и в способността на флуорния атом да образува много стабилни ковалентни връзки.
Флуорът е много малък и електронегативен атом, но е мощна киселина на Люис. Тоест, той се отделя от водорода, за да се свърже с видове, които му предлагат повече електрони с ниска енергийна цена. Например, тези видове могат да бъдат метали, като силиций, присъстващ в чаши.
SiO 2 + 4 HF → SiF 4 (g) + 2 H20
SiO 2 + 6 HF → H 2 SiF 6 + 2 H 2 O
Ако енергията на дисоциацията на HF връзката е висока (574 kJ / mol), защо тя се разрушава в реакциите? Отговорът има кинетичен, структурен и енергичен обертон. Като цяло, колкото по-малко реактивен е полученият продукт, толкова по-благоприятно е неговото образуване.
Какво се случва с F - във водата? В концентрирани разтвори на флуороводородна киселина друга молекула HF може да се свързва с водород с F - на двойката.
Това води до генерирането на дифлуориден йон - който е изключително кисел. Ето защо всеки физически контакт с него е изключително вреден. Най-малкото излагане може да предизвика безкрайно увреждане на тялото.
Има много стандарти за безопасност и протоколи за правилното му боравене и по този начин се избягват евентуални злополуки за тези, които оперират с тази киселина.
Приложения
Това е съединение с многобройни приложения в промишлеността, научните изследвания и потребителските въпроси.
- Флуороводородната киселина генерира органични производни, които се намесват в процеса на пречистване на алуминий.
- Използва се при отделяне на изотопи на уран, както в случая на уранов хексафлуорид (UF 6). По същия начин се използва за извличане, преработка и рафиниране на метали, скали и масла, като се използва и за инхибиране на растежа и отстраняване на плесен.
- корозивните свойства на киселината са използвани за издълбаване и гравиране на кристали, особено замръзнали, с помощта на техниката на офорт.
- Използва се при производството на силиконови полупроводници, с многобройни приложения при разработването на компютърни и информационни технологии, отговорни за човешкото развитие.
- Използва се в автомобилната промишленост като почистващ препарат, като се използва като средство за отстраняване на плесени върху керамиката.
- Освен че служи като междинен продукт при някои химични реакции, флуороводородната киселина се използва в някои йонообменници, които участват в пречистването на метали и по-сложни вещества.
- Участва в преработката на масло и неговите производни, което е позволило получаването на разтворители за използване при производството на продукти за почистване и отстраняване на мазнини.
- Използва се при генерирането на средства за покритие и повърхностна обработка.
- Потребителите използват множество продукти, в които флуороводородната киселина е участвала в тяхното разработване; например някои необходими за грижа за автомобила, почистване на мебели, електрически и електронни компоненти и горива, наред с други продукти.
Препратки
- PubChem. (2018). Флуороводородна киселина. Произведено на 3 април 2018 г. от: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Ден на Кат. (16 април 2013 г.). Киселината, която наистина се храни чрез всичко. Произведено на 3 април 2018 г. от: chronicleflask.com
- Wikipedia. (28 март 2018 г.). Флуороводородна киселина. Произведено на 3 април 2018 г. от: en.wikipedia.org.
- Шивър и Аткинс. (2008 г.). Неорганична химия. (4-то изд., Стр. 129, 207-249, 349, 407). Mc Graw Hill.
- Флуороводородна киселина. Musc. Медицински университет в Южна Каролина. Произведено на 3 април 2018 г. от: academdepartments.musc.edu